3.2 机械能（4）课件（23张PPT ）

3.2
机械能
温故知新
判断下列物体是否具有动能或势能，如果有，说出能量的名称，如果没有，说明原因。
1.停在最高位置的过山车 ；
2.没有拉开的弓 ；
3.正在助跑的跳远运动员 。
重力势能
无动能和势能
动能
判断下列物体具有的动能或势能的变化，并说明原因。
1.正在下落的粉笔头；
2.匀速飞行的飞机，边飞边抛洒救灾物资；
3.起跳后正在上升的跳高运动员。
动能增大 势能减小
动能不变 势能减小
动能减小 势能增大
机械能守恒吗？
物体的势能和动能是可以相互转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能相互转化的过程中，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
洪山嘴中学詹振亚
制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
保持不变
机械能守恒
+
只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变
例：滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降,再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是 、动能为零的是 、机械能最大的是 . (填写位置序号)
1
1、3
1
讨论与交流
判断下列过程中物体的机械能是否守恒，并从能量角度说明原因。
（1）做竖直上抛运动的物体
（2）被匀速吊起的集装箱
（3）光滑曲面上自由运动的物体
（4）在粗糙水平面上运动的物体
归纳判断机械能是否守恒的方法
方法一：根据质量和速度的变化判断动能变化，根据质量和被举高的高度判断势能的变化
方法二：明确是否不计摩擦等阻力进行判断
不守恒
不守恒
守恒
不守恒
3、人造地球卫星是人类的伟大发明，它们在大气层以外的空间绕地球做椭圆轨道运行，卫星离地球最远的一点叫远地点，离地球最近的一点叫近地点（如图所示）．那么人造卫星由远地点运动到近地点的过程中（　　）
A、机械能在减小
B、机械能在增大
C、机械能不变，动能增大，势能减小
D、机械能不变，动能减小，势能增大
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C
卫星在太空运动，几乎没有阻力，机械能守恒
4、在地面上以一定速度v斜向上抛出一个小球，当小球到达最高点时（空气阻力忽略不计），则小球的（　 ）
A、重力势能最大，动能不为零
B、重力势能最大，动能为零
C、机械能达最大值
D、机械能达最小值
A
例、小刘将一小球第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列说法正确的是
A、两次小球达到最高点时，动能相等都为零，机械能不相等
B、两次小球达到最高点时，动能都不为零，机械能相等
C、两次小球达到最高点时，高度相等，机械能不相等
D、两次小球达到最高点时，高度不相等，机械能相等
D
审题，建立模型
明确是否有“不计空气阻力”——判断机械能是否守恒
(作业本AP30T7)如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．由图可知，下落过程中，皮球的速度___，离开地面上升的过程中，皮球的重力势能___，动能___．皮球运动过程中的机械能___．（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
增大
增大
减小
减小
弓的弹性势能哪里去了？
转化成箭的动能
探究动能与弹性势能之间的相互转化
如图所示，一个木球从高处滚下来，撞击到弹簧片上
研究的过程
球的速度
动能
弹簧片形变程度
弹性势能
能的转化
木球压弯弹簧片
弹簧片把木球弹回
不断减小直至为零
不断减小直至为零
由小变大
不断增大
动能转化为弹性势能
由零不断增大
由零不断增大
由大变小
不断减小直至为零
弹性势能转化为动能
思考问题：
实验中，弹簧片能否把木球弹回其原始下落的位置? 为什么？最后看到的现象是什么?
结论：动能与弹性势能可以相互转化
不能，因为机械能不守恒（存在摩擦），小球停在水平面上
撑杆跳高
动能和势能相互转化的应用
撑杆跳高运动员在起跳前进行一段助跑，获得了大量的______，起跳后，她的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，动能转化为运动员的_______ 和撑杆的_________。当上升到一定高度时，动能减小到最小值。此后撑杆的_________将逐渐转化为运动员_________，从而使运动员继续上升。当运动员越过横杆下落的过程中，他的_______又被转化为_____
动能
重力势能
弹性势能
弹性势能
重力势能
重力势能
动能
可分为助跑、撑竿起跳、越横竿
人的质量
人的速度
人的高度
竿的形变程度
人的动能
人的重力势能
竿的弹性势能
能的转化
助跑
撑竿起跳（一）
撑竿起跳（二）
越横竿
不变
变大
不变
不变
变大
不变
不变
人的化学能——人的动能
不变
减小
变大
变大
减小
变大
变大
人的动能——人的重力势能和竿的弹性势能
不变
减小
变大
减小
减小
变大
减小
人的动能和竿的弹性势能——人的重力势能
不变
变大
减小
不变
变大
减小
不变
人的重力势能——人的动能
水力发电站的能量转化是怎样的？
想想议议
水重力势能
水的动能
水轮机的动能
电能
自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、受到的力以及能量的变化情况是怎样的?
想一想
G=Ｆ弹
G>Ｆ弹
G<Ｆ弹
平衡点速度最大
球的质量
球的速度
球的高度
弹簧形变程度
球的动能
球的重力势能
弹簧弹性势能
能的转化
接触点——平衡点
平衡点——最低点
不变
变大
减小
变大
变大
减小
变大
小球重力势能转化为弹簧弹性势能和小球动能
不变
减小
减小
变大
减小
减小
变大
小球重力势能和小球的动能转化为弹簧弹性势能
速度为０，并不静止，受非平衡力作用
例1．学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块由a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是(　　　)
A、小石块动能一直在增加
B．小石块减少的重力势能全部转化为动能
C、小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能
D．小石块到达C点时，动能为零
D
A
过程
能的转化情况
下落至床面
撞击床面
床面反弹
离开床面后上升
人的重力势能转化为人的动能
人的机械能转化为床的弹性势能
床的弹性势能转化为人的机械能
人的动能转化为人的重力势能
例、图是小朋友玩蹦蹦床的情景，
对他们在上升和下落过程中机
械能的变化，下列分析不正确
的是（　）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大
B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C．小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大
D．小孩下落到最低点时的动能最大
D
用手将一重为G 的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A 位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C 位置小球的速度变为零。已知AC 间的高度差为h，则从A 位置到C 位置铁球的重力做功 ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量 。B 位置到C 位置的过程中铁球所受的重力 （选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）