11.4 机械能及其转化 课件 2022-2023学年人教版物理八年级下册

11.4 机械能及其转化 陈峰同学的家到学校本是一条在水平面上的直路，爱动脑筋的陈峰做了这样一个设想：要是将从家到学校的路挖成一个“U”字形，如图所示，只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了。 陈峰同学的设想到底能不能实现，这节课我们就为同学们揭开此谜。 学习目标 1．知道机械能包括动能和势能。 2．理解机械能的转化。 3．能解释动能、重力势能、弹力势能间相互转化的简单物理现象。 4．初步了解机械能守恒的含义。 5．通过观察和实验的方法探究动能和势能相互转化的规律。 一、机械能及其转化 飞行中的飞机 飞行中的飞机具有动能和重力势能 一、机械能及其转化 　　 此时的跳水运动员具有动能和重力势能 一、机械能及其转化 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 动能、势能统称为机械能。机械能的单位是焦耳，简称焦，用字母J表示。 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 一、机械能及其转化 弓的弹性势能哪里去了？ 举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？ 蹦床运动员从高处落下,能量哪里去了？ 一、机械能及其转化 弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；球从高处下落，球的重力势能转化成了它的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以相互转化。 一、机械能及其转化 想想做做 观察滚摆的运 动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转 化的。 一、机械能及其转化 滚摆下降时，速度_____，________能减小， _____能增大，_______能转化为______能； 滚摆上升时，速度______，______能减小， _______能增大，_______能转化为_______能。 结论：实验表明，物体的动能和重力势能是可以相互 转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可 以转化为动能。 变大 重力势 动 重力势 动 变小 动 重力势 动 重力势 一、机械能及其转化 分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。 单摆下降时，________能减小，_______能增大。 在此过程中________能转化为_______能。 单摆上升时，_______能减小，_______能增大。 在此过程中_______能转化为_______能。 重力势 动 重力势 动 动 重力势 动 重力势 一、机械能及其转化 大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？ 想想做做 二、水能和风能的利用 地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行。到19世纪，人类开始利用水能发电。 二、水能和风能的利用 人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。 二、水能和风能的利用 风能也可以用来发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联在一起供电。 二、水能和风能的利用 人造地球卫星的机械能转化 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。它的速度很快，一天内可以绕地球飞行几圈到十几圈。人造地球卫星广泛用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。 许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点, 最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中不受空气阻力，只有动能和势能的转化。因此，机械能守恒。卫星在远地点时势能最大，当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小、动能增大，速度也就增大。当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大，动能就会减小，速度也减小。 课堂练习 1．羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的重力势能相等，相比A点，羽毛球在B点时( )　　 A．机械能较小，动能较大 B．机械能较大，动能较大 C．机械能较小，动能较小 D．机械能较大，动能较小 C 课堂练习 2．以相同速度水平匀速