内容正文:
第十一章第4节
机械能及其转化
飞行中的飞机具有什么能?
动能+重力势能
2
跳水中的运动员具有什么能?
动能+重力势能
3
一
机械能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1、动能、势能统称为机械能。
3、物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
2、一个物体可以既有动能,又有势能。
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观察与思考
弓的弹性势能哪里去了?
箭的动能
5
观察与思考
举高的球释放后,
重力势能会_____,
这部分能量消失了吗?
球的动能
减小
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二
机械能的转化及守恒
1、动能和势能能够相互转化
弯弓射箭时,弓的__________转化成箭的______;
自由下落的球,__________转化成______。
弹性势能
动能
重力势能
动能
7
二
机械能的转化及守恒
自制教具
演示
你有问题想提出吗?
将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下,会有什么出人意料的现象发生吗?
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二
机械能的转化及守恒
单摆
A
B
C
想想做做
轻质细绳
质量较大的小球
最低点
实验1:将单摆的小球拉至A点释放,分阶段记录小球的运动速度和高度的变化情况。
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
A到B点
高度降低
速度增大
动能在增大
重力势能在减小
实验1:将单摆的小球拉至A点释放,分阶段记录小球的运动速度和高度的变化情况。
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
B到C点
高度升高
速度减小
动能在减小
重力势能在增大
实验1:将单摆的小球拉至A点释放,分阶段记录小球的运动速度和高度的变化情况。
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
思考:能量是如何转化的?
C到B点
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
B到A点
动能和重力势能可以相互转化
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
实验2:从最高处释放滚摆,记录滚摆的运动速度和高度的变化情况。
轻质细绳
带固定中心轴
的重圆盘
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
滚摆
初始态
最低点
最高点
思考:能量是如何转化的?
重力势能
重力势能
动能
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二
机械能的转化及守恒
实验表明:物体的动能和势能可以相互转化。
在上图所示的实验中,如果没有空气阻力和摩擦力,单摆和滚摆每次都会上升到原来的高度。
如果只有动能与势能相互转化,则机械能的总量将保持不变,或者说机械能是守恒的。
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二
机械能的转化及守恒
重力势能变化时,动能一定变化吗?
动能变化时,重力势能一定变化吗?
匀速上升的缆车
平直马路上加速的汽车
重力势能增大,动能不变
动能增大,重力势能不变
不一定
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二
机械能的转化及守恒
生活中还有哪些现象与这两种能量的转化有关呢?
滑雪
雪车
跳高
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二
机械能的转化及守恒
动能
重力势能
动能
弹性势能
相互转化
相互转化
?
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
弯弓射箭时,动能和弹性势能是如何转化的?
弯弓射箭时,弓的弹性势能转化成箭的动能。
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二
机械能的转化及守恒
想想做做
蹦床运动员从高处落下,重力势能转化为动能,在与蹦床面开始接触后,床面逐渐发生弹性形变,运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。
动能
弹性势能
相互转化
蹦床时,动能和弹性势能是如何转化的?
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二
机械能的转化及守恒
2、机械能守恒
当只有动能和势能相互转化时,机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。
1、动能和势能能够相互转化。
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
相互转化
机械能守恒
前提:没有摩擦阻力,只有重力或弹力做功。
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二
机械能的转化及守恒
思考:在实验中我们发现单摆和滚摆每次上升的高度都在减小,最后会停在最低点。你知道机械能到哪里去了吗?
由于存在摩擦阻力,机械能最终转化为内能。
习题中出现“光滑”、“不计摩擦”、“不计空气阻力”等字样时,经常表示机械能守恒。
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二
机械能的转化及守恒
铁锁会打到鼻子吗?
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二
机械能的转化及守恒
哈哈,它打不着我
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二
机械能的转化及守恒
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二
机械能的转化及守恒
由远地点向近地点运动时:重力势能 → 动能
由近地点向远地点运动时:动能 → 重力势能
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二
机械能的转化及守恒
过山车为什么能够不断地翻滚?
向下运动:重力势能 → 动能
向上运动:动能 → 重力势能
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二
机械能的转化及守恒
铁球压缩弹簧过程中,铁球的动能减小,弹簧的弹性势能增大,动能转化为弹性势能。
弹簧恢复过程中,弹簧的弹性势能减小,铁球的动能增大,弹性势能转化为动能。
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1、上紧发条的玩具车在水平桌面上从静止开始跑动时( )
A.弹性势能减小,动能增大
B.弹性势能增大,动能减小
C.弹性势能不变,动能