11.4 机械能及其转化------2023～2024学年人教版物理八年级下学期

11.4 机械能及其转化 复习巩固 温故知新：什么是动能？什么是势能(重力/弹性) ？ 动能→有运动 重力势能→有高度 弹性势能→有弹性形变 判断下列物体具有什么能？ 火影跑的汤姆 沙发上的汤姆 橡皮筋和杰瑞 飞行的汤姆 动能 重力势能 动能 重力势能 动能 弹性势能、重力势能 一、机械能及其转化 明确定义：尝试概括机械能的定义 动能、势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能。 构成 影响因素 影响 机械能 动能 重力势能 弹性势能 动能 重力势能 弹性势能 速度、质量 质量、高度 形变程度 机械能 速度 质量 形变程度 高度 一、机械能及其转化 开悟明理：下列情形的能量变化能说明什么？ 动能转化为重力势能 弹性势能转化为动能 人的动能______ 重力势能______ 弓弦的弹性势能______, 箭的动能__________ 减小 增加 减小 增加 动能和势能能够相互转化 即时练习 1. 自动扶梯把人从一楼匀速送到二楼。从能量角度分析， 人的（　　） A．动能减少，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能不变 C．动能不变，重力势能增加，机械能不变 D．动能不变，重力势能增加，机械能增加 D 2. 如图，为国产航母首次起降直升机直-18改进型.直升机在减速下降靠近航母甲板的过程中（　） A．动能减少，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能不变 C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．动能不变，重力势能增加，机械能增加 C 即时练习 3.如图所示，歼-15舰载机从辽宁舰上加速起飞。舰载机的能量变化，下列说法正确的是（　　） A．机械能的总量增加 B．机械能的总量不变 C．动能转化为重力势能 D．重力势能转化为动能 A 4.草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能减少，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能不变 C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．动能不变，重力势能增加，机械能增加 C 二、机械能守恒 开悟明理：下列情形的能量变化能说明什么？ 滚摆 下降过程：_______转化为_______ 上升过程：_______转化为_______ 动能 重力势能 重力势能 动能 单摆 A到B过程： _______转化为_______ B到C过程： _______转化为_______ 重力势能 动能 动能 重力势能 动能和势能能够相互转化 二、机械能守恒 当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变，即机械能守恒 问题1 从鼻尖释放的铁锁，会再次打到鼻尖吗？ 问题2 铁锁除了受到重力和拉力外还受到什么力？  问题3 空气阻力越小，铁锁摆回的高度如何变化？ 问题4 若空气阻力为0，则铁锁摆回的高度如何变化？ 问题5 空气阻力为0时，铁锁机械能总量变化吗？ 不会 空气阻力 越高 原来位置 机械能总量不变 二、机械能守恒 融会贯通：机械能守恒的条件是什么？ 问题1：汽车的动能怎么变？势能最终怎么变？ 问题2：此过程汽车的机械能怎么变？还守恒吗？ 问题3：减小的机械能最终去哪了？ 动能减小，势能不变 机械能减小了，不守恒 由于摩擦生热，转化成内能了 问题4：机械能守恒需要满足什么条件？ 没有阻力(摩擦、空气阻力等)时，机械能守恒 二、机械能守恒 学以致用：分析卫星的能量变化 远地点 近地点 问题2：哪个点高度更高？重力势能更大？ 问题3：远到近点，势能怎么变？动能怎么变？ 问题1：卫星运动时，机械能是否守恒？ 远地点更高，远地点重力势能更大 h大 h小 重力势能减小，动能增大 守恒，太空中无空气 问题4：哪个点速度最大？哪个点速度最小？ 近地点速度最大，远地点速度最小 即时训练 1.如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点返回（不考虑空气阻力）。关于摆球，下列说法中正确的是（　　） A．在O点时重力势能最大 B．从A点到B点的过程中机械能守恒 C．在B点时受平衡力作用 D．从A点到O点动能转化为重力势能 B 2.如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠（　　） A．通过b点时的动能比通过d点时大 B．钢珠在b点时重力势能最大 C．钢珠在c点的机械能大于d点的机械能 D．从b点运动到c点的过程中，重力势能转化为动能 A 4.如图所示的滚摆，上下往复运动幅度越来越小，最终停在最低点。则下列说法中错误的是（　　） A．滚摆的动能与重力势能可以相互转化 B．滚摆下降时重力势能减小、动能增大 C．滚摆在最高点时，处于平衡状态 D．滚摆上下往复的过程中，其机械能不断减小 C 3.如图所示，小明从斜面顶端匀速下滑的过程中，他的（　　） A．动能减小，机械能增大，动能转化为势能 B．势能减小，机械能减小，势能没有转化为动能 C．动能不变，机械能不变，动能没有转化为势能 D．势能不变，机械能减小，动能不变 B 即时训练 5.[多]如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景。如图乙所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法不正确的（　　） A．如图甲卫星加速上升过程中，动能转化为重力势能 B．如图乙人造地球卫星运行中，从远地点 向近地点运行时机械能减小 C．如图乙人造地球卫星运行中，从近地点 向远地点运行时，势能增大，速度减小 D．甲、乙两图卫星的机械能都不变 ABD 即时训练 三、机械能转化的本质 格物明理：转化时的做功与耗能 松手后，谁对箭做功？消耗了什么能？转化成了什么能？ 不同能量之间通过做功实现转化。且数值上：做功=耗能 冲出水面后，谁对鳄鱼做功？消耗了什么能？转化成了什么能？ 三、机械能转化的本质 格物明理：转化时的做功与耗能 F=100N，匀速提升2m 1.F做功是多少？ 2.重力势能增加多少？ 光滑斜面 匀速拉木块到顶端 F1 F2 1.F1与F2谁大谁小？ 2.谁做的功多？ F做功200J， 重力势能增加200J 右边更陡，所以F1<F2 匀速拉动，做功=重力势能 则两次做功一样多 四、水能和风能的利用 自然界的流水和风都具有大量的_______能。  水能 风能 机械 四、水能和风能的利用 水力发电的能量转化过程： _______转化为_______ _______转化为_______ 风力发电的能量转化过程： _______转化为_______ 轮船航行的能量转化过程： _______转化为船_______ 重力势能 动能 动能 电能 风能 电能 风能 动能 即时练习——明确状态 1．如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．物块在a点的动能大 B．物块在b点的重力势能大 C．物块在两点的机械能一样大 D．物块在a点的机械能大 C 2.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C。下列分析正确的是（　　） A．整个过程只有重力对小球做功 B．小球在A、B两点具有相同的机械能 C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是VC＜VB=VA D．小球从A点到B点，动能的减少量=克服摩擦力做的功 D 即时练习——未知守恒 3.如图，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a开始运动，最终停在d点。下列正确的是（ ） A．在b、d两点动能相等 B．在a、d两点机械能相等 C．从b 到c的过程机械能减少 D．从c 到d 的过程重力势能减少 d a b c v C 4.如图，让小球从光滑轨道A点由静止滑下，沿轨道到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的 运动轨迹最符合实际的是（　　） A．a B．b C．c D．d C 即时练习——未知守恒 5.沿水平桌面自由滚落的排球的运动轨迹如图，C、F两处高度相同，D为球与水平地面的接触点，关于排球的说法，正确的是（　　） A．C点的动能等于F点的动能 B．C点的重力势能等于F点的重力势能 C．E点到F点的过程中，机械能保持不变 D．D点到E点过程中，弹性势能转化为重力势能 6. 某水平台面，弹簧左端固定，右端连接小球，O点是弹簧原长位置。将小球从A处释放，小球就在A、B间往复运动（已知AO=OB），则（　　） A．小球在往复运动过程中机械能守恒 B．小球在O点动能最大 C．小球从B往A运动过程中速度不断增大 D．小球在往复运动过程中所受弹力方向不变 B B 即时练习——4.竖直弹力 7.如图甲所示，小球静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，从a至c的过程中，小球在b处速度最大。则正确的是（　　） A．在a处时小球受到的弹力等于自身重力 B．小球在c处速度为零，处于平衡状态 C．ab段小球所受弹力小于重力，处于加速运动阶段 D．bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来 C 模型 运动阶段 受力分析 速度变化 能量变化 a点之前 G 加速 重力势能减小 动能增加 a-b G＞F弹 加速 重力势能减小 动能增加 弹性势能增加 b点 G=F弹 最大 动能最大 b-c G＜F弹 减速 重力势能减小 动能减小 弹性势能增加 c F弹 最大 v=0 重力势能最小 动能为0 弹性势能最大 ①竖直弹簧模型：a是小球刚接触弹簧时，c是弹簧被压缩至最短处。 10.“蹦极”的示意图。O点是橡皮绳不系人自然下垂所在的位置，R点是运动员从P点自由下落所能到达的最低点，运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．运动员到达O点时，速度最大 B．运动员到达R点时，速度为零，受到平衡力的作用 C．运动员受到的合力先减小后增大 D．运动员在整个过程中先做加速运动后做匀速运动 即时练习——4.竖直弹力 C 模型 运动阶段 受力分析 速度变化 能量变化 O点之前 G 加速 重力势能减小 动能增加 0-A G＞F弹 加速 重力势能减小 动能增加 弹性势能增加 A点 G=F弹 最大 动能最大 A-B G＜F弹 减速 重力势能减小 动能减小 弹性势能增加 B F弹 最大 v=0 重力势能最小 动能为0 弹性势能最大 ②蹦极模型：O是弹力绳自然下垂时，B是人下落到最短处。 B 课堂笔记 11.4 机械能及转化 一、机械能 1.构成：机械能=动能+重力势能+弹性势能 2.影响因素：机械能=速度+质量+高度+形变程度 二、机械能的转化 1.转化：动能和势能能够相互转化 2.本质：不同能量之间通过做功实现转化，且做功=耗能 三、机械能守恒 1.内容：只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变 2.守恒条件：没有阻力(摩擦、空气阻力等)时，机械能守恒 3.卫星轨道：近地点→动能大、速度快； 远地点→势能大、速度慢 地球 近地点 远地点 25 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$