第十章第四节　机械能转化及其应用学案 ----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第四节 机械能转化及其应用 学习目标 1.知道机械能守恒及其条件，能举例说明动能与势能的相互转化，能解释与机械能有关的现象。 2.能从做功的视角认识能量，知道机械能会转化为其他形式测能量；知道机械能守恒需要一定的条件，是一种理想状态。 3.能通过水能和风能利用及相关实验演示体会动能和势能的转化。 4.具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感；能欣赏我国古人关于能量转化的技术成就。 重点难点 重点：机械能的相互转化分析 难点：机械能守恒及条件 导学过程 自主学习1 机械能的相互转化 阅读课本P246—247“机械能的相互转化”部分。 机械能 （1）空中飞行的飞机，具有什么形式的能量？ 答： 因为运动，具有动能；因为处于一定高度，具有重力势能。物体既可以具有动能，同时也可以具有重力势能 。 （2）动能和重力势能、弹性势能通称为 机械能 。它们的单位都是 焦耳 ，符号是 J 。 合作探究1 1.单摆实验 （1）观察老师演示单摆实验，单摆来回摆动。 问题1：单摆在摆动过程中具有什么形式的能量？ 回答： 动能和重力势能 。 问题2: 单摆在摆动过程中动能和重力势能大小变化吗？依据是什么？ 回答： 变化；摆锤的运动速度和高度均变化 。 （2）分析： ①在A、C两点时所处高度最高， 重力势 能最大；运动速度 最小 ， 动 能最小。 ②在最低点B点，所处高度最低，重力势能 最小 ，但运动速度最快，动能最 大 。 ③问题：从A点到B点，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能哪去了？增加的动能哪儿来的？ 回答： 重力势能转化为动能 。 ④从B点到C点，重力势能增加，动能减小，减小的动能哪去了？增加的重力势能哪儿来的？ 回答： 动能转化为重力势能 。 （3）结论：单摆在摆动过程中 动 能和 重力势 能相互转化。 （4）单摆为什么摆动的高度越来越低，幅度越来越小？能量哪去了？ 回答： 摆球受到空气阻力，摆球的机械能转化为其他形式的能量了 。 2.观察老师演示滚摆实验。 （1）滚摆在最高点时，重力势能最 大 ，动能最 小 ； （2）滚摆在最低点时，重力势能最 小 ，动能最 大 ； （3）滚摆在由最高点下落至最低点时， 重力势 能转化为 动 能；由最低点上升至最高点时， 动 能转化为 重力势 能 （4）滚摆上升的高度为什么越来越小？ 答： 滚摆的机械能转化为其他形式的能量 。 3.蹦蹦杆 （1）简单演示蹦蹦杆的使用，注意保护安全。 （2）依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时， 动 能减小， 弹性势 能增大，跃起时 弹性势 能减小， 动 能增大。 动 能和 弹性势 能的相互转化。 4.回顾导入环节： （1）蹦极运动视频中的能量转化： 我的分析： 。 （2）发条玩具小车 紧发条过程： 动 能→ 弹性势 能；小车运动过程： 弹性势 能→ 动 能。 5.机械能守恒 物体的动能和势能是可以相互 转化 的，如果只有动能和势能的转化，则机械能的总和不变，即机械能是 守恒 的。 6.对点训练： 如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法错误的是（　B　） A．滚摆下降时，重力势能减小，动能增大 B．滚摆整个运动过程中，机械能总量保持不变 C．滚摆从最低点上升时，重力势能增大动能减小 D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 自主学习2 机械能的应用 阅读课本P247—248“机械能的应用”部分。 1.水能和风能是自然界中丰富的 机械能 资源。 2.观看“水力发电”和“风力发电”视频，完成表格： 应用 举例分析 水能 做功 水流冲击水轮转动来汲水、磨粉、碾压谷物 发电 机械能→ 电 能 风能 做功 驱动帆船、推动风车转动做功 发电 机械能→ 电 能 3.列举生活中机械能的利用实例，并分析应用过程中能的转化。 举例：古代 弓箭、投石车 ；现代 自动关门弹簧、节能车站 。 4. 对点训练 如图是上海”明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将 动 能转化为 重力势 能储存起来。 自我评价 1．如图所示是运油-20加油机给歼-20战斗机加油的情景。在加油过程中，加油机和战斗机均沿水平方向做匀速直线运动，下列分析正确的是（　C　） A．战斗机动能增加，机械能不变 B．战斗机势能不变，机械能增加 C．加油机动能减小，机械能减小 D．加油机势能不变，机械能不变 2．图所示，小华用平行于斜面的拉力把物体从M点匀速拉至N点，忽略空气摩擦。以物体为研究对象，下列图像正确的是（　C　） A． B． C． D． 3． 2023年10月31日8点11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回过程中，打开降落伞后的一段时间内，返回舱下落且速度减小，在这一段时间内，下列说法中正确的是（　C　） A．返回舱的重力势能转化为动能 B．返回舱的机械能不变 C．返回舱的重力势能减小 D．返回舱的动能不变 4．近年广州市某团队新研发的ASF材料具有很强的反弹效果，如图所示，释放铅球，铅球从释放到反弹至最高点过程中（　D　） A．动能先增大后减小 B．机械能不变 C．ASF材料弹性势能先减小后增大 D．反弹高度一定小于释放高度 5．如图所示，人造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。卫星在运行过程中机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”），卫星在 近地点 （选填“近地”或“远地”）点动能最大。 6．小月设计了一个名为“过山车保龄球”的游戏，如图所示，游戏规则是在A点水平推出小球，只要小球最终停在D处的凹陷里即为获胜。但由于整条轨道过于光滑，小月多次尝试后发现很难获得胜利。请你推测她看到的失败现象可能是小球通过C点后， 沿轨道CD滑向另一侧，随后返回C点，滚落到轨道AB上 。若想更容易获胜，可以将轨道 CD （选填“AB”“BC”或“CD”）段变粗糙一些。 7．如图是小朋友玩蹦蹦床的情景：在此过程中，小孩上升到最高点时的 重力势 能最大，上升时是 动 能转化为 重力势 能；小孩在空中下落的过程中 重力势 能转化为 动 能；小孩下落到最低点时蹦蹦床的 弹性势 能最大。 8．自行车具有节能环保、灵活方便等优点，越来越受到人们的青睐．请你用所学物理知识解释：骑自行车下坡时，不蹬脚踏板，车速也会越来越快的原因。 【答案】人骑自行车下坡时，人和自行车的质量不变，高度变小，重力势能减小，重力势能逐渐转化为动能，动能增加，所以车速度越来越快。 我的收获 学科网（北京）股份有限公司 $$