11.4 机械能及其转化-【初中学霸创新题】2024-2025学年新教材八年级下册物理同步课件(人教版2024)

第4节 机械能及其转化 八年级 初中物理 第十一章 功和机械能 学习目标 1. 理解机械能及其转化，知道机械能。 3.了解水能和风能的利用，了解不同形式的能量可以互相转化。 2.认识动能和势能可以相互转化。 　　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？ 　　松手后，铁锁离你而去，且速度大小不断变化，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，接近鼻子后，又会离你而去，循环往复，铁锁不会打到鼻子，这是为什么呢？ 课堂引入 机械能及其转化 知识点一 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 机械能的单位是焦耳（J）。 1.机械能 马路上行驶的汽车 高空中的飞机 发生形变的网球拍 　　一个物体可以只有动能，可以只有势能，也可以既有动能，又有势能。都称物体具有机械能。 　　例如，飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起, 就得到它的总机械能。 　　苹果从高处下落，苹果的重力势能减小，动能增大。 　　苹果的重力势能转化成了它的动能。 2.动能和势能相互转化 　　拉弓射箭时，弓的弹性势能减小，箭的动能增大。 　弓的弹性势能转化成箭的动能。 　　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。 动能和势能可以相互转化 滚摆的运动 　　演示：从最高处释放滚摆，观察滚摆的运动速度和高度的变化情况。讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 现象：滚摆在下降过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能； 滚摆在上升过程中，高度增大，速度减小，动能又转化为重力势能。 结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，滚摆每次上升的高度都相同。 单摆的运动 演示：将单摆的小球拉至A点释放，分阶段观察小球的运动速度和高度的变化情况。分析单摆在摆动过程中动能和势能的相互转化。 现象：小球在下落阶段（A→B，C→B），高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；到最低点B时动能最大。 小球在上升阶段（B→C，B→A），高度增大，速度减小，动能转化为重力势能。 结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，单摆小球每次上升的高度都相同。 　　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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 3.机械能守恒 机械能守恒的条件：除重力和弹力对物体做功外没有其他力对物体做功。一般来说，若有“不计能量损失”“不计空气阻力及摩擦”等条件时，机械能守恒。 踢毽子集健身、娱乐、表演于一体，是一项深受大众喜爱的运动项目，若不计空气阻力，下列说法错误的是（ ） A. 毽子向上运动时，速度减小，动能增大 B. 毽子向上运动时，机械能不变 C. 毽子下落时，动能增大，重力势能减小 D. 毽子下落过程中，重力势能转化为动能 典例1 A 水能和风能的利用 知识点二 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。 1. 水能和风能 2.水能和风能的利用 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。 水轮筒车 古代帆船 水力发电：人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，将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。 风力发电：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。 课堂小结 动能和势能可以相互转化 概念：动能、重力势能和弹性势能统称机械能 机械能及其转化 机械能 水能和风能的利用 机械能守恒 随堂练习 1.2024年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则在这段时间内，下列关于返回舱的说法正确的是（ ） A. 动能不变 B. 重力势能不变 C. 机械能不变 D. 所受重力不做功 A 2.如图所示，光滑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. 小球在A点的动能大于在B点的动能 B. 小球在C点时的重力势能最小 C. 小球在A、B、C 三点的机械能相同 D. 小球从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能 C A B C v $$