11.4《机械能及其转化》预学案 2024-2025学年人教版初中物理八年级下冊

2025年人教版初中物理八年级下学期新教材

第十一章第四节《机械能及其转化》预学案（适用于辽宁地区）

一、 学习目标

1.理解机械能的概念，知道机械能是动能和势能（重力势能与弹性势能）的总和，能够准确说出机

械能的构成要素。

2.能通过实例清晰地分析动能和势能之间的相互转化过程，解释生活中常见的动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单现象。

3.初步认识机械能守恒定律，明确在只有动能和势能相互转化的情况下，机械能总量保持不变的条件。

二、学习重难点

（一）学习重点

1.深入理解机械能的概念，掌握机械能的计算方法，即机械能 = 动能 + 势能

2.熟练掌握动能和势能相互转化的规律，能够准确判断在不同情境下能量的转化方向和过程。

（二）学习难点

1.全面深入地理解机械能守恒定律，明确机械能守恒的条件，能够在复杂的实际问题中判断机械能是否守恒。

2.学会运用机械能守恒定律解决实际问题，分析和计算物体在运动过程中的能量变化情况。

三、知识预习

（一）机械能的概念

1.动能：物体由于运动而具有的能，其大小与物体的质量和速度有关。质量越大、速度越大，动能越大。例如，高速行驶的汽车比低速行驶的汽车动能大；质量大的货车比质量小的轿车动能大。

2.重力势能：物体由于被举高而具有的能，其大小与物体的质量和被举高的高度有关。质量越大、高度越高，重力势能越大。比如，高处的花盆比低处的花盆重力势能大；高山上的巨石比山脚下的石头重力势能大。

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，其大小与物体弹性形变的程度有关，弹性形变越大，弹性势能越大。例如，被拉开的弓、被压缩的弹簧都具有弹性势能，且拉开的幅度越大、压缩的程度越大，弹性势能越大。

机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能，其机械能就是动能与势能的总和。例如，在空中飞行的飞机，既有由于运动而具有的动能，又有由于被举高而具有的重力势能，飞机的机械能就是这两种能量之和。

（二）   机械能的转化

1.动能与重力势能的相互转化

物体下落过程：物体从高处下落时，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能逐渐

转化为动能。例如，苹果从树上落下，在下落过程中，苹果的重力势能不断转化为动能，所以速度越来越快。

物体上升过程：物体向上运动时，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能逐渐转化为

重力势能。比如，竖直向上抛出的篮球，在上升过程中，动能不断转化为重力势能，速度越来越慢，到达最高点时速度为零，动能全部转化为重力势能。

2.动能与弹性势能的相互转化

物体使弹性物体发生形变过程：当物体撞击弹性物体使其发生弹性形变时，物体的动能减小，弹性物

体的弹性势能增大，物体的动能转化为弹性物体的弹性势能。例如，乒乓球撞击球拍，球拍发生弹性形变，乒乓球的动能转化为球拍的弹性势能。

弹性物体恢复原状过程：弹性物体恢复原状时，弹性势能减小，物体的动能增大，弹性势能转化为物

体的动能。比如，被压缩的弹簧恢复原状时，将与之接触的小球弹出，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。

重力势能与弹性势能的相互转化：在一些特定情况下，重力势能和弹性势能也可以相互转化。例如，撑杆跳高运动员在起跳过程中，运动员的重力势能转化为撑杆的弹性势能；在上升过程中，撑杆的弹性势能又转化为运动员的重力势能。

（三）机械能守恒定律

内容：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。

条件：只有动能和势能相互转化，不存在其他形式能量的转化，如没有摩擦力做功导致机械能转化为内能等情况。在实际生活中，由于存在各种阻力，如空气阻力、摩擦力等，机械能往往会不守恒，会有一部分机械能转化为其他形式的能量，导致机械能总量减少。但在一些理想化的模型中，如忽略空气阻力的自由落体运动、光滑水平面上的弹性碰撞等，可以认为机械能守恒。

预习检测

一、选择题

1.2025 年 2 月 10 日，我国 17 岁运动小将熊诗芮勇夺亚冬会单板滑雪女子大跳台比赛的冠军，如图是熊诗芮比赛时的情景，熊诗芮在空中上升过程中，她的（ ）
    A. 动能增大，重力势能减小

B. 动能增大，重力势能增大
    C. 动能减小，重力势能减小

D. 动能减小，重力势能增大

2.下列日常运动情景中说法正确的是（ ）
A. 被投掷出去的铅球在空中飞行过程中，运动员对铅球做了功
B. 篮球从高处自由下落的过程中，运动状态没有改变
C. 排球在上升过程中，排球的重力势能变小
D. 踢出去的足球在空中飞行过程中，若不计空气阻力，其机械能守恒

3.小明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，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是（ ）
    A. 铁锁在摆动过程中，机械能守恒
    B. 铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能
    C. 铁锁摆到最低点时，动能最大
    D. 铁锁摆回时会碰到小明的鼻子

4.如图所示是探究 “阻力对物体运动的影响” 的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 小车到达水平面后，由于受到惯性的作用会继续向前运动
B. 水平面越粗糙，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢
C. 小车在水平面上做减速运动，受到的合力不变
D. 小车在下滑过程中，重力势能全部转化为动能

5.CA42 是国内近十年来唯一获得民航 23 部认证的双发固定翼通航飞机。这款搭载国产航空发动机和国产航电系统的通用飞机，计划明年补齐国产螺旋桨这最后一块 “拼图”，实现通用飞机 100%“中国造”。关于该飞机，下列说法正确的是（ ）
    A. 飞机匀速直线升空，机械能不变
    B. 升空过程中，机舱外的大气压强越来越大
    C. 飞机机翼上凸下平，使上方空气流速大，压强小，从而产生向上的升力
    D. 飞机能够升空主要是因为受到空气浮力的作用
   6.导弹在大气层内飞行时，下列说法正确的是（ ）
    A. 导弹上升阶段，重力势能减小
    B. 导弹在最高点时动能不为零
    C. 导弹在整个飞行过程中机械能守恒
   D. 导弹下降的过程中动能变小