10.5机械能及其转化 -----2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下学期

§10.5 机械能及其转化 义务教育教科书（五·四学制） 八年级下册 一、机械能 新课讲授 在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2 新课讲授 若不考虑小球与槽之间的摩擦（理想情况下），小球在槽内运动的过程中仍能回到原来的高度。且下降过程速度越来越快，上升过程速度越来越慢。 下降过程速度越来越快 ， 上升过程速度越来越慢。 重力势能减小 动能增大 重力势能增大 动能减小 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 3 新课讲授 若考虑小球与槽之间的摩擦，小球在槽内运动的过程中不能回到原来的高度。 能量传递的方式——做功 重力势能 动能 重力势能 下降过程： 重力势能1 动能 内能1 重力势能2 内能2 上升过程： 内能：摩擦力做功产生的热量，也称热能。是能量损失的一种途径。 小球最终获得的的重力势能2小于最初的重力势能1。 4 观察与实验 滚摆动能与势能的转化 把一个滚摆悬挂在框架上。用手捻动滚摆，使悬线缠在轴上，让滚摆升到最高点。放开手，观察滚摆的运动，思考它的动能与势能是如何变化的。 实验现象：滚摆上下做往复运动。从最高点下降的过程中越转越快；从最低点上升的过程中越转越慢。 5 下降过程 上升过程 从最高点下降的过程中越转越快 从最低点上升的过程中越转越慢 重力势能减小 动能增大 重力势能增大 动能减小 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 重力做功，重力势能减小 克服重力做功，重力势能增大 6 观察与实验 在实际实验中，滚摆每次上升的高度都会比上一次低。为什么？ 下降过程： 重力势能1 动能 内能1 重力势能2 内能2 上升过程： 小球最终获得的的重力势能2小于最初的重力势能1，机械能有损失（损失的部分：内能）。 7 新知讲授 二、机械能的转化和守恒 大量研究结果表明，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相互转化，那么机械能的总和保持不变，或者说，机械能是守恒的。 动能 重力势能 弹性势能 机械能守恒 8 学以致用 你荡过秋千吗？你知道时高时低、时快时慢的过程中动能与势能是如何转化的吗？ 解：秋千从高处摆向低处时， 转化为 ；从低处摆向高处时， 转化为 。 整个过程中，机械能 。 机械能=动能+重力势能 重力势能 动能 动能 重力势能 守恒 思考与讨论 如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，让橡皮贴近自己的鼻子，稳定后轻轻松手，让橡皮无初速度开始摆动，头不要动。橡皮向前摆去又摆回来，橡皮摆回时会碰到鼻子吗？在这个实验里，橡皮的动能和势能在不断转化，在转化过程中，其机械能的总量有什么变化？ 解：由静止释放的橡皮 打到鼻子。橡皮下降的过程是重力势能转化为动能的过程，上升的过程是 的过程。但在上升和下降的过程中，橡皮和空气之间存在着摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能 ，也就是重力势能的最大值越来越 ，所以橡皮是 打到鼻子的。 不会 动能转化为重力势能 减小 小 不会 课堂练习 如图所示，一个小孩从高度相同、长度不同的两个光滑的滑梯上分别滑下，哪一次滑到底端的速度大？ 解：整个过程中能量的转换： 人的 重力势能 人的 动能 人 机械能守恒 整个过程中重力势能全部转化为动能。由于下滑的高度相同，他在滑下前的重力势能相同，无论从哪个滑梯滑到底端，动能都相同。因此，两次速度都相同。 课堂练习 如图所示，一个小孩从高度相同、长度不同的两个粗糙的滑梯上分别滑下，哪一次滑到底端的速度大？ 解：整个过程中能量的转换： 人的 重力势能 人的 动能 人 机械能不守恒 整个过程中重力势能转化为动能和内能。由于下滑的高度相同，他在滑下前的重力势能相同，而长滑梯滑摩擦产热多（内能多），因此动能少，速度慢。 内能 （摩擦产热） 学以致用 #杭州亚运会 #朱雪莹 #蹦床 分析蹦装运动员蹦床过程中能量的转化。 解：蹦床运动员从高处下落的过程中， ，她与床面接触后，床面发生 ，运动员的 转化为蹦床的 。整个过程中，运动员的机械能 ，运动员和蹦床整体的系统机械能 。 重力势能转化为动能 弹性形变 动能 弹性势能 不守恒 守恒 人的机械能=动能+重力势能 蹦床的机械能=弹性势能 系统机械能守恒 13 课堂练习 人造地球卫星在其固定轨道绕地球运行的过程中，机械能守恒吗？ 解：人造地球卫星在其固定轨道绕地球运行的过程中，动能和重力势能的大小都不变，因此机械能守恒。 课堂练习 #神舟十二号#火箭发射#祖国万岁 请分析神舟十二号加速升空的过程中能量的传递。 解：飞机加速升空的过程中，动能增加，重力势能增加，机械能增加。燃料燃烧产生的能量转化为火箭的机械能。 新知讲授 三、水能与风能 水能和风能是机械能，他们的破坏性释放造成伤害。 洪水 飓风 新知讲授 三、水能与风能 水车 风车 自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。 新知讲授 三、水能与风能 三峡水电站 风力发电机 人们利用水能和风能发电，将机械能转化为电能。 资料拓展 三峡水电站 利用水能来发电需要建水电站。三峡水电站是目前世界上最大的水力发电站和清洁能源生产基地，它的总装机容量为2250万千瓦。当前，以抽水蓄能电站为代表的绿色储能电站已进入高质量发展的新时代。 资料拓展 水磨 水能是天然资源，我国利用水能的历史非常久远。如图所示，《天工开物》中记载了一种古老的水磨。智慧的先人制造了木制的水轮，让流水冲击水轮转动，从而将流水的机械能转化成水轮的动能，进一步带动其他的装置，完成汲水、磨粉、碾谷等工作。 课堂小结 一、机械能 在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 二、机械能及其转化 大量研究结果表明，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相互转化，那么机械能的总和保持不变，或者说，机械能是守恒的。 三、水能和风能 自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。人们利用水能和风能发电，将机械能转化为电能。 课堂练习 如图所示，多米诺骨牌是一项集动手、动脑于一体的运动。将骨牌按一定间距排列，轻轻碰倒第一张骨牌，其他所有的骨牌会依次倒下，而且它们被推倒的速度越来越快。请你从能量的角度加以解释。 解：第一张骨牌被推倒时，它具有初始动能。当第一张骨牌倒下并推倒第二张骨牌时，它的动能传递给了第二张骨牌，使第二张骨牌具有更大的动能。这个过程继续进行，每张骨牌倒下时都会将其动能传递给下一张骨牌，导致下一张骨牌的速度和动能增加。最后一张骨牌倒下时，它具有最大的动能和速度，因为它累积了前面所有骨牌的动能。 谢谢大家！ 义务教育教科书（五·四学制） 八年级下册 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$