8.4 机械能及其转化 教学课件 2025-2026学年 沪科版（五四学制）八年级物理下册

该初中物理课件围绕“机械能及其转化”展开，涵盖动能、重力势能、弹性势能的定义及影响因素，通过过山车、秋千、铁锁摆动等生活现象导入，衔接知识回顾形成学习支架，帮助学生构建机械能概念及转化规律。 其亮点在于结合蹦床、撑杆跳等生活实例和滚摆、单摆探究活动，培养能量观念（物理观念）与科学探究能力，通过“魔罐”“人造卫星”实例推理转化过程（科学思维）。学生能联系生活深化理解，教师可借助丰富资源和清晰结构提升教学效率。

8.4 机械能及其转化 能量定义： 物体对外做功，表示这个物体具有_________ 能量单位：____________  注：一个物体能够做的功______，表示这个物体的能量_____  动能： 物体由于________而具有的能 势能 重力势能： 弹性势能： 物体由于_________而具有的能量 物体由于_____________而具有的能量 能量 焦耳（J） 越多 越大 运动 被举高 弹性形变 知识回顾 各种能量的影响因素： 物体动能的大小跟___________、___________有关 物体重力势能的大小跟___________、___________有关 弹性势能大小与_________大小有关 实验运用______________、_______________ 速度 质量 质量 高度 形变 转换法 控制变量法 知识回顾 你坐过过山车吗？没有安装发动机的过山车是如何利用机械能的转化来实现在轨道上来回运动的呢？ 你荡过秋千吗？只要推动一次，秋千就可以不停的来回运动。 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。你认为铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？ 问题 在这个过程中，铁锁的运动快慢在变化，说明动能在发生变化。同时，铁锁的高度也在变化，说明铁锁的重力势能也在发生变化。但铁锁并不会碰到你的鼻子，这是什么原因呢？ 想一想，下列物体都具有什么能量？ 动能 重力势能 弹性势能 飞行中的飞机具有重力势能和动能 跳水运动员具有重力势能和动能 在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 机械能 高空飞行的飞机具有 动能和重力势能 蹦床运动员在空中具有 动能和重力势能 把这两种能量（动能和势能）加在一起，就可以得到它的总机械能。 1．动能、势能统称为机械能。 机械能 知识点1 2.机械能 = 动能 + 势能 弓的弹性势能哪里去了？ 弓的弹性势能 箭的动能 机械能的转化 知识点2 探究1： 滚摆的动能和重力势能的转化 (2)向上滚动, 重力势能______，动能_______；____能转化为________能； (1)向下滚动, 重力势能______，动能_______；________能转化为____能； 初始态 减小 增大 重力势 动 最高水平位置 最低水平位置 减小 增大 重力势 动 最低 最高 (1)摆球从A到B过程中，重力势能_______，动能_______，_________能转化为____能； B 单摆 A C (2)摆球从B到C的过程中，重力势能_______，动能_______，____能转化为_________能； 减小 增大 重力势 动 减小 增大 重力势 动 观察单摆的运动。 探究2：单摆的动能和重力势能的转化 探究3：探究动能和弹性势能的相互转化。 (1)小车从A向B运动中，弹簧的弹性势能_____，车动能_____，___能转化为________能； (2)小车从B向A运动中，弹簧的弹性势能_____，车动能_____，_______能转化为____ 能； 增大 减小 动 弹性势 减小 增大 弹性势 动 机械能及其转化 机械能的转化 动能和势能可以相互转化。 机械能及其转化 想想做做 1.观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 2.观察单摆的摆动，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。 机 械 能 及 其 转 化 分析蹦床运动中的能量变化情况 活动探究1 下落过程，接触蹦床前，重力势能减小，动能增大。 重力势能 转化 动 能 运动员下落过程，接触蹦床后，重力势能和动能减小，蹦床的弹性势能增大。 重力势能和动能 转化 弹性势能 运动员上升过程，离开蹦床前，蹦床的弹性势能减小，运动员的动能和重力势能增大。 重力势能和动能 转化 弹性势能 运动员上升过程，离开蹦床后，运动员的动能减小，重力势能增大。 重力势能 转化 动能 撑杆跳过程中机械能的转化。 活动探究2 动能 转化成 弹性势能 弹性势能 转化成 重力势能 重力势能 转化成 动能 秋千运动过程中机械能的转化。 活动探究3 A B C 重力势能最大 重力势能最小，动能最大 重力势能最大 上升过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能 下降过程，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能 其他物体运动过程中机械能的转化。 活动探究4 动能和势能可以相互转化。 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。 跟踪训练 例题 下列现象中，物体动能转化为重力势能的是（　　） A.向上抛出去的篮球 B.张开的弓把箭水平射出去 C.骑自行车匀速上坡 D.秋千由最高处向最低处荡去 A 生活中各种各样的机械能转化的应用 风能的利用和危害 如果人类能够很好的控制能量，则这种能量就可以造福人类，如果不能控制，任凭具有强大能量 的物体随意做功，则往往会给我们带来灾害。 水能的利用和危害 2．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。 机械能 = 动能 + 势能 1．动能和势能能够相互转化。 机械能的守恒 知识点3 3.能量还可以一个物体转移到另一个物体。 所以， 即， 因为， 1.为什么最终机械能为0。 2.如果不计摩擦会怎样？ 木块所受的摩擦力为f, 木块被推动的最大距离s=？(斜面光滑) 小球初状态的重力势能全用于克服摩擦力做功， 从鼻尖释放的铁锁，会再次打到鼻尖吗？ 不会 铁锁除了受到重力和拉力外还受到什么力？ 空气阻力 空气阻力越小，铁锁克服阻力做功就越少，摆回的高度就越高。 当阻力为零时，铁锁摆回原高度。 重力势能 动能 重力势能 完全 完全 思考 3.功是能量的转化和转移的量度，是一个过程量。 1.没有其它的能参与机械能的转化。 2.转化过程中往往要克服摩擦做功使机械能减小并转化为内能。 机械能的守恒 4.做功的实质就是能量的转化和转移。 科学世界——抽水蓄能电站 在生产生活中，人们用电的情况时常会发生变化。有时电力系统发出的电无法得到使用，电网又没办法储存，既造成大量的浪费，又影响供电系统的安全。 如右图所示，抽水蓄能电站建有上、下两座水库，两座水库互通，水流双向运行。 天荒坪抽水蓄能电站 这样的抽水蓄能电站可以提升电力系统的灵活调节能力，具有调峰、填谷、储能等功能，能提高电网运行的稳定性，为实现新能源安全可靠替代传统能源、推动绿色低碳发展提供条件。因此，抽水蓄能电站也被称为“超级充电宝”。 抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库，进行发电。 拓展延伸 人造卫星的机械能转化 如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中机械能是守恒的，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法中正确的是（ ） A.动能减小，势能增大 B.动能增大，势能减小 C.动能减小，势能减小 D.动能增大，势能减小 A 跟踪训练 例题 课堂训练 1、以下过程中机械能守恒的是（ ） A.雨滴落地之前在空中匀速下落 B.物体沿光滑斜面下滑 C.飞船搭乘火箭加速上升 D.汽车刹车后再水平路面上滑行 B 2、下列四个实例中，机械能正在增加的是（　　） A.蓄势待发的火箭 B.水平匀速飞行的飞机 C.加速上升的飞艇 D.匀速下降的热气球 C 3、蹦床运动有“空中芭蕾”之称，运动时利用蹦床中的弹簧反弹让人在空中表演动作技巧。下列对蹦床运动员的叙述正确的是（　 ） A.离开蹦床后的速度是先变大后变小 B.从最高点到落到蹦床最低点速度是一直变大 C.从接触蹦床至到达最低点，只有人的动能 转化为蹦床的弹性势能 D.后一次比前一次“蹦”得更高，一定是做了功 D 4、如图所示是万象游乐园的摩天轮，若小明随座舱在竖直平面内匀速转动，则下列说法正确的是(    ) A. 以座椅为参照物，小明是运动的 B. 从最高点转动到最低点的过程中，小明的重力势能变大 C. 从最高点转动到最低点的过程中，小明的动能变大 D. 从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能变大 D 5、如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球从A点到O点的过程中，动能_____（选填“增大”“减小”或“不变”），重力势能_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。摆球从O点到B点的过程中，_____能转化为_______能。整个过程中，摆球的机械能大小________（选填“不变”或“减小”）。 增大 减小 动 重力势 不变 1.上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时(        ） A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能增大，动能减小 C．弹性势能不变，动能减小 D．弹性势能减小，动能不变 A 练习 2.在下列过程中，物体的动能转化为重力势能有(     ) A．从水坝上流下来的水 B．汽车沿斜坡匀速向上行驶 C．乒乓球触地后向上弹起时 D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时 D 4.某选手在自由式滑雪比赛中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A.从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能 B.在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等 C.从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能 D.在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等 C 5.如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能，“魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，主要原因是 弹性势 动 克服摩擦做功，机械能减小 A 5.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列图象中能正确反映球离手后至落回地面前的机械能(E)与篮球离地面的高度(h）的关系的是点( ) 拓展 如图所示，人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形 的，离地球最近一点叫近地点，离地球最远的一点叫远地点，卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有 动能与势能相互转化，机械能 当卫星在远地点时 最大，当它从远地点向近地点运动时，势能 ，动能 当卫星在近地点时， 最大，当它从近地点向远地点运动时，动能 ，势能 守恒 势能 减小 增大 动能 减小 增大 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.10.100 $