11.4 机械能及其转化 课件 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

11.4 机械能及其转化 课件 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期 课前小测： 论述题： 在游乐场中，小明从滑梯的顶端 由静止开始 下滑，到达滑梯底端后，又在水平地面上滑行一段距离后停下来。忽略空气阻力。 请结合上述情境，回答下列问题： （1）小明从滑梯顶端下滑至滑梯底端的过程中，主要发生了哪几种机械能的转化？ （2）在这一过程中，小明的机械能是否守恒？请说明理由。 （3）小明在水平地面上最终会停下来，这说明了什么？此过程中机械能发生了怎样的变化？ （4）若滑梯表面变得更加光滑，小明在水平地面上的滑行距离将如何变化？请从能量角度加以解释。 （1）小明从滑梯顶端下滑的过程中，重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，主要发生了重力势能向动能的转化。 （2）若忽略空气阻力和摩擦力，小明从滑梯顶端到滑梯底端的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒。 （3）小明在水平地面上最终会停下来，说明在实际生活中存在摩擦力。 在滑行过程中，部分机械能转化为内能等其他形式的能量，机械能不再守恒，总机械能逐渐减小。 （4）滑梯表面越光滑，摩擦力越小，小明在滑梯上损失的机械能越少，到达底端时的动能越大，因此在水平地面上滑行的距离会变长。 知识点一、机械能的概念 1、机械能：动能和势能之和称为机械能。 动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。 2、机械能大小：动能和势能的总和。 特别提醒: 机械能的大小可能是物体的动能与势能的和，可能全部都是物体的动能（势能为0），也可能全部是物体的势能（动能为0），在分析机械能的大小时，应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。 机械能的转化： 通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化，能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化。 机械能守恒的条件：只有重力和弹力做功。 生活中常见的能：机械能（动能+势能） 化学能（储存在物质内部的能量） 内能（反应物体温度高低的能量） 电能 光能。 常见的能量转换： ① 人的活动：化学能 → 机械能（+内能） 人体内食物的化学能转化为机械能，同时有一部分转化为内能。 ② 汽车行驶：化学能 → 内能 → 机械能 ③ 电风扇、电动机：电能 → 机械能（+内能） 电能主要转化为机械能，部分转化为内能。 ④ 电灯、电屏幕：电能 → 光能（+内能） ⑤ 电热器、电水壶：电能 → 内能 ⑥ 水力 / 风力发电：机械能 → 电能 水的机械能通过发电机转化为电能。 ⑦ 摩擦、生热：机械能 → 内能（刹车发热 搓手取暖） ⑧ 植物光合作用：光能 → 化学能 能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体；在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 第一类永动机：不消耗任何能量，却能不断对外做功的机器。 或者换种说法：输出的能量大于输入的能量的装置。 1.《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。    （1）从能量转化的角度，筒车的工作原理是将水的__________能转化为水的重力势能； （2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车转一圈进入接水槽的水所增加的重力势能为__________ J（接水槽离倒水处的高度忽略不计）。 2.关于机械能的说法正确的是（　　） A．机械能包含化学能和内能 B．动能和势能无法相互转化 C．在没有摩擦阻力时，物体的动能和势能在相互转化过程中，总量不变 D．一物体从高处自由下落，动能和势能都在变小 动能 1920 C 3.为了提高环境质量，城区经常有如图所示的喷雾车在街道上进行喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，下列说法正确的是 （　　） A．喷雾的目的是清洁地面 B．喷雾时喷雾车的机械能增大 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的重力势能变小 4.我国火箭军向太平洋相关公海海域发射1枚携载训练模拟弹头的东风-31 洲际弹道导弹，准确落入预定海域，充分体现了我国火箭军的战备能力和我国的军事实力，当导弹弹头发射加速上升时，下面对其机械能的描述正确的是（　　） A．动能不变，重力势能不变，机械能不变 B．动能不变，重力势能增大，机械能增大 C．动能增大，重力势能不变，机械能增大 D．动能增大，重力势能增大，机械能增大 D D 5.如图所示，老师在课堂上给同学们做了一个“过山车”的小实验。小钢球从A点处由静止状态开始下滑，依次经过B点、C点，最后到达轨道的最低点D。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时，具有的机械能是0J B．小球由A点到B点的过程中，重力势能转化为动能 C．小球由B点到C点的过程中，动能一直增大 D．小球由A点到D点的过程中，机械能减小 6.如图所示，欢欢同学把一只苹果丢入水中，发现苹果下沉一段距离后，又向上运动，最终漂浮在水面上，下列分析正确的是 （　　） A．在下沉的过程中，苹果的运动状态不改变 B．在下沉的过程中，苹果的重力势能增大 C．苹果的密度大于水的密度 D．在水面漂浮时，苹果受到的浮力等于它受到的重力 B D 7.小明用力向右上方斜抛出一个小球，运动轨迹如图甲所示，它在运动过程中，先后经过M、N和S三点，其中M、S两点的能量如图乙所示。则M点的机械能__________（选填“>”“<”或“=”）S点的机械能，N点的机械能大小在__________J之间。 8.如图所示，某同学将篮球掷向地面，篮球经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置。篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如下表所示。则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为________J，在乙位置时的动能为________J。（忽略空气的作用力） 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 > 1.0~1.2 1.0~1.2 2 9. 如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 B．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小 C．小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大 D．从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能 10. 一个物体在水平拉力F的作用下沿一水平面（粗糙程度不变）做匀速直线运动，物体运动的路程一时间图像如图所示，分析图像可知，下列说正确的是（　　） A．物体在运动过程中，受到的重力和水平面对它的支持力是一对相互作用力 B．物体在0~6s受到的摩擦力大于在6-12s受到的摩擦力 C．0~6s拉力对物体做的功是6~12s拉力对物体做功的4倍 D．0-6s拉力对物体做功的功率大于6s-12s拉力对物体做功的功率 B D 本章知识总结： 1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功，符号为W。 2.功率：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。 （1）意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。 3.动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。 4.势能： 重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能。 5.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体；在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 6.机械能守恒的条件：只有重力和弹力做功。 中考真题： 1 .（2025上海） 某机器用50000牛的力在100秒时间内将某物体提升8米，求此过程中拉力所做的功W和功率P。 2.（2024上海）一个小车往斜坡向上运动时，它的s-t图，如下图所示。它在30s内通过的路程为________米，在此过程，小车的动能________（选填“变大”或“不变”或“变小”）的。若小车突然急刹车，则它的惯性________（选填“变大”或“不变”或“变小”）。 3.（2019上海）月球属于_____（选填“行星”或“卫星”）．“嫦娥四号”在着陆月球的减速过程中，动能_____（选填“增大”“不变”或“减小”），以月球为参照物，“嫦娥四号”是 _____的（选填“运动”或“静止”）． W=400000J；P=4000W 90 不变 不变 卫星 减小 运动 4.（2025四川成都）工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。表1记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF，BC=FH，HK=2m，FG=1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　） A．工人的推力在AB段做功为26J B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等 C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力 D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5 AD $