11.4 机械能及其转化 课件 2025-2026学年人教版物理八年级下册

第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化 把一个铁球用绳子悬挂起来，将铁球拉到下巴附近，稳定后松手，铁球向前摆去。你认为铁球摆回时会打到你的下巴吗? 铁球的运动快慢在变化 铁球的动能在发生变化 铁球的高度在变化 铁球的重力势能在发生变化 松手后，铁球向左运动，且速度的大小不断变化，到达左侧最高点后，铁球又向右运动，接近鼻子之后，又会向左而去，循环往复。 在这个过程中： 为什么铁球不会碰到鼻子呢? 一：机械能及其转化 1.机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 比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，两个加在一起就得到总的机械能。 2.动能和势能的相互转化 苹果从树上落下 高度减小 动能和重力势能之间可以相互转化 重力势能变小了 篮球被抛向空中 速度变大 动能变大 重力势能 动能 速度变小 动能变小 高度增大 重力势能变大 动能 重力势能 弯弓射箭 弓的弹性势能 转化为 箭的动能 蹦床运动 弓发生弹性形变，箭被射出 运动员下落与蹦床接触后，蹦床发生弹性形变 运动员的动能 转化为 动能和弹性势能之间可以相互转化 蹦床的 弹性势能 1.观察滚摆的运动（图甲），讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 2.如图乙所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。 A B C 甲 乙 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 势能 动能 + 1．动能和势能能够相互转化。 知识小结 地球的同步卫星在运动的过程中动能和势能是怎样相互转化的？ 近地点 势能 动能 势能 动能 远地点 势能最大 动能最大 把一个铁球用绳子悬挂起来，将铁球拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁球向前摆去。为什么铁球摆回时不会打到鼻子？ 释疑 在运动过程中铁球的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变（忽略空气阻力）。所以，铁球在摆回时，不会打到鼻子。 二：风能和水能 潮涨潮汐 江河奔流 微风拂面 狂风劲吹 从能量的角度看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。 地球上，海水潮汐涨落，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具有大量机械能的天然来源。 1. 水能的利用 ①古代对水能的利用 早在1900多年前，我们的祖先就制造了木质水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。 水车 水碓 水轮直接利用水的动能 水碾 通过水轮机带动发电机，可以将水的机械能转化为电能，再通过输电线送到用电地区。 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。 三峡水电站 水电站剖面图 ②水能发电站：将水的机械能转化成电能。 立轴式大风车，是中国古代一项杰出的发明，主要应用于我国沿海地区及长江流域，用来带动龙骨水车等提取海水制盐或提水灌溉水田。 ①古代对风能的利用 2. 风能的利用 我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。 立轴式大风车（模型） 利用风能的帆船 单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几百台风力发电机，组成“风车田”，连在一起供电。 风车田 ②风能发电站 将风的机械能转化成电能. 抽水蓄能电站 如图所示，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。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。 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”。 当前，我国抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。截至2022年年底，已建的抽水蓄能电站总装机容量为4 579万千瓦，居世界首位。 机械能 及其转化 机械能：在物理学中，把_____、_________和_________统称为机械能. 动能 重力势能 弹性势能 机械能守恒： 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_____，或者说，机械能是_____的. 不变 守恒 水能和风能 的利用 水能发电：将水的机械能转化成____能.实例：水电站. 风能发电：将风的机械能转化成____能.实例：风力发电机. 电 电 机械能转化：_____和_____可以相互转化. 势能 动能 1. 如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（ ） A. 动能一直增大 B. 重力势能一直减小 C. 机械能保持不变 D. 机械能一直增大 B 2.2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是（ ） A. 助跑过程中，动能保持不变 B. 助跑过程中，机械能总量保持不变 C. 起跳后的上升过程中，重力势能增大 D. 越过横杆后的下降过程中，动能保持不变 C 3. 很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是（ ） A. 秋千荡到最低点时只有动能 B. 秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C. 从最低点荡到最高点的过程中重力势 能转化为动能 D. 从最高点荡到最低点的过程中动能增大， 重力势能减少 D 4.如图所示，我国最先进的运20空中加油机正在以大小不变的速度给匀速水平飞行的战斗机加油。在加油的过程中，战斗机的动能_______，重力势能______，加油机的机械能_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 增大 增大 减小 Lavf60.16.100 $