12.2 机械能及其转化 课件-2025-2026学年教科版物理八年级下学期

该初中物理课件围绕“机械能及其转化”展开，核心知识点包括机械能定义、动能与势能转化、机械能守恒及与其他形式能量转化。通过“过山车能量变化”问题导入，衔接摆锤、滚摆等实验探究，逐步构建从具体现象到抽象规律的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合摆锤摆动、滚摆运动等实例，通过表格分析能量变化培养科学思维，联系狩猎、滑滑梯等生活场景强化物理观念。学生能在探究中深化对能量转化的理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

12.2 机械能及其转化 教科版八年级下册 过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？ 新课导入 讲授新课 2 一、动能和势能的转化 如图用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？ 1、研究摆锤的摆动 在摆锤向下摆动的过程中，重力势能减小，动能增大 研究摆锤的摆动 (2)在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？ 重力势能增大，动能减小 单摆中的小球在左、右运动的过程中，小球的动能与势能在不断地转化。 如果没有空气摩擦阻力，摆锤每次都会上升到原来的高度 机械能 2 物体可以既有动能，又有势能， 这两种能量加在一起，就是它的机械能。 飞行的飞机具有动能和重力势能 压缩中的弹簧具有动能和弹性势能 机械能 2 机械能 1.定义：在物理学中，把动能和势能统称为机械能。 2.单位：焦耳，简称焦，用符号J表示。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 机械能 讨论交流：狩猎与机械能的利用 坠石狩猎 投石狩猎 根据上图中的情景，分析古人是怎样利用机械能来狩猎的。 物体的动能和势能是可以相互转化的。 动能和势能的转化 机械能 2 3.对机械能的理解 　　如空中飞行的球，其具有的动能是4J，重力势能是5J，这两种能量相加等于9J，就是球的总机械能。 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 一个物体可以不具有机械能， 比如静止在水平地面上的石头。 一个物体可以具有机械能的一种或几种， 比如空中飞翔的飞机，具有动能和重力势能。 2、研究滚摆的运动 如图把一个滚摆悬挂起来。用手捻动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。 研究滚摆的运动 在滚摆下降的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？ 当滚摆上升的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？ 如果没有空气摩擦阻力，滚摆每次都会上升到原来的高度 在滚摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大。 在滚摆上升的过程中，重力势能增大，动能减小。 射箭时，人用力拉弯弓，放手后箭被射出，分析该过程中弓和箭的能量变化。 拉弓时 放手后 被拉弯 弹性势能变大 拉弓时 放手后 弓 箭 弹性形变程度变小 由运动到静止 由静止到运动 弹性势能变小 动能变小 动能变大 减少的弹性势能去哪了?增大的动能是哪来的呢? 动能和势能之间是否可以相互转化呢？ 讨论交流 动能和势能的转化 3 1.观察滚摆的运动，滚摆的运动过程中动能与势能是如何变化的。 高度 重力势能 速度 动能 最低点 最高点 最大 最小 零 最大 最大 最大 零 零 参考面（最低点） 动能和势能的转化 2.分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化。 （1）皮球下落： 动能和势能的转化 高度减小 速度增大 重力势能减小 动能增大 转 化 动能和势能的转化 3 将滚摆挂起来，捻动滚摆，使悬线缠绕在轴上，当滚摆上升到最高点后，放开手，滚摆会下降和上升。 2.滚摆实验 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 下降 降低 减小 变大 增大 上升 升高 增大 变小 减小 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 滚摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。 【视频欣赏】 动能和势能的转化 3 弹簧摆实验 拉动固定在弹簧中间的物块，使得弹簧发生弹性形变，然后放手，分析此时弹簧在摆动过程中的能量转化的情况。 动能和弹性势能的转化 演示实验 弹簧形变程度 弹性势能 速度 动能 能的转化 A→B 变小 变小 变大 变大 B→C 变大 变大 变小 变小 弹性势能转化为动能 动能转化为弹性势能 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化 【视频欣赏】 （2）皮球接触地面： 开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。 动能和势能的转化 动能减小 弹性势能增大 转 化 速度减小 形变增大 （3）皮球在恢复原状的过程中： 弹性形变程度变小，向上的速度变大。 动能和势能的转化 动能增大 弹性势能减小 转 化 形变减小 速度增大 3、高处滚下的小球 如图所示，把金属小球放在A 处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。 A B C D （1）小球在A、B、C、D 各点具有什么形式的能量？ （2）小球在滚动过程中能量如何转化的。 高处滚下的小球 小球在A点具有重力势能、B点具有动能和最小的重力势能、C点具有动能和重力势能，D点具有重力势能 小球在滚动过程中发生了重力势能和动能的相互转化的。 实验说明：动能和势能可以相互转化 （1）当橡皮筋拉长时，橡皮筋就储存了弹性势能。 4、动能和弹性势能的转化 （3）在这一过程中能量是如何转化的？ 橡皮筋的动能就是由绷紧的橡皮筋的弹性势能转化而来的 因此物体的动能和弹性势能也可以相互转化。 （2）放手后橡皮筋就会飞出去而具有动能。 动能和势能的转化 3 动能和势能可以相互转化 重力势能 弹性势能 【动能和势能的相互转化的条件】 动能的增减 速度 重力势能的增减 高度 弹性势能的增减 形变程度 动能和势能转化过程中，定有动能和势能的变化，且是此增彼减。 大量事实表明，动能和势能可以相互转化。 如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说，机械能守恒 机械能守恒 在上述活动中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。那么机械能为什么会减少呢？ 摆锤和滚摆在上下摆动过程中与空气发生摩擦，动能和势能都在减小，即机械能减小。 动能和势能的转化 3 　　游乐场的过山车，左转右爬，忽上忽下......可让你充分感受上起下落的乐趣，体验重力势能和动能的转化。假如在以下情形中过山车已经关闭了动力系统，在轨道上滑行，请描述这个过程中能量是怎样转化的。 过山车的能量转化 讨论交流 过山车最后为什么会停下来呢？ 机械能也可以向其他形式的能量转化 机械能同其他形式能量的相互转化 4 机械能同其他形式能量的相互转化 　　物质世界中，能量的形式是多样的。机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以相互转化，在一定的条件下，机械能还可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化 研磨轮切割金属，炙热的金属屑飞出 机械能 （研磨轮） 动能和内能（金属屑） 转化 水力发电 机械能 电能 转化 风吹动风扇转动 风能 机械能 转化 请描述过山车在轨道上滑行过程中能量是怎样转化的？ 讨论交流：过山车的能量转化 动能和势能的转化 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。 保持不变 动能和势能的转化 机械能同其他形式能量的相互转化 4 讨论交流 　　请同学们回想下，自己从滑梯上滑下时，会有烫屁股感觉，请你分析下人在滑滑梯的过程中的能量转化情况。 人从高处滑下时，速度越来越快 重力势能 动能 人从高处滑下时，屁股感觉烫烫的 转化 重力势能 内能 转化 有什么运动形式就有什么性质的能量，机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以相互转化，在一定的条件下机械能还可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化。 机械能同其他形式能量的相互转化 如图人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。卫星在近地点的速度较大，在远地点的速度较小，那么，卫星从近地点运动到远地点的过程中，它的动能和势能如何变化？ 卫星由近地点运动到远地点的过程中，高度增大，势能增加。远地点的速度较小，动能减小。 人造地球卫星 课堂小结 6 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 机械能及其转化 机械能同其他形式能量的相互转化 机械能及其转化 动能和重力势能可以相互转化； 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 $