11.4 机械能及其转化 课件 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理课件围绕机械能及其转化展开，核心知识点包括动能、势能（重力势能、弹性势能）的概念及相互转化，机械能守恒条件。课堂以撒贝宁参与的球状铁笼摆动实验导入，提出“能否打到左侧等高的张腾岳”的问题，通过实验现象引出能量变化，再复习动能势能定义，结合单摆、滚摆实验分析转化过程，最后探讨守恒与实际损耗的关系，构建从情境到概念再到应用的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合科学思维与物理观念。通过铁笼摆动、单摆、滚摆等实验，引导学生观察现象、分析能量转化，培养模型建构与科学推理能力。课堂练习融入过山车、魔罐、抽水蓄能电站等生活实例，体现能量观念的实际应用，增强科学态度与责任。学生能在探究中深化理解，教师可借助丰富案例提升教学效果。

机械能 及其转化 第十一章 第4节 1 25m 撒贝宁坐在球状铁笼中 8m 实验与问题 摆绳 8m 张腾岳 张腾岳 坐着 撒贝宁 的铁笼 从右边摆过来的球状铁笼能够打到左边等高位置的人吗？ 实验视频 3 松手后，铁笼向左摆去，且速度的大小不断变化，到达左侧最高点时只能接近张腾岳，之后又向右摆回，到达右侧最高点时又重新向左摆动， 循环往复。在这个过程中，铁笼的运动快慢在变化，说明动能在发生变化。同时，铁笼的高度也在变化，说明铁笼的重力势能也在发生变化。但铁笼始终不会碰到左侧同等高度的张腾岳，这是什么原因呢？ 实验与问题 知识复习 1．动能、势能统称为机械能。 势能有重力势能和弹性势能两种 2．机械能总量等于动能、势能两种能量之和。 3 ．所有能量的单位都是焦耳（J）。 5 问题之一 箭射出时，弓的弹性势能哪里去了？ 问题之二 想想议议 人滑下滑梯时，人的重力势能哪里去了？ 人在运动，说明重力势能转化为动能了 箭在运动，说明弹性势能转化为动能了 动能和势能是可以相互转化的 机械能的总和会变吗？ 6 实验一 单摆 分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的 单摆 B C A 下 降 重力势能 动 能 上 升 空气阻力忽略不计的时候，机械能的总和不变 7 实验一 单摆 返回后最高点 单摆什么位置重力势能最大？什么位置动能最大？什么位置机械能最大？ ① ② ③ 实际的单摆运动时会受到阻力，所以机械能不能守恒；由于能量的损耗，它的最大高度会越来越小，如图所示。所以，图1中A位置重力势能最大；图1中B位置动能最大；图1中A位置机械能最大。 起点 B A B C B A 实际的单摆运动时会受到空气阻力 8 25m 撒贝宁坐在球状铁笼中 8m 实验与问题 摆绳 8m 张腾岳 从右边摆过来的球状铁笼能够打到左边等高位置的人吗？ 在运动过程中铁笼的动能和重力势能相互转化，由于空气阻力，所以它们的总和会减小。因此，铁笼向左摆动时，即使是在最高点，也不会打到张腾岳。 实验二 滚摆 观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？ 滚摆 下 降 重力势能 动 能 上 升 忽略空气阻力 10 实验二 滚摆 起点 最低点 返回后最高点 滚摆什么位置重力势能最大？什么位置动能最大？什么位置机械能最大？ ① ② ③ ④ ⑤ 实际的滚摆运动时会受到阻力，所以机械能不能守恒；由于能量的损耗，它的最大高度会越来越小，如图所示。因此，图①中滚摆的重力势能最大；图③中滚摆的动能最大；图①中滚摆的机械能最大。 实际的滚摆运动时会受到空气阻力 11 速度←→形变 速度←→高度 动能 重力势能 动能 弹性势能 动能和势能相互转化时物体质量不变 机械能转化问题的特征 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；也就是机械能守恒。八年级主要研究不计阻力时的机械能转化问题。 如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒 12 “机械能转化”练习1： 过山车---模拟实验 下降 重力势能 动 能 上升 小球在运动过程中动能和势能是如何转化的？ 重力势能最大 动能最大 右图中什么位置重力势能最大？什么位置动能最大？ 13 “机械能转化”练习2：实验---可自动返回的“魔罐” 看看内部有什么？ 开始铁罐在斜面上具有什么能？ 向下滚动时具有什么能？ 铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？ 最高点 斜面最低点 最远点 重力 势能 动能 弹性 势能 弹性势能 重力势能 动能 越扭越紧 弹性势能 铁罐的能量转化： 14 课堂练习3：人造地球卫星在近地点与远地点之间机械能如何转化？ 从远地点到近地点 从近地点到远地点 重力势能 动 能 近地点动能最大 远地点重力势能最大 什么位置重力势能最大？什么位置动能最大？ 近地点：位置最低 远地点：位置最高 15 如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是 动能先减小后增大， 重力势能减小 B. 动能增大，重力势能减小 C. 动能先增大后减小， 重力势能增大 D. 动能减小，重力势能增大 C 课堂练习4：蹦床运动 跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如图11.4-6所示。请分析运动员在这个过程中各阶段的能量转化情况（不考虑摩擦和空气阻力）。 运动员从A到B的过程中，高度降低，重力势能转化为动能； 从B到C的过程中，高度升高，动能转化为重力势能； 从C到D的过程中，高度降低，重力势能转化为动能。 课堂练习5：跳台滑雪运动 水能与风能 水能和风能是机械能 18 水能的破坏性释放造成灾害 19 水能和风能的利用---发电 20 水能的利用---水车 水能的利用 放排 水磨坊 海浪发电 潮汐发电 22 风能的利用 风力磨面 风帆助航 风力提水 23 射箭 弹性势能的一些应用 弹弓 发条 弹片 24 下图所示是浙江省天荒坪抽水蓄能电站，它由上下两个水库组成，在用电负荷低谷时，用电网过剩的电把水从下水库抽到上水库储存；在用电高峰时，从上水库向下水库放水发电。下列有关说法中正确的是 （ ） A．水从下水库被抽到上水库的过程中，水的重力势能减小 B．水从下水库被抽到上水库的过程中，水的重力势能转化为动能 C．由上水库放水至下水库的过程中，水的动能增大 D．由上水库放水至下水库的过程中，水的动能转化为重力势能 C 课堂练习6：抽水蓄能电站的机械能转化 上水库 上水库 下水库 下水库 下水库 上水库 25 再见 26 Lavf58.12.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf55.19.104 $