第四节 机械能转化及其应用（交互动画教学课件）物理沪科版八年级全一册

沪科版 八年级全一册 第10章 功与机械能 10.4 机械能转化及其应用 教学目标 1.知道机械能及其守恒的条件； 2.能举例说明动能与势能的相互转化； 3.能解释与机械能转化有关的现象； 4.具有保护环境、节约资源、促进可持续发 展的责任感。 教学重点难点 教学重点 教学难点 1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.能通过实验或实例,认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。 通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。通过水能和风能的利用知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。 实验方法 想一想：从鼻尖释放的铁锁， 会再次打到鼻尖吗？ 鼻尖释放铁锁实验 因为能量在“势能→动能→势能”之间 不断转化，锁头每次荡回的高度几乎不会超过最初释放的位置，所以不会碰到她的鼻子。 想一想，生活中还有哪些现象也体现了这种能量的“来回转换”呢？ 新课导入 复习导入 想一想，下列物体具有什么能量？ 拉开的皮筋 举高的水瓶 前行的自行车 弹性势能 重力势能 动能 探究新知 再想下列物体具有什么能量 摆动的摆球 动能+重力势能 动能+重力势能 飞行中的飞机 弹跳的弹球 动能+弹性势能 探究新知 　机械能 动能和势能统称为机械能。 一个物体可以既有动能，又有势能，也可以只具有动能或只具有势能。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 单位：焦耳（J） 动能和势能的相互转化 弓的弹性势能哪里去了？ 弓的弹性势能 箭的动能 蹦极的人从高空跳下后，重力势能减小，重力势能是不是能量消失了呢？ 弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；自由下落的球，重力势能转化成动能。 思考：滚摆在上升过程中，它的动能和势能如何变化？减小的能去哪里了？增加的能又从哪来？能量是否能从一种形式转化为另一种形式呢？ (1)滚摆实验 运动阶段 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 下降 上升 升高 增大 减小 减小 滚摆上升和下降过程中的动能和重力势能的相互转化 动能转化为重力势能 降低 减小 增大 增大 重力势能转化为动能 答：受到空气的阻力作用 思考：滚摆为什么不能回到原来的高度？ (1)滚摆实验 (2)单摆实验 单摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。上升过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 将小球拉至A点静止释放,小球加速摆至C点,由于惯性再减速摆至B点,到B点速度为零,之后再经过 C 点回到A点，不断往复 现象观察 现象分析 B C A 单摆上升和下降过程中的动能和重力势能的相互转化 h B C A 运动阶段 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 下降: A→C;B→C 上升： C→B;C→A 升高 增大 减小 减小 动能转化为重力势能 降低 减小 增大 增大 重力势能转化为动能 答：受到空气的阻力作用 思考：单摆为什么不能回到原来的高度？ (2)单摆实验 实验方法 ①实验器材及装置图：斜面、钢球、弹簧、支架等。 ②实验步骤：如图，当钢球从高处滚下来，撞到弹簧上后会发生什么现象？这些过程中弹簧的能量是如何转化的？ ③实验结论: 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 (3)钢球撞击弹簧实验 实验方法 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能大小会变化，但机械能总和不变。 想一想：从鼻尖释放的铁锁，会再次打到鼻尖吗？ 不会； 因为铁锁除了受到重力和拉力外还受空气阻力。 铁锁在运动过程中会克服摩擦力做功，从而消耗机械能，把机械能转化为内能，从而使机械能越来越小。 (4)鼻尖释放铁锁实验 如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。 机械能 = 动能 + 势能 势能 动能 + 保持不变 机械能守恒 没有摩擦(“光滑”“不计空气阻力”等)的情况下 在动能和势能的转化中，若有摩擦，则机械能的总和减小 实验方法 人造地球卫星的机械能转化： 人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。 水能和风能是自然界中丰富的机械能资源。 机械能的应用 水能 水的流动 风能 空气的流动 水的重力势能转化成动能，通过水轮机带动发电机发电，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。 （1）水力发电 我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。 （2）古代对风能的利用 （3）风力发电 风力发电的能量转化： 风能→风车叶片的动能→电能 欧玛亭嘎风电场 ——高海拔地区规模最大的风电场 乌恰风电场——中国最西端的风电场 福建平潭外海——海上风电 酒泉风电基地——中国最大的风电场 （4）发射器的应用 机械能转化及其应用 动能 机械能守恒 势能 水能和风能的利用 转化 如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。 课堂小结 1.小明从光滑的滑梯下滑过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A、重力势能减小，动能增加，机械能不变 B、重力势能增加，动能减小，机械能不变 C、重力势能增加，动能不变，机械能增加 D、重力势能减小，动能不变，机械能减小 A 课后习题 2. 2025年2月10日，我国17岁运动小将熊诗芮勇夺亚冬会 单板滑雪女子大跳台比赛的冠军 （1）熊诗芮在空中上升过程中， 能转化为 能，机械能 。 （2）若忽略空气阻力，则熊诗芮在空中上升过程中机械能将 。 减小 不变/守恒 重力势 动 课后习题 3 . 某同学踢足球的场景如图所示，足球离开脚后，上升到最高点（a处）再落到地面（b处），在地面上滚动一段距离，最后静止在地面上。下列说法正确的 是（　　） A．足球从离开脚到最高点的过程中，其动能逐渐增大 B．若足球在最高点时，动能为零 C．足球从a处运动到b处的过程中，重力对球做了功 D．足球从离开脚到静止在地面上的过程中，球的机械能保持不变 C 课后习题 4 . 2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射中心，使用长征二号丙运载火箭成功将四维高景一号03、04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于运载火箭和卫星，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，卫星的重力势能转化为动能 B．火箭加速升空的过程中，卫星的机械能守恒 C．卫星在大气层外沿椭圆轨道向近地点运动时，机械能变小 D．卫星在大气层外沿椭圆轨道运动到远地点时，重力势能最大，动能最小 D 课后习题 $