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

该初中物理课件聚焦“机械能及其转化”核心知识点，涵盖动能、势能的相互转化及守恒条件。通过“温故而知新”导入，衔接功和机械能基础，以皮球弹起、铁球压缩弹簧等现象分析为学习支架，引导学生理解转化过程并延伸至水能风能利用。 其亮点在于结合生活现象（如皮球弹起四步转化）和实验探究（重力势能与高度关系实验），体现科学思维与科学探究。通过水力风力发电实例培养科学态度与责任，帮助学生建立能量观念，教师可利用丰富案例提升教学效果。

我们可以利用用电低谷时的电能，把水抽到高处，使它具有较大的重力势能。然后在用电高峰时把水释放出来。水在下落过程当中，重力势能转化成动能，进而带动发电机发电，发电机再给用电器提供电能，这样的能量就得到了利用，所以在刚才水下落的过程当中，重力势能转化成了动能，然后再通过发电机进而转化成电能，使得用电低谷时会被浪费掉的电能重新得到的利用。由于月球引力，每天海水都会潮涨潮落，这过程当中水也蕴含着巨大的机械能，我们也可以在这一过程当中利用机械能的转化来进行发电。在涨潮时水位会上升，落潮时水位会下降。我们如果在内海和外海间建一道大坝，涨潮时关闭大坝，外海的水面升高，内海水面不变，然后打开大坝，水从外海流入内海，就会带动水轮机发电。而退潮时，内海的水位又会大于外海。如果我们打开大坝，水又会从内海流向外海，带动水轮机发电。因此，在这一过程当中，我们是利用水的重力势能转化成动能，进而带动水轮机发电，转化成电能。 第十一章——功和机械能 第4节 机械能及其转化 八年级物理下册 •人教版（2024新版） 第二课时 温故而知新 机械能及其转化 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 机械能总量变化 无摩擦阻力，机械能守恒 有摩擦阻力，机械能可能减小 有动力，机械能可能增加 机械能转化和守恒定律 机械能及其转化 一 温故而知新 (如果只有)物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。 ——机械能转化和守恒定律 动能 重力势能 弹性势能 高 下落 着地 (1)皮球向下落向地面时， _______能转化为_____能； (2)撞击地板形变时， ___能转化为_______能； (4)离开地面上升弹跳时， ____能转化为_______能。 (3)恢复形变（未离开地面）向上 弹起时，____能转化为_______能； 弹性势 动 重力势 动 动 弹性势 动 重力势 新知探究 机械能及其转化 一 现象3.分析皮球从手中落下又弹起的整个过程中的能量的转化。 铁球压缩弹簧过程中,铁球的动能 ,弹簧的弹性势能 ,铁球的 弹簧恢复过程中，弹簧的 , 铁球动能 , 弹簧 转化为铁球的 . 弹性势能减小 动能 新知探究 机械能及其转化 一 现象2:向右运动的铁球压缩弹簧后被反弹过程能量的转化 动能转化为弹簧的弹性势能. 减小 增大 增大 弹性势能 远地点重力势能最大 近地点 动能最大 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 新知探究 机械能及其转化 一 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，即机械能是守恒的。 题目中,"光滑的表面"."不计空气阻力""没有摩擦力"等文字描述,表示机械能守恒. 现象4.同步卫星的运动. 地球上,海水朝夕涨落,江河日夜奔腾;有时微风拂面,有时狂风劲吹.从能量的角度看,自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源.我们的 祖先很早就开始利用水 能和风能了.让水流冲击 水轮转动,用来汲水、磨 粉;靠风力鼓起帆来推动 船航行.到19世纪,人类 开始利用水能发电. 新知探究 水能和风能的利用 二 科学世界 抽水蓄能电站 水力发电,水位高度越大,水的重力势能越大能发出的电就越多. 风力发电,风吹动风车,可以带动发电机发电. 空气动能 风车动能 电能 重力势能 动能 电能 帆船利用风能前行 水的动能带动水车转动 新知探究 水能和风能的利用 二 ❶请判断下列事例中人是否对物体做功，并说明理由。 (1）踢出去的足球在草地上滚动。 (2）水平拉着行李箱在平路上行走。 (3）推桌子未推动。 (4）将杠铃从地面举起。 ❷如图11-1所示，小孩用40N的力水平推着大人和冰车前进10 m 后松手，冰车又滑行了2m后停下。小孩对大人和冰车做了多少功？ 复习与提高 没有做功.理由:有距离没力. 没有做功.理由:距离不是力的方向上移动的. 没有做功.理由:有力没有距离. 做了功.理由:有力有距离. (略) 复习与提高 ❸在2022年世界举重锦标赛中,我国选手以171kg的抓举成绩获得金牌.如果该选手在整个抓举过程中,平均用1710N的力抓起杠铃,使杠铃升高1.0m,随后站起,又使杠铃继续升高0.8m,那么该选手在抓举过程中对杠铃做了多少功？ 答：该选手在抓举过程中对杠铃做的功为 3078J 。 总位移 s =1.0m+0.8m=1.8m ; 做功 W = F . s =1710Nx1.8m=3078 J . 解: ❹某同学住在11楼,他在1楼乘电梯回家.电梯运行20s直接到达11楼.假设电梯匀速运行,每层楼高3m,该同学重600N,在搭乘电梯的过程中,电梯对他做功的功率是多少? 复习与提高 解: 复习与提高 ❺在居民小区我们常看到一些标志,如图11-2所示.这些标志的含义是什么?试着从能量的角度说明设置这些标志的物理意义. 图甲:是限速标志,限制汽车在小区内的运动速度不能超过5km/h,是因为汽车的动能与速度有关.质量一定的情况下,速度越大动能越大; 图乙:禁止高空抛物标志,禁止小区内的住户高空抛物,是因为物体的重力势能与高度有关,质量一定的情况下,高度越大,重力势能越大. 答: 复习与提高 ❺物体的质量和速度都能影响物体的动能。 一头质量为300kg的黄牛以1m/s的速度行走时,它的动能为150J;另一头质量为400kg的黄牛以同样的速度行走时,它的动能为200J, 一颗质量为10g的步枪子弹从枪口射出时的速度为860m/s,动能为3698J; 飞行一段距离后速度变为630m/s,动能变为1985J. 请你根据以上数据,想一想,质量与速度相比,哪个因素对物体的动能影响更大?并说明猜想的根据. 答：质量与速度相比,速度对物体的动能影响更大;分析数据可知,黄牛的质量远远大于一颗子弹的质量.黄牛的质量不同,速度相同时,其动能差距不大;子弹的质量一定,速度不同时,其动能差距很大.这表明速度对动能的影响较大. ❻.撑竿跳高一般要经历持竿助跑、撑竿起跳、越杆下落三个阶段。说说在上述过程中动能和势能的转化情况。 复习与提高 答：运动员持竿助跑过程中，质量不变，速度变大，此时动能增大； 撑竿起跳过程中，质量不变，速度减小，高度增加，此时动能减小，重力势能增大，即动能转化为重力势能； 越杆下落过程中，高度减小，速度变大，此时重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。 ❼利用钢珠、橡皮泥等物品可以定性探究重力势能与高度的关系。动手做一做，写出实验步骤和结论。 复习与提高 答:探究重力势能与高度有关"时: 我们知道影响重力势能的因素有高度和质量. 设计实验时要采用方法：控制变量法. 步骤:①将小球举高5cm,使其自由下落,测量小球陷入橡皮泥 中的深度s; ②将小球再分别举高10cm、15cm，重复上述做法。 ③研究数据，得出结论。 得出结论:当物体质量一定时,物体的高度越高,物体的重力势能越大。 ❽.如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，请回答关于过山车机械能的问题: 开始过山车匀速被拉升时,机械能 山车向下俯冲时, 能转化为 能 通过环形轨道最高点时,动能最 过山车在运行过程中机械能 增大 重力势 动 小（不为0） 不守恒 练习与应用 下 课 Lavf58.76.100 $