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

该初中物理课件围绕“机械能及其转化”核心知识点，涵盖机械能概念、动能与势能转化、守恒条件及应用，通过秋千摆动、单摆实验等生活现象导入，衔接前序动能、势能知识，搭建转化规律的学习支架。 其亮点在于以单摆、弹簧压缩等实验探究动能势能转化，结合水碓、潮汐能等生活实例，渗透科学探究与物理观念，通过多样化练习题强化应用。学生能建立能量转化认知，教师可提升教学直观性与实效性。

11.4 机械能及其转化 2024人教版八年级下册 第十一章 功和机械能 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能 （1）概念： 动能和势能（包括重力势能和弹性势能）统称为机械能。 （2）单位： 焦耳（J）。 （3）大小： 机械能等于动能、势能之和。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，在秋千摆动的过程中，人距离地面的高度不断变化，同时速度也不断变化。也就是说，人的重力势能和动能都在不断变化。 物体的动能和势能会相互转化。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，将摆球从点A 由静止释放，小球经过最低点B后上升至C点。 观察摆球的高度和速度是怎样变化的？动能和重力势能是怎样变化的呢? A点 B点 C点 重力势能减小，动能增大 重力势能增大，动能减小 【实验】单摆实验 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【实验】单摆实验 演示实验 实验结论：物体的动能和重力势能之间是可以相互转化的。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 动能和弹性势能的转化 如图是一个木球从高处滚到水平面上，撞到弹簧上的情景。 请你分析这一过程中能量转化的情况。 分析论证： 球的速度 球的动能 弹簧形变程度 弹簧弹性势能 能的转化 钢球压缩弹簧 减小 减小 变大 增大 动能转化为弹性势能 弹簧把钢球弹回 增大 增大 变小 减小 弹性势能转化为动能 实验结论： 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能守恒 （1）规律： 物体的动能和势能是可以相互转化的。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。 （2）机械能守恒的条件： 只有动能和势能的相互转化，而没有其他形式的能参与。 在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力” 、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能守恒 （3）用机械能守恒解释现象： 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。 卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时，势能减小，动能增大，速度也增大。 当卫星从近地点向远地点运动时，动能减小，势能增大，速度也减小。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （1）水力舂米机械--水碓： 它主要由大轮及安装在大轮轴上的彼此错开的 拨板、若干根碓杆及其前端的石锤组成。工作时， 水流推动大轮转动，带动轴上的拨板依次不断向下 挤压碓杆，从而使石锤抬起，水的动能转化为石锤 的重力势能，然后石锤落下，石锤的重力势能又转 化为石锤的动能，石锤再对下面的米做功。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （2）抛掷装置： 把皮筋挂在离轴最远的挂钩上，皮筋弹性形变量最大，产生的弹性势能最大。当松开手指，皮筋的弹性势能减小，弹性势能转化为重物的动能，重物的动能增加，速度增大，会被抛得更远。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 由于太阳和月球的引力作用，海面会出现周期性涨落，这种现象称为海洋潮汐。海水一涨一落，水位的高度差可达十几米。为了利用潮汐的机械能，人们在海湾或河口建筑拦水堤坝，形成水库， 并在坝下设置装有水轮机的泄水闸。当海面涨落时，海水流经泄水闸，带动发电机发电。位于浙江省温岭市的江厦潮汐电站，是我国最大的潮汐电站，也是世界第四大潮汐电站。 潮汐发电 示意图 江厦潮汐电站 潮汐能 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 雨滴在高空下落过程中，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。若雨滴的质量不变，则它在空中下落的整个过程中（　　） A．动能先增大后不变，重力势能保持不变 B．动能先增大后不变，重力势能一直减小 C．动能一直增大，但重力势能保持不变 D．动能一直增大，重力势能一直减小 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 【详解】根据题意，雨滴质量不变，雨滴的速度先增加后不变，则动能先增加后不变；雨滴下落过程中，高度一直降低，则重力势能一直减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大 D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】D 【详解】A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误； B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误； C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错误； D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。 故选D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑，经过某一点B，到达轨道最低点C，再沿轨道上升并飞出，到达空中最高点D（D点未画出）后落地。下列说法错误的是（　　） A．若考虑空气阻力，小球运动过程中机械能一直减小 B．若考虑空气阻力，D点可能比B点高 C．小球从A点运动到D点的过程中，重力一直对小球做功 D．若不存在一切阻力，D点与A点等高 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】D 【详解】AB．若考虑空气阻力，小球运动过程中会克服空气阻力做功，部分机械能会转化为内能，因此小球的机械能会减小，D点位置一定比A点要低，但可能比B点高，故AB正确，不符合题意； C．小球从A点运动到D点的过程中，小球一直受到重力的作用，且在重力方向上有位移，所以重力一直对小球做功，故C正确，不符合题意； D．由于不存在阻力，小球在D点的机械能与A点相等，但小球在D点会有水平方向的运动速度，具有动能，所以小球在D点的重力势能比A点小，所以D点不可能与A点等高，故D错误，符合题意。 故选D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，完全相同的羽毛球甲和乙，分别从竖直放置的M管和N管中的A高度处同时静止释放，沿竖直方向经B高度处落至管底。M内的空气已全部抽出，甲下落过程中不受阻力；N内的空气未抽出，乙下落过程中所受空气阻力不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．甲通过B处时的动能等于乙通过B处时的动能 B．甲在B处的重力势能等于乙在B处的重力势能 C．从A运动到B的过程中，甲和乙所受合力大小始终相等 D．从A运动到B的过程中，重力对甲做的功大于重力对乙做的功 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解：A、甲中没有空气阻力，到达B点的速度更大，所以甲中羽毛球到达B点的速度更大，动能更大，故A错误； B、甲和乙在B点的高度相同质量相同，所以重力势能相同，故B正确； C、甲只受到竖直向下的重力，乙受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，甲受到的合力比乙受到的合力更大，故C错误； D、甲、乙从A到B受到的重力相等，移动的距离相等，所以重力做功相等，故D错误。 答案：B。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图甲是运动员在自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60米高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示，下列说法正确的是（　　）   A．运动员在空中上升到最高点时，处于平衡状态 B．运动员从高处加速滑下是由于受到惯性的作用 C．运动员从高处下滑的过程中，重力对运动员做功，运动员动能增加 D．运动员在空中运动的过程中，能达到和A点等高的C处 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解：A、运动员在空中上升到最高点时，只受重力作用，受力不平衡，处于非平衡状态，故A错误； B、运动员从高处加速滑下是由于受到重力的作用，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误； C、运动员从高处下滑的过程中，在重力的方向上通过了距离，重力对运动员做功；此过程中运动员质量不变，速度变大，所以运动员动能增加，故C正确； D、因为存在阻力，运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以不能达到和A点等高的C处，故D错误。 答案：C。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能及 其转化 运动，与质量速度有关 动能及影响因素 被举高，与质量高度有关 重力势能及影响因素 与弹性形变程度和材料有关 弹性势能 能够做功，做功本领大小 能量 若没有其它能量参与， 机械能总量保持不变 机械能守恒 动能和势能可以相互转化 机械能及其转化 01 02 03 04 05 06 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 课堂练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 “鲲龙”AG600M是中国自行设计、研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，如图所示，该飞机在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降。此过程中飞机总质量保持不变，下列说法正确的是（　　） A．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能不变 C．飞机减速下降的过程中，其所受重力不做功 D．飞机减速下降过程中机械能守恒 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、飞机腾空而起的过程中，质量不变，速度和高度都增大，动能和重力势能都增加，所以重力势能没有转化为动能，故A错误； B、飞机沿水平方向匀速飞行时，总质量保持不变，速度和高度都不变，动能和重力势能都不变，所以机械能不变，故B正确； C、飞机减速下降的过程中，在重力的方向上通过距离，其所受重力做功，故C错误； D、飞机在减速下落时，动能减少，重力势能减少，因此机械能减少，故D错误。 答案：B。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在 B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　） A．在D点时一切外力消失，过山车将保持静止状态 B．B点到D点的过程中，过山车的机械能是守恒的 C．D点到E点的过程中，过山车速度越来越快，过山车机械能没有转化为内能 D．过山车的机械能在B点最大 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、由图乙可知，在D点时过山车的动能不为零，有一定速度，所以若此时一切外力消失，过山车将做匀速直线运动，故A错误； BD、整个过程中，小车克服阻力做功，机械能逐渐变小，过山车的机械能在B点最大，故B错误，D正确； C、D点到E点的过程中，过山车速度越来越快，过山车重力势能转化为动能，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，故C错误。 答案：D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止。下列说法正确的是（　　） A．冰壶从B到C的过程，该同学对冰壶做了功 B．冰壶能够从B运动到C，是由于它受到了惯性作用 C．冰壶从B到C的过程先加速后减速，机械能没有转化为内能 D．冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、冰壶从B到C的过程中，该同学没有对冰壶施加力，根据做功的两个必要因素，所以该同学对冰壶没有做功，故A错误； B、冰壶能够从B运动到C，是由于冰壶具有惯性，惯性是物体的一种属性，不是力，不能说“受到惯性作用”，故B错误； C、冰壶从B到C的过程中，由于受到摩擦力的作用，速度逐渐减小，动能转化为内能，机械能减小，故C错误； D、冰壶在AB段和BC段，压力大小（等于冰壶重力 ）和接触面的粗糙程度相同，根据摩擦力大小的影响因素，可知冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故D正确。 答案：D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 将皮球从离地某一高度O点水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）   A．皮球在 D 点时的机械能小于在C点时的机械能 B．皮球经过同一高度的 A、B 两点时动能相等 C．皮球第一次反弹后达到最高点P点时动能为零 D．若将皮球涂黑，则会在地面 M、N 两点留下两个大小相等的黑色圆斑 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 【解析】 A、由图可知，每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明机械能逐渐变小，小球先运动到C点后运动到D点，故在D点的机械能小于在C点的机械能，故A正确。 B、由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明机械能逐渐变小，在A点的机械能大于B点的机械能，机械能是物体动能与势能的总和，在AB两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于大于B点的动能，故B错误。 C、从轨迹来看，小球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能向右运动，说明小球还具有水平方向速度，所以皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能不为零，故C错误。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，下列说法中正确的是 ( ) A ．最高处时，动能为零 B ．起跳过程中，重力势能减小 C ．动能先减小后增大 D ．重力势能先减小后增大 C 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，“天和”核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。不考虑空气阻力，则 ( ) A ．在远地点的势能最大、动能为零 B ．在近地点的动能最大、势能为零 C ．从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小 D ．从近地点向远地点运动过程中，质量减小、重力减小 C 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 下节课再见~ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 $