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第十二章 機(jī)械能
第二節(jié) 機(jī)械能的轉(zhuǎn)化
過山車在運(yùn)動(dòng)的過程中，動(dòng)能和勢能會(huì)發(fā)生什么變化？
新知導(dǎo)入
觀察擺球的動(dòng)能和重力勢能的轉(zhuǎn)化
如圖所示，用細(xì)線把一個(gè)小球懸掛起來，將小球從位置 B 拉倒位置 A，松開手釋放小球，觀察它在 A→B→C 過程中高度和速度的變化，分析這一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)化。將你的分析填入表格中。
單擺
A
B
C
實(shí)驗(yàn)探究
新知學(xué)習(xí)
動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化
一
（一）動(dòng)能與重力勢能的轉(zhuǎn)化
單擺
A
B
C
運(yùn)動(dòng)過程 A→B B B→C C
動(dòng)能
勢能
動(dòng)能和勢能 結(jié)論：動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
說明：理想情況下，A、C等高。
但實(shí)際情況下，每次上升的高度都比上次要低。
原因：存在空氣阻力
增大
減小
減小
增大
最大
最小
最小
最大
（二）動(dòng)能與彈性勢能的轉(zhuǎn)化
（1）弓的彈性勢能哪里去了？
拉開的弓把箭射出去 ，
弓的彈性勢能減小，箭的動(dòng)能增大，
弓的彈性勢能 → 箭的動(dòng)能
（2） 彈簧門在推開以后為什么能自己關(guān)閉？
推開彈簧門的過程，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能；
彈簧門自動(dòng)關(guān)閉的過程：彈簧的彈性勢能 → 門的動(dòng)能
高度減小
速度增大
重力勢能減小
動(dòng)能增大
轉(zhuǎn) 化
（1）排球下落的過程中：
試分析排球在下落過程中，物體動(dòng)能、勢能的轉(zhuǎn)化。
（2）排球發(fā)生彈性形變的過程：
開始發(fā)生彈性形變，彈性勢能逐漸增大。向下的速度變小，動(dòng)能減小。這時(shí)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
動(dòng)能減小
彈性勢能增大
轉(zhuǎn) 化
速度減小
形變增大
彈性形變程度變小，向上的速度變大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
動(dòng)能增大
彈性勢能減小
轉(zhuǎn) 化
形變減小
速度增大
（3）排球在恢復(fù)原狀的過程中：
（4）排球上升的過程中：
高度增大
速度減小
重力勢能增大
動(dòng)能減小
轉(zhuǎn) 化
大量研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說，機(jī)械能是守恒的。
機(jī)械能守恒：當(dāng)只有動(dòng)能和勢能互相轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能總量不變。
機(jī)械能 = 動(dòng)能 + 勢能
勢能
動(dòng)能
+
保持不變
假如過山車已經(jīng)關(guān)閉了動(dòng)力系統(tǒng)，在軌道上滑行，請你描述這個(gè)過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的。
過山車最后為什么會(huì)停下來呢？
機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量
討論交流 過山車的能量轉(zhuǎn)化
機(jī)械能同其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化
二
有什么運(yùn)動(dòng)形式就有什么性質(zhì)的能量，機(jī)械能是與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān)的能量。不僅動(dòng)能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，在一定的條件下機(jī)械能還可以與內(nèi)能、聲能、電能等其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化。
（a）水電站將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（b）自行車運(yùn)動(dòng)員奮力蹬車時(shí)，人
體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
（c）汽車在剎車過程中，剎車片會(huì)發(fā)熱，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。
機(jī)械能的轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化
機(jī)械能同其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化（機(jī)械能不守恒）
機(jī)械能還可以與內(nèi)能、聲能、電能等其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化
機(jī)械能守恒：如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，
那么機(jī)械能的總量保持不變。
課堂小結(jié)
1.我國選手任子威在2022年北京冬奧會(huì)男子短道速滑1 000 m比賽中奪冠。如圖是他比賽時(shí)的場景，在加速?zèng)_刺的過程中，他的(　　)
A．動(dòng)能減小，重力勢能不變，機(jī)械能減小
B．動(dòng)能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減小
C．動(dòng)能減小，重力勢能增大，機(jī)械能不變
D．動(dòng)能增大，重力勢能不變，機(jī)械能增大
D
當(dāng)堂檢測
2.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落時(shí)，以下說法中正確的有（ ）
A.重力勢能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變
B.重力勢能增加，動(dòng)能減少，機(jī)械能不變
C.重力勢能減少，動(dòng)能不變，機(jī)械能減少
D.重力勢能增加，動(dòng)能不變，機(jī)械能增加
C
3. 如圖所示，先用繩子把一把鐵鎖懸掛起來，然后把鐵鎖拿近自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不動(dòng)，鐵鎖向前擺去后又?jǐn)[回來。下列說法正確的（ ）
B
A、鐵鎖擺回后能碰到鼻子
B、鐵鎖下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
C、鐵鎖的機(jī)械能始終不變
D、鐵鎖擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最小
4.張家界大峽谷玻璃橋高空蹦極體驗(yàn)項(xiàng)目正式對公眾開放，不考慮空氣阻力，關(guān)于人在蹦極下降過程中的能量分析，下列選項(xiàng)中正確的是（ ）
A．彈性繩繃直前，人的重力勢能減小，動(dòng)能增大，機(jī)械能增大
B．彈性繩剛好繃直時(shí)，人的重力勢能最小，動(dòng)能最大
C．下降到最低點(diǎn)的過程中人的機(jī)械能守恒
D．下降到最低點(diǎn)時(shí)，人的重力勢能最小，彈性繩的彈性勢能最大
D

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