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(共25張PPT)
物理 人教版（2024）
八年級(jí)下冊(cè)
第四節(jié)　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道什么是機(jī)械能
2.通過(guò)分析知道動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，知道如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是守恒的。（重點(diǎn)）
3.加深對(duì)風(fēng)能和水能利用的認(rèn)識(shí)
情景導(dǎo)入
將鐵鎖拉倒鼻子附近松手，鐵鎖擺回時(shí)，會(huì)不會(huì)碰到鼻子？
松手后，鐵鎖離你而去，且速度的大小不斷變化，到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)后，鐵鎖又向你運(yùn)動(dòng)，接近你的鼻子之后，又會(huì)離你而去，循環(huán)往復(fù)。在這個(gè)過(guò)程中，鐵鎖的運(yùn)動(dòng)快慢在變化，說(shuō)明動(dòng)能在發(fā)生變化。同時(shí)鐵鎖的高度也在變化，說(shuō)明鐵鎖的重力勢(shì)能也在發(fā)生變化。但鐵鎖并不會(huì)碰到你的鼻子，這是什么原因呢
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。 單位：焦耳（J）
飛行的飛機(jī)，因運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，又處在一定高度，又具有重力勢(shì)能。那么這兩個(gè)能量加起來(lái)就是機(jī)械能
機(jī)械能是和物體運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系的能量，一個(gè)物體可以只有動(dòng)能，也可以只有勢(shì)能，還可以既有動(dòng)能又有勢(shì)能，都稱(chēng)為物體具有機(jī)械能。
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
滾擺向下轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中:高度變小,重力勢(shì)能變小;速度變大,動(dòng)能變大。
滾擺向上轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中：高度變大,重力勢(shì)能變大;速度變小,動(dòng)能變小。
動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能
彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
學(xué)生被跳床彈起:跳床形變程度變小,彈性勢(shì)能變小;學(xué)生速度變大,動(dòng)能變大。
學(xué)生下落擠壓跳床：跳床形變程度變大,彈性勢(shì)能變大;學(xué)生速度變小,動(dòng)能變小
動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
小球從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)，重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，到最低點(diǎn)B時(shí)動(dòng)能最大，之后又從B點(diǎn)上升到C點(diǎn)，動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能。
如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但動(dòng)能和勢(shì)能的總和不變，或者說(shuō)，機(jī)械能是守恒的。
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鐵鎖的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但它們的總和不變(忽略空氣阻力)。所以，鐵鎖在擺回時(shí)，不會(huì)打到鼻子。
但是實(shí)際我們觀察到，鐵鎖擺回幅度逐漸減小，直至停止，是因?yàn)橛凶枇Γ瑱C(jī)械能不守恒
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
示例（忽略空氣阻力和摩擦導(dǎo)致的機(jī)械能損失） 判斷依據(jù) 能的轉(zhuǎn)化
速度 高度 形變
過(guò)山車(chē)下降時(shí) 增大 減少 —— 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
運(yùn)動(dòng)的小球壓縮彈簧時(shí) 減小 —— 增大 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能
彎弓射箭時(shí) 增大 —— 減小 彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
當(dāng)物體的機(jī)械能守恒時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能中一種形式的能量減少，另一種形式的能量必然增加
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
示例 動(dòng)能變化 勢(shì)能變化 機(jī)械能
水平路面上加速運(yùn)動(dòng)的小車(chē) 增大 不變 增大
水平路面上減速運(yùn)動(dòng)的小車(chē) 減小 不變 減小
勻速上升的熱氣球 不變 增大 增大
斜面上減速下滑的滑塊 減小 減小 減小
汽車(chē)加速?zèng)_上斜面 增大 增大 增大
物體受外力作用機(jī)械能不守恒時(shí)，可先分析動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況，再結(jié)合“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”來(lái)判斷。
知識(shí)點(diǎn)1　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
人造衛(wèi)星繞地球橢圓軌道運(yùn)行過(guò)程中，不受空氣阻力，只有動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，故衛(wèi)星的機(jī)械能守恒。如圖所示，它離地球中心最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)，離地球中心最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)，衛(wèi)星在兩點(diǎn)間運(yùn)行時(shí)能量轉(zhuǎn)化情況如圖所示。
例題1
如圖所示，小球在A點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，向右側(cè)擺動(dòng)，B點(diǎn)是小球擺動(dòng)的最低點(diǎn)，C點(diǎn)是小球擺動(dòng)到右側(cè)的最高點(diǎn)，且A、C兩點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直距離hA＞hC。在小球從B點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　）。
A．小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變 B．小球的機(jī)械能總量逐漸減小
C．繩的拉力對(duì)小球做了功 D．小球的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
知識(shí)點(diǎn)1　　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
B
解析：
小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，故A錯(cuò)；機(jī)械能包括小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能，因?yàn)槭艿娇諝庾枇ψ饔茫∏虻臋C(jī)械能總量逐漸減小，故B正確；繩子的拉力和小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，拉力不做功，故C錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，有一部分克服空氣阻力做功，故D錯(cuò)
知識(shí)點(diǎn)1　　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
例題2
伽利略認(rèn)為：一個(gè)金屬小球從光滑斜面的某一高度處?kù)o止?jié)L下，由于不受阻力，沒(méi)有能量損耗，那么它必定到達(dá)另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平緩一些，也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況。其模擬實(shí)驗(yàn)如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）。
A．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用；
B．在滾下斜面的過(guò)程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，機(jī)械能減少；
C．另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動(dòng)的距離越小；
D．如果另一斜面變成水平面，則小球達(dá)不到同樣的高度而會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去
知識(shí)點(diǎn)1　　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
D
解析：
A．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除受到重力作用外，還受到支持力的作用，故A錯(cuò)誤；
B．在滾下斜面的過(guò)程中，小球的質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，則重力勢(shì)能變小，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，其機(jī)械能是守恒的，故B錯(cuò)誤；
C．因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，所以，另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動(dòng)的距離越大，故C錯(cuò)誤；
D．如果斜面變成水平面，水平面光滑，不受阻力，則小球會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，故D正確。故選：D。
知識(shí)點(diǎn)1　　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
新知講解
知識(shí)點(diǎn)2　水能和風(fēng)能的利用
新知講解
水力發(fā)電——水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
風(fēng)力發(fā)電——空氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
例題1
知識(shí)點(diǎn)2　水能和風(fēng)能的利用
新知講解
圖所示是一輛低碳化未來(lái)汽車(chē)，車(chē)頂部裝有高效光電轉(zhuǎn)換器，它可將___________能轉(zhuǎn)化為電能；再轉(zhuǎn)化為車(chē)的_______ 。
太陽(yáng)能
機(jī)械能
解析：太陽(yáng)能發(fā)電汽車(chē)，利用太陽(yáng)能發(fā)電在帶動(dòng)車(chē)輛。涉及能量轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
知識(shí)點(diǎn)2　水能和風(fēng)能的利用
新知講解
例題2
知識(shí)點(diǎn)2　水能和風(fēng)能的利用
新知講解
當(dāng)風(fēng)吹過(guò)，風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，_______轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，________轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________。
風(fēng)能
機(jī)械能
電能
機(jī)械能
解析：能量可以相互轉(zhuǎn)化，風(fēng)能發(fā)電，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。
知識(shí)點(diǎn)2　水能和風(fēng)能的利用
新知講解
課后總結(jié)
謝謝觀看
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