資源簡介

第十章 功與機械能
第4節 機械能轉化及其應用
視頻欣賞：過山車
過山車在運動的過程中，動能和勢能會發生什么變化？
新知導入
1.知道機械能及其守恒的條件。
2.能舉例說明動能與勢能的相互轉化。
3.能解釋與機械能轉化有關的現象。
學習目標
擺動的擺球
動能+重力勢能
動能+重力勢能
飛行中的飛機
以下物體中具有什么形式的能？
一、機械能的相互轉化
觀察思考
新知學習
蹦極中的繩子
動能+彈性勢能
彈跳的彈球
動能+彈性勢能
以下物體中具有什么形式的能？
觀察思考
重力勢能
彈性勢能
動能
勢能
機械能
動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）統稱為機械能。
物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
1.機械能的概念
弓的彈性勢能去哪里了？
2.動能和勢能的相互轉化
觀察思考
蹦極的人從高空跳下后，重力勢能減小，重力勢能是不是能量消失了呢？
觀察思考
初始態
最高水平位置
最低水平位置
探究1：滾擺的動能和重力勢能的轉化
(1)向下滾動：重力勢能_______，動能_______，_________能轉化為_______能；
(2)向上滾動：重力勢能_______，動能_______，_______能轉化為 _________能。
初始態
最高水平位置
最低水平位置
減小
增大
重力勢
動
減小
增大
重力勢
動
(1)擺球從A到B過程中，重力勢能_______，動
能_______，_________能轉化為____能；
B
單擺
A
C
(2)擺球從B到C的過程中，重力勢能_______，動能_______，____能轉化為_________能；
最高
最低
減小
增大
重力勢
動
減小
增大
重力勢
動
觀察單擺的運動
探究2：單擺的動能和重力勢能的轉化
結論1：
動能和重力勢能的轉化是________的。
相互
(1)小車從A向B運動中，彈簧的彈性勢能_____，車動能_____，___能轉化為________能；
(2)小車從B向A運動中，彈簧的彈性勢能_____，車動能_____，_______能轉化為____ 能。
增大
減小
動
彈性勢
減小
增大
彈性勢
動
探究3：動能和彈性勢能的轉化
(1)B到O的過程中，彈性勢能_____，重力勢能和動能_____，_______能轉化為_______ 能和_____能；
減小
增大
重力勢
彈性勢
動
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
開始振動
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
探究4：動能、重力勢能和彈性勢能的轉化
(2)O到A的過程中，動能_____，重力勢能和彈性勢能_____，____能轉化為_______ 能和_______能；
減小
增大
重力勢
動
彈性勢
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
開始振動
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
(3)A到O的過程中，重力勢能和彈性勢能_____，動能_____，______能和_________能轉化為____能。
減小
增大
彈性勢
重力勢
動
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
開始振動
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
(4) O到B過程中，彈性勢能_____，球的重力勢能和動能_____，_________能和 ____能轉化為________能。
增大
減小
重力勢
動
彈性勢
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
開始振動
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
結論2：
(1)動能和勢能的轉化是相互的；
動能
彈性勢能
重力勢能
(3)能量還可以一個物體轉移到另一個物體。
(2)被轉化的能量減少，轉化成的能量增加；
（1）為什么單擺在實際運動過程中，擺動幅度越來越小？
單擺會受到摩擦等阻力作用
大量實驗研究表明：物體的動能和勢能是可以相互轉化的。如果只有
動能和勢能相互轉化，則機械能的總和不變，即機械能是守恒的。
（2）如果物體在機械能轉化過程中，沒有摩擦等阻力，會怎么樣？
3.機械能守恒
觀察思考
人造地球衛星的機械能轉化
動能
重力勢能
近地點到遠地點
遠地點到近地點
注意
衛星大氣層外環繞地球運行，在運行過程中不受空氣阻力，只有動能和勢能的轉化，因此，機械能守恒。
觀察思考
　　
水能
風能
二、機械能的應用
1.水能和風能都是機械能。
水能和風能的破壞性釋放造成災害
2. 水力發電站，把水能轉化為電能。
3. 風力發電站，把風能轉化為電能。
機械能轉化及其應用
機械能
動能和勢能統稱為機械能
機械能及其轉化
機械能的應用
水能發電
風能發電
課堂小結
1.如圖所示，過山車是一項驚險刺激的游戲項目，下列關于過山車的機械能說法正確的是（　　）
A．通過環形軌道最高點時，重力勢能最大，動能為0
B．剛開始過山車勻速被拉升時，機械能不變
C．過山車向下俯沖時，重力勢能轉化為動能
D．過山車在運行過程中機械能守恒
C
隨堂練習
2．如圖，用輕質細線的一端拴住一個實心鐵球，另一端固定在O點做成了一個擺。鐵球從A點靜止釋放經過最低點B，擺至C點的過程，下列說法正確的是（　　）
A．在C點鐵球的動能最大
B．在B點鐵球的勢能最大
C．從A點擺至B點的過程，鐵球的勢能轉化為動能
D．從B點擺至C點的過程，鐵球的速度越來越快
C
3.迄今為止，我國已發射40余顆北斗導航衛星。若某衛星沿橢圓軌道繞地球運行，如圖所示，則衛星從遠地點向近地點運行的過程中，　 　能轉化為　 　能。
重力勢
動
4．如圖，人和秋千在位置1由靜止釋放，下降到最低點2，再上升到達最高點3，則人和秋千是（　　）
A．由位置1到位置2，動能轉化重力勢能
B．由位置2到位置3，重力勢能減小
C．在位置1和位置3的動能相等
D．1、2、3三個位置機械能都相等
C

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