資源簡介

(共26張PPT)
第4節 機械能及其轉化
八年級物理下冊 人教版
第十一章——功和機械能
教學目標
一
02
通過對滾擺和單擺的實驗觀察，推理得出機械能守恒的條件；類比各種機械能轉化實例，有運用機械能轉化與守恒的觀點分析力學問題的意識。
科學思維
01
知道動能、勢能統稱為機械能；動能和勢能可以相互轉化。能解釋與機械能轉化有關的現象，認識水能、風能；知道機械能及守恒的條件。
物理觀念
03
通過觀察和實驗，探究動能和勢能相互轉化的規律。
科學探究
04
知道機械能與生活的聯系，初步建立能源的可持續發展觀念；通過了解人類科學理論成果，培養探索精神、創新思想和促進人類社會與自然和諧發展的優良品德
科學態度與責任
教學引入
二
　　素有“用生命上課的物理老師”之稱的，瓦爾特·列文教授，曾給學生做了個實驗，在教室上掛了一個15英尺長的單擺擺錘，把擺錘頂在下巴上，然后……3,2,1列文松手，擺錘在空中劃出了一道優雅的弧線，又直沖老教授的臉砸了回來！擺錘在幾乎要砸中列文教授下巴的時候停止并向反方向離開了......你知道這是什么原因嗎？
機械能及其轉化
三
!
回顧一下
物體由于受重力并處一定高度而具有的能
——重力勢能
物體由于運動而具有的能
——動能
物體由于發生彈性形變而具有的能——彈性勢能
機械能及其轉化
三
？
想想議議
　　撐桿跳運動員在比賽，從地面到達最高處，再到最后落到地面，
在這一過程中，涉及的能量都有哪些，你能列舉出來嗎？
奔跑中的運動員
運動員
在空中
撐桿發生
彈性形變
動能
重力勢能
彈性勢能
機械能
機械能及其轉化
三
物體可以既有動能，又有勢能， 這兩種能量加在一起，就是它的機械能。
飛行的飛機具有動能和重力勢能
壓縮中的彈簧具有動能和彈性勢能
機械能及其轉化
三
機械能
1.定義：在物理學中，把動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。
2.單位：焦耳，簡稱焦，用符號J表示。
機械能
動能
勢能
重力勢能
彈性勢能
機械能及其轉化
三
3.能量關系：
物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
4.機械能大小的決定因素
物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
質量
速度
高度
彈性形變程度
機械能及其轉化
三
5.對機械能的理解
一個物體可以具有機械能的一種或幾種，
比如空中飛翔的飛機，具有動能和重力勢能。
一個物體可以不具有機械能，
比如靜止在水平地面上的石頭。
機械能及其轉化
三
？
想想議議
射箭時，人用力拉彎弓，放手后箭被射出，分析該過程中弓和箭的能量變化。
拉弓時
放手后
被拉彎
彈性勢能變大
拉弓時
放手后
弓
箭
彈性形變程度變小
由運動到靜止
由靜止到運動
彈性勢能變小
動能變小
動能變大
減少的彈性勢能去哪了 增大的動能是哪來的呢
彈性勢能　　　　　　動能
轉化
機械能及其轉化
三
動能和勢能之間是否可以相互轉化呢？
【單擺實驗】動能和重力勢能的轉化
擺球在豎直平面內擺動，觀察擺球運動情況，在A、C點時最高，在B點時最低。
高度 重力勢能 速度 動能 能的轉化
A→B 降低 減小 變大 增大
B→C 升高 增大 變小 減小
C→B 降低 減小 變大 增大
B→A 升高 增大 變小 減小
重力勢能轉化為動能
重力勢能轉化為動能
動能轉化為重力勢能
動能轉化為重力勢能
單擺在擺動過程中，動能和重力勢能可以相互轉化
【視頻欣賞】
機械能及其轉化
三
高度 重力勢能 速度 動能 能的轉化
下降 降低 減小 變大 增大
上升 升高 增大 變小 減小
重力勢能轉化為動能
動能轉化為重力勢能
將滾擺掛起來，捻動滾擺，使懸線纏繞在軸上，當滾擺上升到最高點后，放開手，滾擺會下降和上升。
滾擺在擺動過程中，動能和重力勢能可以相互轉化。
【視頻欣賞】
【滾擺實驗】動能和重力勢能的轉化
機械能及其轉化
三
【滾球實驗】動能和彈力勢能的轉化
如圖所示，當鐵球從高處滾下來，撞到彈簧上，分析此時彈簧的能量轉化的情況。
球的速度 球的動能 彈簧的 形變程度 彈簧的 彈性勢能 能的轉化
鋼球 壓縮彈簧 逐漸減小 直至為零 逐漸減小 直至為零 由小變大 逐漸增大
彈簧把 鋼球彈回 由零逐漸 增大 由零逐漸 增大 由大變小 逐漸減 小直至為零
動能轉化為
彈性勢能
彈性勢能
轉化為動能
動能和彈性勢能在一定條件下可以相互轉化
機械能及其轉化
三
動能和勢能可以相互轉化
重力勢能
彈性勢能
【動能和勢能的相互轉化的條件】
動能的增減
速度
重力勢能的增減
高度
彈性勢能的增減
形變程度
動能和勢能轉化過程中，定有動能和勢能的變化，且是此增彼減。
機械能及其轉化
三
機械能守恒
1.概念：
如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，即機械能是守恒的。
只有動能和勢能的相互轉化，沒有機械能與其他形式能的相互轉化。
即忽略摩擦力造成的能量損失，機械能守恒是一種理想化的物理模型。
2.機械能守恒的條件
機械能及其轉化
三
回顧前面列文教授實驗的問題，你能說出為什么擺錘不會打到教授的鼻子呢？
在上升和下降的過程中，擺錘和空氣之間存在摩擦，克服摩擦做功，一部分機械能轉化為內能，機械能不守恒（減小），也就是重力勢能的最大值越來越小，所以擺動的高度會越來越低，不會達到鼻尖的。
擺錘下降的過程
重力勢能轉化為動能
擺錘上升的過程
動能轉化為重力勢能
機械能及其轉化
三
你知道滾筒為什么滾出去之后又能滾回來呢？
O到B：動能轉化為彈性勢能
A
B
O
滾筒的內部結構示意圖
B到O：彈性勢能轉化為動能
A到O：彈性勢能轉化為動能
O到A：動能轉化為彈性勢能
【視頻欣賞】
水能和風能的利用
四
水能和風能都是機械能
從能量的角度來看，自然界的流水和風都具有大量機械能。
地球上，海水朝夕漲落，江河日夜奔騰；有時微風拂面，有時狂風勁吹......
流動的水具有動能
水能和風能的利用
四
水能
1.概念：
水所具有的機械能統稱為水能。
高處的水具有重力勢能
水能和風能的利用
四
2.水能的利用
水力發電
水的動能帶動水車轉動
修筑攔河壩提高上游水位，壩底裝水輪機，發電機與水輪機的軸連接一起，水輪機轉動帶動發電機發電。
水能和風能的利用
四
1.概念：
空氣在流動過程中所具有的機械能叫做風能。
風能
2.風能的利用
將風的機械能轉化成電能
風能發電站
帆船利用風能前行
風車利用風能轉動
隨堂練習
五
1. 在水平街道上勻速行駛的灑水車，一邊行駛一邊向道路上灑水。下列關于其機械能變化的說法中正確的是（　　）
A．動能不變，機械能減小
B．動能減小，機械能減小
C．動能不變，機械能不變
D．動能減小，機械能增大
B
隨堂練習
五
2. 如圖所示，摩托車運動員從高處平臺的末端水平飛出，落在水平地面上，若不計空氣阻力，則運動員（包含摩托車）在下落過程中（　　）
A．重力勢能轉化為動能，機械能不變
B．重力勢能轉化為動能，機械能增大
C．動能轉化為重力勢能，機械能增大
D．動能轉化為重力勢能，機械能減小
A
隨堂練習
五
3. 從19世紀末世界上建成第一座水電站以來，水力發電站就成了水能利用的主要形式。如圖是水力發電站的原理圖，關于水力發電下列說法正確的一組是（　　）
①上游的水向下沿著導管運動到下游的過程中，水的機械能保持不變；
②運動的水流沖擊水輪機使水輪機轉動，水流的一部分動能轉移為水輪機的動能；
③水輪機帶動發電機發電將電能轉化為動能；
④要加大水力發電的功率，可以采用“增大落水差”的方法。
A．①②
B．①③
C．②
D．②④
D
隨堂練習
五
4. 如圖，輕質彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發生形變。現將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球將豎直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（　　）
A．運動至最高點時，速度為0m/s，所以受平衡力作用
B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力
C．從A點向上運動O點的過程中，速度一直增大
D．從A點向上運動O點的過程中，速度先增大后減小
D
課堂小結
六
①機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能.
②動能和重力勢能可以相互轉化；
動能和彈性勢能在一定條件下可以相互轉化.
③機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉化，
盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變。
或者說，機械能是守恒的.
①水能：流動的水具有動能，高處的水具有重力勢能，
水所具有的機械能統稱為水能.
②水能發電站：將水的機械能轉化成電能.
③風能：空氣在流動過程中所具有的機械能叫做風能.
④風能發電站：將風的機械能轉化成電能.
機械能及其轉化
機械能
及其轉化
水能和風
能的利用

展開更多......

收起↑