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(共33張PPT)
機械能及其轉化
第4節
第十一章 功和機械能
（人教版）八年級
下
01
新課標要求+課標解讀
02
學習目標
1. 知到機械能的概念
2. 經歷動能和勢能相互轉化的探究過程，了解機械能守恒的條件
3. 了解水能和風能的利用
03
課堂導入
　　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？
04
知識回顧
05
機械能及其轉化
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
05
機械能及其轉化
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。
在物理學中，把動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。其單位是焦耳，簡稱焦，用符號J表示。影響其因素：質量、速度、高度、形變程度。
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
05
機械能及其轉化
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
彈性勢能　　　　　　
動能
05
機械能及其轉化
運動過程 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
結論：單擺在擺動過程中，動能和重力勢能可以相互轉化
05
機械能及其轉化
運動過程 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
結論：滾擺在擺動過程中，動能和重力勢能可以相互轉化。
05
機械能及其轉化
研究的 過程 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
乙 木球 壓縮彈簧 逐漸減小 直至為0 逐漸減小 直至為0 由小變大 逐漸增大
丙 彈簧把 木球彈回 由0逐漸 增大 由0逐漸 增大 由大變小 逐漸減 小直至為0
動能轉化為
彈性勢能
彈性勢能
轉化為動能
結論：動能和彈性勢能在一定條件下可以相互轉化。
05
機械能及其轉化
動能和勢能的相互轉化：
動能
重力勢能
彈性勢能
速度變小
高度增加
速度變小
形變增加
高度變小
速度變大
形變減小
速度變大
05
機械能及其轉化
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，即機械能是守恒的。（做題的時候要格外注意空氣摩擦啊）
機械能守恒是一種理想化的物理模型（如下圖）。
06
水能和風能的利用
地球上，海水潮汐漲落，江河日夜奔騰；有時微風拂面，有時狂風勁吹。從能量的角度來看，自然界的流水和風都具有大量機械能的天然來源。
水能和風能都是機械能。
06
水能和風能的利用
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。水能的大小由流量、流速和水位差決定。早在1900多年前，我們的祖先就制造了木質水輪，讓流水沖擊水輪轉動，用來汲水、磨粉、碾谷。
水磨
06
水能和風能的利用
水碓
06
水能和風能的利用
修筑攔河壩提高上游水位，壩底裝水輪機，發電機裝在水輪機上面，它們的軸連接在一起，水輪機帶動發電機發電。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發出的電就越多。
06
水能和風能的利用
當前，我國抽水蓄能電站技術已處于世界先進水平。截至2022年年底，已建的抽水蓄能電站總裝機容量為4579萬千瓦，居世界首位。如圖所示，是浙江省北部安吉縣境內的天荒坪抽水蓄能電站。
06
水能和風能的利用
空氣在流動過程中所具有的機械能叫做風能。風能的大小由風速和流動空氣的質量決定。
我國早在2000多年前就開始利用風來驅動帆船航行。至少1700多年前已開始利用風來推動風車做功。
06
水能和風能的利用
風能也可以用來發電。單個風力發電機的輸出功率較小，在風力資源豐富的地區，可以同時安裝幾百臺風力發電機，組成“風車田”，連在一起供電。
07
習題練習
C
07
習題練習
D
07
習題練習
C
07
習題練習
C
07
習題練習
A
07
習題練習
B
07
習題練習
C
07
習題練習
B
07
習題練習
A
07
習題練習
大于
變大
不變
08
作業布置
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