資源簡介

(共36張PPT)
第十一章 功和機械能
機械能及其轉化
第4節
01
能用實例說明物體的動能和勢能的轉化
02
知道機械能守恒的條件，理解機械能守恒
03
了解人類對水能、風能的開發與利用
會爬坡的易拉罐，你相信嗎？
它們都有哪些能？
彎曲的跳竿
高速的子彈
樹上停駐的鳥
彈性勢能
動能
重力勢能
1.物體由于______而具有的能量，叫做動能。
2.質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能______；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能______。
3. 重力勢能的大小與物體的______和______有關，______越大，______越高，它的重力勢能越大。
4. 物體由于發生__________而具有的能叫作彈性勢能，物體的__________越大，它具有的彈性勢能就越大。
運動
越大
越大
質量
位置
質量
位置
彈性形變
彈性形變
一、機械能及其轉化
活動1　觀看演示實驗：滾擺實驗
思考滾擺下落或上升過程中，什么能減小？什么能增大？
一、機械能及其轉化
閱讀教材第96頁，結合實驗現象，完成下面的填空。
1.在物理學中，把動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。
2.動能和勢能可以相互轉化：
(1)蘋果從高處落下，蘋果的 能轉化為 能；
(2)向上拋出的石子，石子的 能轉化為 能；
(3)彎弓射箭時，弓的 能轉化為箭的 能；
(4)高處落下的蹦床運動員與蹦床接觸后，運動員的 能轉化為蹦床的_______能。
重力勢
動
動
重力勢
彈性勢
動
動
彈性勢
一、機械能及其轉化
活動2　觀看視頻：擺球能砸到下巴嗎？分析擺球擺動過程中的能量轉化情況。(忽略空氣阻力)
擺球擺動過程中的能量轉化情況。
(1)擺球由A點到B點時， 能轉化為 能；
(2)擺球由B點到C點時， 能轉化為 能；
(3)擺球在 重力勢能最大，在 動能最大。
重力勢
動
動
重力勢
A點或C點
B點
思考：你能說出生活中重力勢能與動能互相進行轉化的例子嗎？
騎自行車下坡時，重力勢能轉化為動能；上坡前快速蹬幾下上坡更容易些，是動能轉化為重力勢能。
(2024·煙臺招遠市一模)把常用的按鈕式圓珠筆筆尖朝上用力按下后放手，它會彈起很高。把它拆開后發現，它能彈起的原因是內部裝有一根彈簧，如圖甲所示。小強仔細觀察后發現，圓珠筆彈起的過程可以分為“A：按下后放手”到“B：獲得一個向上的速度”再到“C：向上運動到達最高點”，如圖乙
學以致用　
所示。圓珠筆在“A→B”階段，　　　 　轉化為動能；圓珠筆在“B→C”階段，動能轉化為　　　 　；在最高點處，圓珠筆的速度大小為0，此時____
(選填“受”或“不受”)重力作用。
彈性勢能
重力勢能
受
解析　圓珠筆在“A→B”階段，彈簧形變量
減小，質量不變，速度變快，彈性勢能減小，
動能增大，彈性勢能轉化為動能。圓珠筆在
“B→C”階段，質量不變，速度變慢，高度
上升，動能減小，重力勢能增大，動能轉化
為重力勢能。地球附近的物體都受到重力的
作用，在最高點處，圓珠筆的速度大小為0，
此時受重力作用。
想一想，彎弓射箭和蹦床時，動能和彈性勢能是如何轉化的呢？
彎弓射箭時，弓的彈性勢能轉化成箭的動能
蹦床運動員從高處落下，在與蹦床面將要接觸時，具有一定的動能，與蹦床面接觸后，床面發生彈性形變，運動員的動能轉化成蹦床的彈性勢能
閱讀教材第97頁，完成下面的填空：
動
勢
總和
守恒
守恒
會
二、機械能守恒
1.在能量的轉化過程中，如果只有 能和 能的相互轉化，動能和勢能的 不變，即機械能是 的。
2.活動2中，如果空氣阻力為0，擺球的機械能是 的，所以每次都____(選填“會”或“不會”)擺回到原高度。
1.如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉化，則(　　)
A.小球在A處的動能等于在D處的動能
B.小球在A處的動能大于在D處的動能
C.小球在B處的機械能小于在C處的機械能
D.小球在B處的機械能等于在C處的機械能
學以致用　
D
2.請描述衛星圍繞地球轉動時，衛星機械能的轉化情況。
(1)衛星由近地點向遠地點運動時：　 能減小，　　　 能增大，　 能轉化為　　　　能；
(2)衛星由遠地點向近地點運動時：　 能增大，　　　 能減小，______
能轉化為　　能。
動
重力勢
動
重力勢
動
重力勢
重力勢
動
二、水能和風能的利用
觀看視頻，了解水能的利用
1.自然界的流水和風都是具有大量 的天然資源。
2.人們修筑攔河壩來提高上游的水位，增大上、下 ，目的是增大水的 能。
3.風能可以通過風車帶動發電機，把 能轉化為 能。
閱讀教材第98~99頁，了解水能和風能的利用，完成下面的填空。
機械能
水位差
重力勢
機械
電
(2024·長沙期末)如圖是潮汐發電站的示意圖，當漲潮的時候A處比B處水的重力勢能　　，漲潮和落潮的時候都可以把海水的重力勢能轉化為水流的　　　，從而帶動水輪機發電。
學以致用　
大
動能
1.(2024·長春綠園區模擬)清晨，同學們排著整齊的隊伍來到操場上參加升旗儀式，伴隨著雄壯的國歌聲，五星紅旗勻速升起。該過程中，五星紅旗(　　)
A.重力勢能不變 B.動能增大
C.機械能不變 D.機械能增大
D
2.(2024·阜陽模擬)竄天猴是利用火箭原理制造出的一種鞭炮，火藥燃燒后，在尾部噴出氣流，主體向上飛，可以飛很高，一般飛行時帶有響聲，其上升的過程分為加速上升和減速上升兩個階段。關于竄天猴說法正確的是(　　)
A.加速上升的階段，重力勢能減小
B.到達最高點時，重力勢能最大
C.減速上升的階段，動能增大
D.加速上升的過程中，機械能保持不變
B
解析　加速上升時，質量不變，高度和速度都變大，重力勢能和動能都變大，所以機械能變大，故A、D錯誤；
到達最高點時，質量不變，高度最高，重力勢能最大，故B正確；
減速上升的階段，質量不變，速度減小，動能減小，故C錯誤。
3.(2024·莆田荔城區一模)如圖甲是北京冬奧會中運動員翻越大跳臺的情景。運動員不借助滑雪杖，只踩著雪板從高處滑行而下，通過起跳臺起跳，完成各種空翻、轉體等技術動作后落地。圖乙中的虛線是比賽過程中運動員的軌跡，不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　)
A.從a點到b點的過程中，機械能守恒
B.在c點時，運動員的動能為零
C.從b點到c點的過程中，運動員的
動能減少，重力勢能增加
D.從c點到d點的過程中，運動員的機械能變小
C
解析　從a點到b點的過程中，受到雪面的摩擦力，一部分機械能轉化為其他形式的能，機械能不守恒，故A錯誤；
在c點時，運動員仍具有水平方向的速度，運動員的動能不為零，故B錯誤；
從b點到c點的過程中，運動員質量不變，速度減小，高度增大，動能減少，重力勢能增加，故C正確；
不計空氣阻力，從c點到d點的過程中，只有動能和勢能相互轉化，運動員的機械能不變，故D錯誤。
4.(2024·無錫新吳區一模)如圖，在光滑的水平臺面上，一輕質彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置，壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在A、B間做往復運動(已知AO=OB)。下列說法正確的是(　　)
A.小球在往復運動過程中機械能守恒
B.從B到A彈簧的彈性勢能一直減小
C.小球在O點時，動能最大
D.小球從A往B運動過程中，彈性勢能轉化為動能
C
解析　小球在光滑的水平臺面上AB間做往復運動，且AO=OB，這表明小球和彈簧的整體機械能是守恒的，在任一位置，小球的動能與彈簧的彈性勢能的總和保持不變，小球在往復運動過程中機械能不守恒，故A錯誤；
小球從B到O的過程中，彈簧的形變程度變小，彈性勢能變小；從O到A的過程中，彈簧的形變程度變大，彈性勢能變大，所以小球從B到A彈簧的彈性勢能先變小后變大，故B錯誤；
小球從A(或B)位置運動到O位置的過程中，彈簧的形變程度變小，彈性勢能變小，小球的速度變大，動能變大，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能；到達O點時，彈簧的彈性勢能全部轉化為小球的動能，彈性勢能為0，小球的動能最大；從O到B(或A)的過程中，彈簧的形變程度變大，彈性勢能變大，小球的動能轉化為彈簧的彈性勢能，所以整個過程中小球在O點動能最大，故C正確，D錯誤。
5.(2024·陜西月考)如圖所示，用手旋轉“橡皮筋動力車”的扇葉，將橡皮筋擰緊，使橡皮筋具有了　　　　(選填“動”“重力勢”或“彈性勢”)能；松手后，橡皮筋將獲得的能量轉化為扇葉的　　 (選填“動”
“重力勢”或“彈性勢”)能，扇葉快速轉動，小車沿水平地面運動起來，小車的重力勢能　　　(選填“增大”“不變”或“減小”)。
彈性勢
動
不變
解析　將橡皮筋擰緊，松手后，橡皮筋的彈性勢能轉化為扇葉的動能，扇葉快速轉動，小車運動起來。小車沿水平地面運動起來，小車的質量和高度不變，小車的重力勢能不變。
6.(2024·無錫期中)嫦娥五號返回器用類似“打水漂”的方式著陸地球，其著陸過程的部分軌跡簡化為如圖所示。AB段返回器的動能　　　：BC段返回器的機械能　　　，CD段返回器重力勢能　　　。(均選填“變大”“不變”或“變小”)
變小
不變
變小
解析　AB段，返回器的質量不變，高度變大，重力勢能變大，是返回器的動能轉化為重力勢能，所以返回器的動能變小。
BC段沒有受到空氣的阻力，機械能是守恒的，保持不變。
CD段，質量不變，高度變小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，是重力勢能轉化為動能。
單擺的能量轉化
滾擺的能量轉化

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