第4节机械能及其转化

第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化
学习目标
1.能用实例说明物体的动能和势能的转化； 2.理解机械能守恒； 3.了解人类对水能、风能的开发与利用。
新知导入
飞行中的飞机
弹弓和弹射出去的小鸟
他们具有什么形式的能
新知学习
（一）机械能
一 机械能及其转化
1.动能、势能统称为机械能。
机械能
动能 势能
2、风能的利用：风能发电站
风能发电站：将风的机械能转化成电能
风车田
单个风力发电机的输出 功率较小，在风力资源 丰富的地区，可以同时 安装几百台风力发电机， 组成“风车田”，连在 一起供电。
课堂小结
机械能及
机
其转化
械
能
及
其
转
化
水能和风
能的利用
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2、动能和势能可以相互转化 3、判断动能和势能相互转化的方法 4、如果只有动能和势能相互转化， 机械能的总和不变，即机械能守恒。 水能的利用：水能发电站
2．(2023·牡丹江)如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的 __弹__性__势___ 能转 化为扇叶的 __动__ 能，扇叶快速转动，小车运动起来。
知识点2 机械能守恒 3．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是 ( C )
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大 B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大 C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小 D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
弹性势能
想想做做 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己
的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。 想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？不会

从远地点向近地点运动时，重力势能转化为动能，故 D正确。
知1－讲
总 结
物体动能和重力势能间的转化规律：
条件 质量 一定 运动情况 动能 重力势能 转化方向 重力势能转化 为动能 动能转化为重 力势能
加速下降
减速上升
增大
减小
减小
增大
知1－练
1 【中考· 成都】火箭加速升空过程中，对于火箭搭 载的卫星，下列叙述正确的是( B ) A．卫星的机械能总量不变 B．卫星的机械能总量增加
知2－讲
知识点
2
机械能及其守恒
定义 •机械能：动能和势能统称为机械能。 •机械能守恒：如果只有动能和势能相互转
化，尽管动能和势能大小会变化，但机械
能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
知2－讲
说明： 1. 机械能守恒是有条件的，只有重力或弹力做功时， 机械能是守恒的。
2. 在动能和势能相互转化中，若受摩擦等阻力，则机
知1－讲
【例1】如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的
是( D )
（来自《点拨》）
知1－讲
【解析】 •本题考查机械能之间的相互转化。 •运动员被蹦床弹起，是蹦床的弹性势能转化为运动员 的动能和重力势能，故A错误； •小球从B向C运动、滚摆向上滚动时，都是动能转化 为重力势能，故B、C错误；
•卫星在远地点时重力势能最大，在近地点时动能最大，
电 能之间的相互转化。 能和______
（来自《典中点》）
1
知识小结
1. 动能与势能统称为机械能
2. 动能和重力势能可以相互转化
动能和弹性势能可以相互转化 能的总和不变 4. 水能和风能的利用
动能和势能可 以相互转化
3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械

人教版八年级下册第4节机械能及其转化(183)1.关于机械能，下列说法正确的是（）A.一个物体只具有动能，不能说其具有机械能B.一个物体只具有重力势能，不能说其具有机械能C.一个物体只具有弹性势能，不能说其具有机械能D.以上说法都是错误的2.在如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是（）A. B.C. D.3.如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是（）A. B. C. D.4.如图所示，甲为单摆，乙为滚摆。

当单摆从A点经过最低点B，再摆动到最高点C的过程中，小球各种形式的能的转化情况是:；由图提供的信息可知，小球的机械能(选填“守恒”或“不守恒”)。

滚摆在运动过程中是能和能之间的相互转化。

5.搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空并准确入轨，发射圆满成功。

如图所示，“嫦娥三号”在加速上升的过程中（）A.动能增大，重力势能减小，机械能不变B.动能减小，重力势能增大，机械能不变C.动能不变，重力势能减小，机械能减小D.动能增大，重力势能增大，机械能增大6.如图所示，用绳子把一个铁锁悬挂起来。

把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手。

头保持不动，锁向前摆去又摆回来。

下列说法正确的是（）A.铁锁在摆动的过程中,机械能保持不变B.铁锁摆动到最低点时动能最小C.铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能D.铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能7.我国是世界上水资源最丰富的国家之一，下列关于水能的说法中，不正确的是（）A.诗句“不尽长江滚滚来”，描述的是长江水具有动能B.诗句“黄河之水天上来”，描述的是黄河水具有重力势能C.水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组D.利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能8.毛泽东的《沁园春·雪》气势磅礴，其中有一句为“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。

从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是（）A.动能转化为重力势能的过程B.弹性势能转化为动能的过程C.重力势能转化为动能的过程D.动能转化为弹性势能的过程9.如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动的过程中，不计空气阻力，则（）A.从最高点运动到最低点的过程，动能转化为重力势能B.从最低点运动到最高点的过程，重力势能转化为动能C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度10.如图所示，钢珠沿竖直平面内的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠（）A.通过d点时的速度比通过c点时的大B.在c点比在b点的重力势能小C.从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能D.从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能11.如图甲所示，运动员被蹦床弹起的瞬间是能转化为能；图乙中木块撞击弹簧时，能转化为能。

《机械能及其转化》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《机械能及其转化》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析《机械能及其转化》是人教版初中物理八年级下册第十一章第四节的内容。

在此之前，学生已经学习了动能和势能的相关知识，为本节课的学习打下了基础。

本节课主要探讨机械能的相互转化以及机械能守恒定律，对于学生理解能量的转化和守恒这一重要概念具有重要意义。

本节课在教材中的地位和作用主要体现在以下几个方面：1、它是对前面所学动能和势能知识的综合应用和深化，使学生对机械能的概念有更全面、更深入的理解。

2、通过对机械能转化的研究，为学生后续学习能量守恒定律以及其他形式能量的转化和守恒奠定基础。

3、培养学生观察、分析和解决问题的能力，以及运用物理知识解释生活现象的意识。

二、学情分析1、知识基础：学生已经掌握了动能和势能的概念、影响因素以及相关的计算公式，但对于机械能的转化以及守恒定律的理解还相对较浅。

2、能力水平：八年级的学生具备一定的观察能力和逻辑思维能力，但在抽象思维和综合分析问题方面还有待提高。

3、学习特点：学生对物理实验和生活中的物理现象充满兴趣，但在学习过程中可能会出现理解困难、注意力不集中等问题。

三、教学目标基于以上的教材和学情分析，我制定了以下的教学目标：1、知识与技能目标（1）理解机械能的概念，知道机械能包括动能和势能。

（2）能举例说明动能和势能之间的相互转化。

（3）理解机械能守恒定律的内容。

2、过程与方法目标（1）通过观察和实验，培养学生的观察能力和动手操作能力。

（2）通过分析和推理，培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）通过对机械能转化的研究，激发学生学习物理的兴趣，培养学生探索自然规律的科学态度。

（2）通过运用物理知识解释生活中的现象，让学生体会物理与生活的紧密联系，提高学生学习物理的积极性。

5.如图是某城市地铁的设计方案图,进站和出站的轨道都与站台构成一 个缓坡,为了充分利用能量,火车进站上坡前关闭发动机,利用惯性冲上 缓坡,则上坡时火车的动能逐渐__ __，重力势能逐渐__ __(选填“增大 ”“减小”或“不变”)， 能转化为 能“储藏”起来。而下 坡时火车的 能转化为 能，既便于火车启动，又可以节约能 源。
5、结合滚摆的运动特点，阐述一下单摆在运动的过程中能量的转化情况。
单摆从A点下落到B点的过程中，重力势能逐渐转化成动能； 从最低点B运动到C点的过程中，单摆的动能逐渐转化为重力势 能。
6、为什么滚摆和单摆在运动过程中，上升的高度一次比一次低？
由于空气的阻力，使得机械能有一部分转化为其他形式的能。
7、假设不计空气阻力的影响，想象一下它们将怎样运动？
功和能的关系
① 做功的过程就是能量转化或转移的过程。 ② 物体的动能和势能发生了变化，一定有力对物体做了功。
例 ① 物体自由下落重力势能减少，重力做功； ② 举起重物克服重力做功，重力势能增加。
三、水能和风能的利用 1．水能和风能是机械能
水能的破坏性释放造成灾害
2．在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。
讨论交流
• 1、将滚摆从最高点释放，让滚摆运动，观察滚摆的运动特点，试着阐 述一下。
滚摆从最高点下落过程中，运动速度越来越大，到最低点 的瞬间，速度达到最大。由于惯性，滚摆再向上运动，上升过 程中运动速度越来越小，到达最高点瞬间，速度为零，但每次 上升的高度在逐渐减小。
2、根据滚摆的运动特点，说一下，上升和下降过程中，滚摆的动能和重 力势能如何变化？
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能； 自由下落的球，重力势能转化成动能。
图中的过山车具有什么能？ 过山车为什么能够不断地翻滚？

小组讨论
实验：用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己 的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆 回来，铁锁摆回时会碰到自己的鼻子吗？如果只有动 能和势能的转化，为什么没有碰到鼻子？机械能总量 怎样变化了？
教师点拨
机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转 化，机械能的总和是不变的（守恒的）。
阅读课本第71页、72页，完成下列填空： 弹性势能 重力势能 动能 1. 能与 能统称为势能， 势能 能与 能统称为机械能， 转化 势能 2．动能和势能的转化：动能和势能之间可以相互 动能 ，动能可以转化为 ，势能也可以转化为 。 有，因为它离地面有一定的高度 3．手持粉笔头高高举起。问题：被举高的粉笔具不具 有能量？为什么？
请同学们做好课前准备：
1.准备好物理课本，笔记本、笔。
2.端正坐姿，保持安静，预习新 知识，以饱满的激情准备上课。
第4节.机械能及其转化
学习目标 1.认识动能和势能的相互转化及机械能守恒。 2.知道日常生活中动能和势能转化的例子，并 理解其转化过程。 3.简单了解对水能和风能的利用。
自主预习
小组讨论3 （3）观察 动能和弹性势能的转化实验
教师点拨
1.在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能 和势能各自的变化，而且是此增彼减。 2.动能的增减变化，要以速度增减来判断。 3.重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的 增减变化来判断。 4.判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的天津）人造卫星沿椭圆轨道绕地 球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫 减小 星的动能 （选填“增大”、“减小”、“ 不变”），卫星的势能 （选填“增大”、 增大 “减小”、“不变”）
跟踪练习2
2.（2012娄底）玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图 所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高 点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能 B 和势能的相互转化。下列说法正确的是（ ） A．A点机械能小于B点机械能 B．D点动能最大，A点势能最大 C．D点动能最大，A点机械能最大 D．A点势能最大，机械能最大

《机械能及其转化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解机械能的观点，了解动能、重力势能和弹性势能的性质及其影响因素。

2. 过程与方法：通过实验探究，掌握动能和势能的转化原理，能够诠释生活中的机械能转化现象。

3. 情感态度价值观：培养对物理学的兴趣，树立科学的世界观。

二、教学重难点1. 教学重点：引导学生通过实验探究机械能及其转化。

2. 教学难点：理解机械能转化过程中能量如何转移，以及影响因素。

三、教学准备1. 准备相关实验器械，包括弹簧、小球、斜面、木块等。

2. 制作PPT课件，展示相关图片和视频。

3. 提前安置学生预习相关内容，准备参与教室讨论。

4. 准备一些生活中的机械能转化案例，用于教室讲解。

四、教学过程：本节课的教学目标是让学生理解机械能及其转化，掌握动能、重力势能和弹性势能的决定因素，了解能量守恒定律。

1. 引入: 通过一个简单的实验来激发学生兴趣，让他们观察一个物体在重力作用下下落的过程，并引导学生思考这个过程中能量的转化。

2. 讲解机械能: 通过图片和视频展示机械能的含义，并诠释其包括的几种形式。

让学生了解动能、重力势能和弹性势能。

3. 探究决定因素: 通过实验探究，让学生了解动能、重力势能和弹性势能是如何由物体的质量和速度、高度以及弹性形变水平决定的。

4. 能量守恒定律的讲解: 介绍能量守恒定律，并通过一些实例让学生了解能量是如何转化的，以及为什么能量不能被创造也不能被消灭。

5. 机械能转化的应用: 举例说明机械能转化在平时生活和工农业生产中的应用，如汽车、电动车、水力发电、弹簧玩具等。

6. 教室互动与讨论: 给学生提出一些实际问题，让他们通过小组讨论和交流来寻找答案，培养他们的思考能力和解决问题的能力。

7. 作业安置: 给学生安置一些与本节课内容相关的作业，帮助他们稳固所学知识，并引导他们进一步思考。

8. 教室小结: 回顾本节课的主要内容，强调重点和难点，帮助学生梳理所学知识。

提高水位 2、建造水电站时修拦河坝，其目的____________ ， 重力势 使水的__________ 能储存起来，打开水闸，河水的 重力势 能转化成________ 动 __________ 能冲击水轮机发电。 污染环境 。 3、风能利用起来比较简便，而且不会________ 不稳定 （“稳定”或“不稳定”）也 但是风能________, 不便于贮存。
重力势能最小 动能最大
C
B
1、上升：速度 变慢 ，高度 变高 ， 动能 变小 ， 重力势能 变大 ， 动 能转化为 重力势 能。 2、下降：速度 变快 ，高度 变低 ，动能 变大 ， 重力势 能 变小 ，重力势 能转化为 动 能。
动能和弹性势能可以相互转化吗？
三、动能和弹性势能的转化
拉开的弓把箭射出去的过程中， 弓的弹性势能 减小，箭的动 能 增大 ，弓的 弹性势 能转化为 箭的 动能。
上坡前加紧蹬几下，增大自行车的速度， 增大动能，可以有较多的动能转化为重力势 能，使车容易上坡。
五、水能和风能的利用
1、下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ D ） A、流动的河水只有动能，没有重力势能 B、风只具有动能，不具有重力势能 C、利用水能和风能都可以做连续性的工作 D、水能和风能都不会污染环境
动能和弹性势能可以相互转化
铁球压缩弹簧过程中，铁球的动能减小，弹簧的弹 性势能增大，动能转化为弹性势能 弹簧恢复过程中，弹簧的弹性势能减小，铁球的动 能增大，弹性势能转化为动能
结论：
动能和势能的相互转化的条件 （1）动能和势能的相互转化过程中，必 定有动能和势能各自变化，而且一定是此 增彼减。 （2）动能的增减变化要以速度的增减来 判断。 （3）重力势能的增减变化要以物体离地 面高度的增减变化来判断。 （4）弹性势能的增减要根据形变大小的 变化来判断。

2. 动能和势能的转化
一、机械能及其转化
④单摆运动过程中动能和势能的转化
摆球向下摆动（A→B） 高度 的过程中，摆球的运动速
度和高度的变化情况。
减小
重力势能 减小
运动速度 增大
动能 增大
A C
B h
摆球向下摆动（A→B）的过程 中，摆球的重力势能减小，动能增 大，重力势能转化为动能。
2. 动能和势能的转化
地球上，海水潮汐涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有 时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都具有大量 机械能的天然来源。
1. 水能的利用
二、水能和风能的利用
①古代对水能的利用
早在1900多年前，我们的祖先就制造了木质水轮，让流 水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。
水磨（摘自《天工开物》)
动手动脑学物理
3. 2011年蹦床世锦赛中我国运动员以优异成绩夺得金牌和奖 牌总数第一。设想有一个重物从蹦床上方某点下落，经蹦床反 弹后上升。请你说说这个过程中机械能是如何转化的。
物体在最高点时重力势能最大，重物下落过程中，重力势能 转化为动能；重物与蹦床接触使蹦床发生形变时，动能转化为 弹性势能；蹦床恢复原状时，弹性势能转化为动能；重物离开 蹦床上升过程中，动能转化为重力势能。
2. 动能和势能的转化
⑤动能和势能相互转化的实例
人从滑梯下滑
一、机械能及其转化
拉弓射箭
人从滑梯下滑时， 重力势能转化为动能。
拉开的弓把箭射出去的过程中， 弓的弹性势能转化为箭的动能。
2. 动能和势能的转化
撑杆跳高
①
一、机械能及其转化
② ③
动能 ① 弹性势能（跳杆） ② 重力势能 ③ 动能
3. 机械能守恒

动能转化为重力势能
B
A
势能最大 动能为零
动能最大 势能最小
O
势能最大 动能为零
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
动能和重力势能可以相互转化 动能和弹性势能可以相互转化吗？
• 玩具弹簧枪将“子弹”射出去；弹性势能-----动能
A.小孩荡秋千 动能和重力势能的相互转化
3．如图所示，小球先后从倾角为30°和60°的光
滑斜面由静止开始从顶端滑到底端，它滑到底端时
的速度大小分别为v1和v2，则下列关系式中正确的
是( B )
A．v1＞v2
B．v1＝v2
C．v1＜v2
D．无法确定
小结：
本节课你学到了哪些知识? 有哪些收获？
巩固练习 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
1.小老虎撑杆跳高时，它助跑时的__动____能转化 成杆的_弹__性__势___能,杆在恢复原状的过程中， _弹__性__势__能又将其转化成小老虎的_重__力__势__能，这
时，小老虎被举高过杆。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2.说明下列过程中机械能的转化： • 雪橇从山坡上滑下；重力势能-----动能
• 炮弹从炮口斜向上射出又下落的过程中； 动能-----重力势能-----动能
卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化

第4节机械能及其转化
第4节 机械能及其转化
动能、重力势能 和弹性势能统称 为机械能。
飞行中的飞机
机械能=动能+势能
机械能及其转化
弓的弹性势能转化成箭的动能
蹦床运动员从高处落下， 运动员的重力势能转化为 运动员的动能；与蹦床接 触后，床面发生弹性形变 ，运动员的动能转化成蹦 床的弹性势能。
机械能及其转化
观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势 能是如何变化的？ 滚摆 初始态
最低点
最高点
分析单摆小球在
A
BC
如果机械只能有=动动能能+和势能势能相 互转化，尽管动能、势 能的大小会发生变化， 但机械能的总和不变， 或者说，机械能守恒。
分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化。
（1）皮球下落：
重力势能减小
动能增大
速度增大
高度减小
转化
皮球接触地面： 开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。
向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化 为弹性势能。
动能减小
速度减小
形 变 增 大
转化
弹性势能增大
皮球在恢复原状的过程中： 弹性形变程度变小，向上的速度变大。
弹性势能减小
形 变 减 小
转化
速度增大
动能增大
皮球上升时：
动能减小
重力势能增大
高度增大
速度减小
转化
分析整个过程， 皮球能量的转化是：
重力势能 动能
弹性势能
撑杆跳高过程中的能量转化情况? 皮球落地后又弹起过程中的能量转化情况?
动能和势能可 运动员上升过程中，撑杆的
弹性势能转化成运动员的重
以力势相能。互转化.
水能和风能的利用 水能和风能都是机械能.

7. 将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么 出人意料的现象发生吗？怎样解释看到的现象？
解：铁罐从斜面滚下后又返回.铁罐从斜面滚 下时重力势能转化为动能及橡皮筋的弹性势 能，而后弹性势能又转化成动能和重力势能.
8.分析人造地球卫星的机械能转化情况. 卫星从远地点向近地点运动的 过程中，重力势能转化为动能； 卫星从近地点向远地点运动过 程中，动能转化为重力势能.
正确理解机械能守恒
动能和势能的转化
首先分析决定动能大小的因素（质量和速度）、决
定重力势能大小的因素（质量和高度）或弹性势能
大小的因素（弹性形变）如何变化，再看动能和重
力势能（或弹性势能）如何变化。
判断机械能是否守恒的方法 （1）在能量转化过程中，判断是否只有动能和势能的 相互转化，若有其他形式的能参与了转化，则机械能
D）
27.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s 匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行 中动能 不变（选填“增加”、不变“或“减少”）.某 时刻他们的位置如图所示，该时刻 甲的重力势能 等于 乙的重力势能 甲的机械能 小于乙的机械能. （选填“大于”、“等于”或“小于”） 28.如图是某轻轨车站的设计示意图，与站台连接的轨道 都有一个小的斜坡，试从能量转化的角度说明这种设计 的好处. 答：进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来； 出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，从 而达到节能的目的.
A
CD
31.如图所示，使单摆偏离原来静止位置到A1，当摆球 从A1向下摆动时，它的速度越来越快，动能逐渐 增大 ， 势能逐渐 减小 ；当摆球到最低点O1时，它的动能最 大 势能最 小，在此过程中，摆球的势能逐渐转变成 动 能，此后，摆球又向B1的位置运动，随着摆球的上升， 它的速度越来越 小 ，动能逐渐变成 势 能；当摆球 到最高点B1时，它的动能为 0 ，势能最 大 .小球摆 动起来后，它在O1处的机械能比在O2处的机械能 大 . （选填“大”、“小”或“相等”）

练习 3.(2021·中山期末)为了 驳斥力是维持物体运
动的原因的观点，伽
利略设计了如图所示
的实验：让一个小球沿斜面从高 h 处由静止滚下，小球将 “冲”上另一个斜面，小球从高 h 处到达最低点过程中， _重重力力势势__能转化为动能，实验过程中发现小球“冲”上另一 个斜面却达不到原来的高度，这是因为在运动过程中，小 球的机械能总量__变变小小__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
知识点二 动能和势能的转化 (1)动能和势能之间可以相互转转化 化。动能和重力势能之间的相
互转化一般发生在只受重重力 力作用下的运动过程中。
(2)机械能的转化实例分析
实例
能量转化分析
上升：动动 能转化成重重力力势势 能； 滚摆 下降：重重力力势势能转化为动动 能。
装置图
单摆
左→中间：重重力力势势能转化为动动 能； 中间→右：动动 能转化为重重力力势势能。
第 4 节 机械能及其转化
1、理解机械能的概念，理解各种机械能之间的相互转化，知道机 械能守恒的条件。
2、了解水能、风能以及人类对它们的开发利用。 3、能用机械能之间的相互转化解释日常生活中的一些现象。
1、机械能的定义。 2、机械能的转化、守恒条件。
知识点一 机械能的概念 动能、重力势能和弹性势能统称为机机1械23能械能。即机械能＝
下列说法正确的是
( A)
A.在 a 到 b 的过程中，铅球的动能减小
B.在 a 到 b 的过程中，铅球的重力势能减小
C.在 a 到 c 的过程中，铅球的重力势能一直增大
D.在 a 到 c 的过程中，铅球的动能转化为重力势能
知识点三 机械能守恒 机械能守恒：只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保

第十一章功和机械能第4节机械能及其转化一．填空题（共7小题）1．中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。

“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将（选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的能转化为探测器的机械能。

【解析】“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，高度增加、速度增加，重力势能和动能都变大，故机械能变大；运载火箭中的燃料燃烧释放内能，内能再转化为探测器的机械能。

故答案为：变大；内。

2．迄今为止，我国已发射40余颗北斗导航卫星。

若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，能转化为能。

【解析】卫星从远地点向近地点运行的过程中，其质量不变，相对高度降低，则势能减小；同时速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能。

故答案为：重力势；动。

3．滚摆在上升的过程中能转化为能；滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，这说明滚摆的机械能（守恒、不守恒）。

【解析】滚摆沿着悬线向上运动的过程中，质量不变，高度增大，速度减小，故重力势能增加，动能减小；说明动能转化为了重力势能；滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，说明存在阻力，故机械能减小，即机械能不守恒。

故答案为：动；重力势；不守恒。

4．会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋千荡得很高。

做法是：当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了能。

如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。

【解析】由题意可知，当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，可以获得更大的速度，将更多的重力势能转化为动能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，此时高度增加，重力势能增大，从而增加了机械（重力势）能。

第十一章功和机械能第4节机械能及其转化基础过关全练知识点1机械能及其转化1.2022年5月31日,我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。

返航时,飞机在减速下降过程中()A.动能增大,重力势能减小B.动能减小,机械能不变C.动能增大,重力势能增大D.动能减小,机械能减小2.【学科素养·科学思维】滚摆从如图的位置1静止释放,下降经过位置2,继续下降,再上升到达最高点3,在整个运动过程中的机械能情况是()A.滚摆动能最大的是位置3B.滚摆重力势能最大的是位置2C.滚摆动能为零的位置只有1D.滚摆下落后不能回到位置1是因为机械能不守恒3.【新独家原创】如图所示,当熟透的苹果落向地面时,苹果的重力势能,动能(选填“增大”“减小”或“不变”),若空气阻力不能忽略,则该过程中,苹果的能(选填“全部”或“部分”)转化为苹果的能。

4.(2022广东海珠一模)如图所示,有一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,小球压缩弹簧至A位置,然后由静止释放小球,小球向右运动,经过B点时速度为v1,继续运动到最远处的C点,已知AO>OC。

(1)小球经过O点时,有没有受到弹簧的弹力?答:。

(2)小球从A到C的运动过程中,小球的动能和弹簧的弹性势能之间是如何转化的?(3)到达C点后,小球向左运动,再次经过B点时的速度为v2。

则:①v1v2(选填“<”“=”或“>”);②小球前后两次经过B点时,弹簧弹力的方向(选填“相同”或“相反”)。

知识点2水能和风能的利用5.从19世纪末世界上建成第一座水电站以来,水力发电站就成了水能利用的主要形式。

如图是水力发电站的原理图,关于水力发电下列说法正确的一组是()①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中,水的机械能保持不变;②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动,水流的一部分动能转移为水轮机的动能;③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能;④要加大水力发电的功率,可以采用“增大落水差”的方法。

第4节机械能及其转化教学目标知识与技能1．知道机械能包括动能和势能；2．能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象；3．初步了解机械能守恒的含义.过程与方法1．通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程；2．动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理.情感、态度与价值观1．关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识；2．乐于参加观察、实验、制作等科学实践.教学重点:动能和势能的转化及机械能的守恒.教学难点:动能和势能的转化及机械能的守恒的理解.课时安排:1课时教学准备滚摆、铁锁、细绳、铁架台、钢球、细线.带弹簧的斜面、多媒体课件等.教学过程导入新课游戏导入教师利用事先准备好的演示器材，请两个同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理.如图，将小钢球或铁锁固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使小钢球与细线形成一个摆.让一个同学靠近铁架台，头稍低，另一同学把小球由该同学的鼻子处释放，小钢球（铁锁）摆动过程中能否碰到该同学的鼻子，提醒注意安全，并思考里面的科学道理.说明：教师不对学生的回答做评判，只告诉学生，要回答这个问题，需要学习本节课的内容.引出本节课的课题：机械能及其转化.新课教学一、机械能及其转化1．机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.一个物体可以既有动能，又有势能.多媒体展示：从高处下落的苹果，速度越来越快，用频闪摄像机摄下它下落的过程，如图所示.提出问题：被举高的苹果具不具有能量？为什么？学生活动：学生回答提问后，再引导学生分析苹果下落的过程.首先提出，当苹果下落到某一点时，苹果具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，苹果的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）在苹果下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化.2．动能与重力势能的相互转化实验l：用细线把小球系好，吊在天花板上，做成如图所示的单摆.将单摆拉至A点处，松手，让单摆自由摆动.发现单摆从A点运动到B点的过程中，速度越来越大，从B点运动到C点的过程中，速度越来越小.实验2：把一个滚摆悬挂起来，如图所示，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点，松手.发现滚摆下落的过程中，速度越来越快，滚摆上升的过程中速度越来越慢.问题研讨问题1单摆从A点运动到B点、C点的过程中，动能和重力势能是如何变化的？又是如何转化的呢？答：________________________________________________________.问题2 滚摆在下落、上升的过程中，动能和重力势能是如何变化的？又是如何转化的呢？答：_________________________________________________________________. 学生活动：交流讨论，思考回答.(1)单摆从A点运动到B点的过程中，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能；单摆从B点运动到C点的过程中，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能.(2)滚摆在下落的过程中，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能；滚摆上升的过程中，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能.知识归纳：在一定的条件下，物体所具有的动能和重力势能可以相互转化.友情提示：在动能和势能的相互转化过程中，一种形式的能减少，一种形式的能增加，减少的那种形式的能转化为增加的那种形式的能.例题:骑自行车下坡，不踩脚踏板，车速也越来越快，这是因为( ).A．自行车的惯性越来越大B．自行车的重力越来越大C．自行车的重力势能转化为动能D．自行车的动能转化为重力势能解析：自行车下坡时，惯性和重力都不变.因为惯性与物体的质量有关，是物体固有的属性；重力与物体的质量成正比，在某一位置，物体质量不变，重力不变；可见选项A、B是错误的.此过程中，自行车的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，所以速度越来越大；可见选项C正确，选项D错误.答案：C解题方法：能量总是由变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能.我们只要运用动能和势能的影响因素判断出物体动能和势能的大小变化，就可以知道是哪种形式的能转化成哪种形式的能.3．动能与弹性势能的相互转化实验3：如图所示，在水平槽里竖立一个弹簧片，让木球从斜槽滚入水平槽，撞击弹簧片.观察到木球接触、碰撞弹簧片的过程中，木球的速度越来越慢，弹簧片弯曲程度越来越大；木球被弹簧片弹回的过程中，木球的速度越来越快，弹簧片弯曲程度越来越小，问题研讨问题1 在木球与弹簧片接触、碰撞和被反弹的过程中，动能和重力势能是如何变化的？又是如何转化的呢？答：_________________________________________________________________. 问题2 由上面的实验，你能得出什么结论？答：________________________________________________________________, 学生活动：交流讨论，思考回答.(1)在木球与弹簧片接触、碰撞的过程中，木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增大，木球的动能转化为弹簧片的弹性势能.被反弹的过程中，弹簧片的弹性势能减小，木球的动能增大，弹簧片的弹性势能转化为木球的动能.(2)动能和弹性势能能够相互转化.实验4：用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化.学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解.问题：这个实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个实验说明了什么？小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用.重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球做功.实验表明，小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化.知识归纳：在一定的条件下，物体所具有的动能和弹性势能可以相互转化.友情提示：动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能也可以相互转化；不同形式的机械能都可以相互转化.例题:下列事例中，应用了弹性势能转化为动能的是( ).A.打桩机的重锤将桩打入泥土中B．发条带动手表的指针转动C．电风扇通电后，扇叶转动D．火箭点火后加速升空解析：选项A中，重力势能转化为动能；选项C中，电能转化为动能；选项D中，燃料燃烧所释放的化学能转化为火箭的动能和势能；选项B中，发条的弹性势能转化为动能. 答案：B特别提示：弹性势能转化为动能的过程，就是利用弹性势能的过程.此过程中，弹性势能减小，动能增大.判断弹性势能和动能的大小变化是解题的关键.教师总结：在机械能的相互转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会发生变化，但机械能的总和保持不变，或者说，机械能是守恒的.拓展延伸：在一定的条件下，其他各种形式的能量之间也能够相互转化.实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小.例题;如图所示，碗内一小球从顶端A点开始下落，在碗内来回滚动，最后静止在碗的底部B点处，则下列说法正确的是( )．A.小球从A向B滑动的过程中，动能转化为重力势能B．小球从B向A滑动的过程中，动能转化为重力势能C．小球在整个过程中，机械能总和保持不变D．小球在整个过程中，在A点处机械能总和最大解析：由动能和重力势能的影响因素可知：小球从A向B滑动的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，可见选项A是错误的，选项B是正确的.小球在碗内来回滚动的过程中，不断克服摩擦力，消耗了自身的机械能，机械能总和不断减小，可见选项C是错误的，选项D是正确的. 答案：BD特别提示：一般地，物体由高处向低处运动，重力势能转化为动能，由低处向高处运动，动能转化为重力势能.在机械能的相互转化过程中，只要有克服摩擦力做功．机械能总和就会减小.二、水能和风能的利用在地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔流；有时微风拂面，有时狂风劲吹.水和风都蕴含着大量的机械能.在19世纪，人类就会用水轮机带动发电机发电.我国较大的河流有一千五百多条，水能蕴藏量达6.8×108kW，其中可以开发利用的有3.8×108kW，居世界第一位.建国以来，我国在龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡等地修建了大型水电站，总发电能力达3.56×106kW.已开始并网发电的三峡水电站，总装机容量1.82×107kW，年发电量8.47×1010kW．h以上.我国早在两千多年前就开始利用风来驱动帆船，至少在一千七百多年前已开始利用风来推动风车.风能利用起来比较简单，而且不会污染环境，但是风能不稳定，也不便于储存.我国在沿海岛屿和草原地区有较丰富的风能，在这些地方可利用风力发动机做一些允许间断的工作.教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式.我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子.学生活动：思考并回答问题，列举实例.教师活动：演示实验1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中.学生思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况.演示实验2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动.学生思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小木块运动过程中能量的转化情况.学生活动：观察实验并积极思考讨论后，选出代表发表见解.教师活动：听取学生汇报，总结点评，回答学生可能提出的问题.通过学生举例和演示实验，说明各种形式的能量可以相互转化，增强学生的感性认识，并激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲.以上实验表明，各种形式的能量可以相互转化，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体的能量增加，能量的总和并没有变化.这就是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条规律的一种特殊情况.学生活动：列举生活中不同能量之间相互转化的例子.课件展示各种图片，让学生认真观察，并说明各种装置能量的转化情况.通过图片展示，让学生更加形象地感受能量的转化或转移过程，为能量守恒定律的提出作准备.学生通过认真观察图片并回顾相关知识，归纳总结：图1：太阳能电站：太阳能转化为电能图2：内燃机车：内能转化为机械能图3：水电站：机械能转化为电能图4：水果电池：化学能转化为电能从上面的例子我们可以看出，能量之间是可以相互转化或转移的.课堂达标1．下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是( ).A.跳伞运动员在空中匀速下落的过程B．热气球上升的过程C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程D．铅球自由下落的过程解析：跳伞运动员匀速下落，动能不变，重力势能减小，热气球上升重力势能增大，是因为气球受到向上的浮力对其做功；汽车在水平公路上匀速行驶，速度、高度都不变，其动能和重力势能都不变；铅球自由下落，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，因此选D．答案：D2．李白赋诗“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了瀑布的壮观，瀑布飞流而下时，水的( ).A.动能增加，重力势力增加B．动能减小.重力势能增加C．动能减小，重力势能减小D．动能增加，重力势能减小解析：瀑布飞流而下时，水的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，所以D正确. 答案：D3．如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图.关于“引体向上”，下列说法中正确的是( ).A.身体悬挂不动时，势能为零B．身体上升时，重力做功，势能减少．C．身体下降时，重力做功，势能增加D．身体上升时，克服重力做功，势能增加解析：重力势能的大小决定于物体的质量和高度，身体悬挂不动时，人仍然有一定高度，所以重力势能不为零，故A选项错误；身体上升时，克服重力做功，高度增加，重力势能增加，故B选项错误，D选项正确；身体下降时，重力做功，高度减小，重力势能减小，故C选项错误. 答案：D4．跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( ).A.助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零C．经过最高点时动能最大D．经过最高点时重力势能最大解析：助跑阶段速度越来越大，动能越来越大，重力势能不变，机械能变大，故A选项错误；起跳时运动员具有较大的动能，因此机械能不为零，故B选项错误；经过最高点时，动能转化为重力势能，因此重力势能变大，动能变小，故C选项错误；经过最高点时，运动员位置最高，重力势能最大，故D选项正确. 5．小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面.不计空气阻力.关于排球离开手后的运动过程，下列说法中不正确的是( ).A.排球在上升过程中，小阳对排球做功B．排球在下落过程中，排球的重力势能变小C．排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下D．排球在下降过程中，排球所受的重力做功越来越快解析：排球在上升的过程中，小阳对排球已经没有力的作用，故不可能做功，A选项错误；排球下落的过程中，高度降低，故重力势能变小，B选项正确；排球在上升的过程中，排球受到的力只有重力，故方向是竖直向下，C选项正确；排球在下落的过程中，速度越来越大，即单位时间通过的距离变大，做功越来越快，D选项正确. 答案：A6．撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越杆下落.到达最高点的过程中是动能和转化为；下落过程中能逐渐增加.解析：运动员持竿助跑具有动能，撑竿起跳时，部分动能转化为弹性势能，上升过程中动能和弹性势能转化为重力势能；下落时，重力势能转化为动能，动能越来越大. 答案：弹性势能重力势能动课堂小结请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获？1_机械能的概念；2．机械能的转化：动能与势能的相互转化.板书设计第4节机械能及其转化一、机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.二、机械能的转化1．动能与重力势能的相互转化2．动能与弹性势能的相互转化在机械能的相互转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会发生变化，但机械能的总和保持不变，或者说，机械能是守恒的.三、水能和风能的利用作业：1.（2013广州）如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（）答案 CA．在b、d 两点动能相等B．在a、d 两点动能相等C．从b 到c 的过程机械能减少D．从c 到d 的过程重力势能减少2．（2013•日照）如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中（）答案 BA．重力势能增加、动能减小B．重力势能减小、动能增加C．重力势能增加、动能增加D．重力势能不变、动能不变3.（2013雅安）如图所示, 铅球从出手到将要落地的过程中, 下列说法正确的是( 不计空气阻力)（）答案DA. 铅球由a →b 时, 动能逐渐增大B. 铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能C. 铅球由b →c 时, 机械能逐渐减小D. 铅球在c 点时动能最大4.（湖州市2013 年）顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。

பைடு நூலகம்（2）机械能守恒定律
如果只有和相互转化而没有机械能转化为其他形式的能，物体机械能的总量保持不变，机械能是守恒的。
阅读课本P72页的想想做做的实验,回答下列问题:
1、铁锁的动能和势能是怎样转化的?
2、铁锁回不到原来的位置,为什么?
3、在此实验中,机械能的总量守恒吗?如果不守恒,它有什么变化?
针对训练二：
第十一章功和机械能第四节机械能及其转化
课题
第十一章功和机械能第四节机械能及其转化
学情预设
环节
学生学习内容及要求
学
习
目
标
解读目标
控制变量法联系生活实际进行学习
学法指导
定
向
自
学
1、直升飞机在空中匀速上升过程中,它的( )
A重力势能增大,动能减小B重力势能和动能增大
C动能不变,重力势能增大D动能和重力势能减小
A、被举高的铁球B、折弯的铁丝
C、压瘪的泥团D、下端挂有钩码的弹簧
3、弹性势能的大小跟物体的_________和___________有关.
4、飞行的子弹能击穿靶子是靶子是 因为它具有能。放在阳台的花瓶有砸伤人的危险是因为它具有能。推开的弹簧门放手能自动关上，是因为它具有能。
知识准备
知识点一、机械能及其转化
甲图中:是________能和_______能相互转化.
乙图中:小球从A点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到C点时,_____能转化为______能;从C点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到A点时,_______能转化为________能。
2、将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时小球的速度大，此时的动能___________。在上升过程中乒乓球的速度_________，动能__________，但高度在增加，因而重力势能在__________。当达到最高点 时，乒乓球的速度为_________，动能也为_________，重力势能达到最大，在上升过程中乒乓球的________能转化为_________。从最高处下降时，速度越来越__________，动能也越来越__________，由于高度不断减小，所以重力势能也不断____________。在下降过程中乒乓球的_________能转化为__________能。