新人教版八年级物理下册课件：11-4 机械能及其转化

近地点：动能最大，势 能最小
远地点：动能最小，势 能最大
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。
风力发电
练一练
例1 上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑
动时( A )。
A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能增大，动能减小 C．弹性势能不变，动能减小 D．弹性势能减小，动能不变
机械能及其转化
一、机械能
1．动能、势能统称为机械能。
动能
机械能
重力势能
势能 弹性势能
2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两 种能量之和。
单摆实验：
滚摆实验： 滚摆下落时，
位置如何变化？ 速度如何变化？
滚摆上升时， 位置如何变化？ 速度如何变化？
单摆实验：
A BC 滚摆实验：
A---B 重力势能转化为动能 B---C 动能转化为重力势能 C---B 重力势能转化为动能 B---A 动能转化为重力势能
例2 在下列过程中，物体的动能转化为重力势
能的有( D )。
A．从水坝上流下来的水 B．汽车沿斜坡匀速向上行驶 C．乒乓球触地后向上弹起时 D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
例3、 “神舟五号”载人飞船成功返航，实现了 中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过
程中，航天英雄杨利伟的( D )。
滚摆旋转着上升，越转 越 慢 ，此过程动 能 转化为重力势 能。
两个实验说明：动能和重力势能可以相互转化。
弹性势能与动能转化
二、机械能的转化及守恒
1．动能和势能能够相互转化
二、机械能的转化及守恒
2．机械能守恒 当只有动能和势能互相转化时，机械能总

2、卫星在近地点的动能最__大__，势能最_小__； 在远地点的动能最__小__，势能最__大__
探究一：声音的产生
自评 提升
机械能
动能
只有它们相互转化时, 机械能守恒 势能
受阻力,机械能不守恒
其他形式的能量 水能和风能
探究 释疑
能量去哪儿了?
观察滚摆实验回答下列问题：
1.滚摆由下向上运动时，能达到原来的高度 吗？ 不能
2.滚摆的机械能变大了还是变小了？ 变小
3.滚摆的机械能去哪啦？
滚摆上下运动的过程中要克服摩擦做功，将 部分的机械能转化为其他形式的能。
4.如果滚摆上下运动时没有摩擦，机械能还 会变小吗？ 不会
二：机械能守恒定律
人教版初中物理八年级下册 第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
情境引入
过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？
教 学 目 标
1 知道机械能，利用实验分析认识 物体动能和势能可以相互转化,解 释一些有关动能和势能之间相互转 化的简单现象。
2 初步了解机械能守恒定律。
3 了解水能和风能。
滚摆上升过程中,转速变＿小＿,动能＿变＿小 ,重力势能 ＿增＿大， ＿动＿能转化为 重力＿势 能。
实验探究一：动能和重力势能的相互转化
2．单摆实验
将摆锤拉到某一高度后 放手，摆锤向下摆动过程中, 重力势能、动能的大小怎样变化？能量是如何转化的？ 当摆锤从中点向上运动的动过程中,动能、重力势能 的大小怎样变？能量又是如何转化的呢？
如果只有动能和势能相互转化 时，机械能的总和不变，或者说， 机械能是守恒的。
探究 释疑
应用
三：水能和风能
水能是水因为运动或者位置高而 具有的机械能。

A.C飞机飞上了高空后，玻璃窗受D气压影响，不再坚固
B.鸟在地面飞行时重力势能小，在高空飞行时重力势能大 C.鸟在地面飞行时动能很小，在高空飞行时动能很大 D.鸟相对于高速飞行的飞机来说，速度很大，因此相对于 飞机的动能也很大
如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动 过程中，不计空气阻力，不正确的是（ ） A．从最高点运动到最低点的过程，一部分重力 势能转化为动能 B．从最低点运动到最高点的过程，一部分动能 转化为重力势能 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
A．排球从开始下落到静止的过程中 ，小球的机械能先变大后变小
B．排球在A点时的重力势能等于在B 点时的重力势能
C．排球在A点时的动能等于在B点时 的动能
D．排球在上升过程中，它的动能减 少，重力势能增加
解析：
【分析】 动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大． 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力 势能越大。 机械能是动能和势能的总和，但在转化过程中，机械能会有一部分转化为内 能而消耗掉。 【解】 A、排球从开始下落到静止的过程中，排球克服摩擦做功，机械能转化为内 能，其机械能一直变小，故A错； B、排球在A点、B点，在同一高度，质量不变，在两点的重力势能相同，故B 正确； C、排球在A、B两点的重力势能相同，但在A点的机械能大于在B点时的机械 能，所以在A点的动能大于在B点时的动能，故C错； D、排球在上升过程中，质量不变、速度减小，它的动能减少；质量不变、 高度增加，重力势能增加，故D正确． 【答案】BD
有甲、乙两个运动物体，甲的机械能为9J， 乙的机械能为17J．已知甲的动能是乙的2倍， 乙的势能是甲的3倍．求甲、乙物体的动能和 势能分别是多少？

滚摆
3
第十一章 第3节
机械能及其 转化
一、机械能
机械能之间可以相互转化，那么，在转化过程前后能量的变
化是有规律的吗？
4
第十一章 第3节
机械能及其 转化
一、机械能
5
第十一章 第3节
机械能及其 转化
一、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、势能的大
小会变化，但机械能的总和不变，即机械能是守恒的。
17
13
知识归纳 第十一章 第3节 机械能及其
转化
1 机械能
2 机械能的转化
3 机械能守恒
4 水能和风能
14
第十一章 第3节
机械能及其 转化
Hale Waihona Puke 课堂检测1、滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（D）
A．重力势能增加，动能增加
B．重力势能减少，动能减少
C．重力势能增加，动能减少
D．重力势能减少，动能增加
机械能及其转化
1
第十一章 第3节
机械能及其 转化
一、机械能
机械能
动能
重力势能
弹性势能
动能、重力势能和弹性势能统称为机___械__能__。
2
第十一章 第3节
机械能及其 转化
想一想
下列过程中能量怎样变化？
单摆
A→B 重力势能逐渐转化为动能 到最低点B时动能最大 B→C 动能逐渐转化为重力势能
滚摆下降时 重力势能转化为动能 滚摆上升时 动能转化为重力势能
机械能守恒 人造地球卫星在大气外绕地球运动的过程中，机械能守恒。
距离地球最近 重力势能最小 动能最大 距离地球最远 重力势能最大 动能最小
8

第四节 机械能及其转化
复习思考填空：
1、飞行的子弹能击穿靶子是靶子是因为它具有 动 能。放在阳台的花瓶有砸伤人的危险是因为它具 有 重力势能。推开的弹簧门放手能自动关上，是 因为它具有弹性势能。
2、甲的质量等于乙的质量，甲的速度等于乙的速度， 甲的位置比乙的位置高，
则甲的动能 等于 乙的动能， 甲的重力势能 大于 乙的重力势能。
分析实验中观察到的现象，并思考动能 和势能的变化。
开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮
只有
。摆轮下降时其高度降低，
减少；
摆轮旋转着下降；而且越转越快， 越来越大。
摆轮到最低点时， 最大；
能最小。在摆轮
下降的过程中， 能逐渐转化为 能。
分析摆轮上升过程中，摆轮的能量怎样转化？
2、分析教材15.5—2所示几个运动中物体动能、势 能的转化。
8、如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一 项主要任务，图3是某轻轨车站的设计方案示意图， 该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度。 请说明这种设计可以节能的理由。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
奏响时，国旗被匀速升起。在这一过程中，国旗的 机械能 增加 。
2、装满水的洒水车，在环岛路的一段平直公
路上匀速前进。在它向公路两旁的花木喷水 的过程中，洒水车的总动能将逐渐 减小 ，
机械能将逐渐 减小 (选填“增加”、“减 少”或“不变”)。
3、“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗
句表达了诗人苏轼企望为国御敌立功的壮志。

E EK EP
D 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．如图11－4－1所示，滚摆在运动的过程中，对机械能的
变化描述正确的是( B )
A．重力势能→动能
B．重力势能→动能→弹性势能
C．重力势能→动能→弹性势能→ 动能→重力势能
图11－4－8
D．小球机械能不断减小
3、如图11－4－7所示，钢珠沿竖直平面内的光滑轨道abcd
A 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
（重力势能—动能—弹性势能——动能—重力势能）
▪物体的动能与势能可以相互转化。
重力势能 势 动 能
弹性势能 能
能量转化的判断 (1)在判断物体具有什么形式的机械能及 不同形式的机械能如何转化时,关键要分析 物体的速度、高度及形变程度如何变化。 (2)动能、势能的转化
1.动能和势能能够相互转化。 2.机械能守恒
名言欣赏：
假如给我一个支点，我可 以撬动地球。
——阿基米德
一 动能：
1.物体由于运动而具有的能量叫动能。 2.一切运动的物体都具有动能。 3. 运动物体质量越大，速度越大，动能就越大。
二 势能：
1.物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
2. 物体质量较大，位置越高，具有的重力势能就越大。 3. 物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
图11－4－7
D．从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能

2.卫星在近地点的动能最
，
势能最
；在远地点的动能
最
，势能最
。
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。
风力发电
讨论
讨论 试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，
流的都是煤和油”中的道理。
练一练
例1 上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑
1．动能和势能能够相互转化。
2．机械能守恒 当只有动能和势能互相转化时，机械能总
量不变。
机械能 = 动能 + 势能
保持不变
势能 + 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？
人造地球卫星
思考：
1.当卫星从远地点向近地点运动时， 它的势能，动能，速度如何变化？当 卫星从近地点向远地点运动时，它的 势能，动能，速度又如何变化？
动时( A )。
A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能增大，动能减小 C．弹性势能不变，动能减小 D．弹性势能减小，动能不变
例2 在下列过程中，物体的动能转化为重力势
能的有( D )。
A．从水坝上流下来的水 B．汽车沿斜坡匀速向上行驶 C．乒乓球触地后向上弹起时 D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
例3、 “神舟五号”载人飞船成功返航，实现了 中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过
程中，航天英雄杨利伟的( D )。
A．动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少 C．动能减少，重力势
能不变，机械能减少
D．动能减少，重力势 能减少，机械能减少
课堂小结
一、动能、重力势能及弹性势能统称 为机械能。

滚摆
单摆
滚摆、单摆中，每一次的最高点都越来越低， 最终停下不动。为什么？
机械能损耗： 存在摩擦力、空气阻力时，机械能转化为内能
h2卫星在哪处ຫໍສະໝຸດ 速度最快？h1机械能守恒：当没有摩擦力、空气阻力， 只有动能与势能相互转化时，则机械能总和不变 机械能 = 动能 + 重力势能
滚摆
单摆
如果没有空气阻力和摩擦力，机械能守恒的话， 这两个摆将会怎么样？
撑杆跳高
蹦床
蹦极跳
以上例子都发生了动能、重力势能、弹性势能 这3种机械能之间的转化。
乒乓球落地反弹的能量转化
机械能总和变化的判断方法二
机械能损耗与机械能守恒
机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能 动能、重力势能、弹性势能这3种机械能相互转化时，
有的能量变大，有的能量变小， 那么机械能的总和怎么变化？
小结
机械能总和变化的判断方法：
1.机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能 2.机械能是否守恒
11.2机械能及其转化
机械能总和变化的判断方法一
机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能 质量 速度 重力 高度
战斗机加速升空时，机械能怎么变？ 机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能
3种机械能之间的转化
3种机械能之间的转化
储存着的势能可以转化为动能，显示出威力
过山车向上运动时，速度变慢。 __动____能也能转化为_重__力__势___能

观察：
h
2h h
1．重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具 有的能。
（2）大小：Ep=mgh
（3）应用：
在高空飞行的两只鸟甲和乙，若 甲的重力势能大于乙的，则可能的情 况是：——————————————，———— ——————————， ———————————— ——。
2．弹性势能：
（1）定义：物体由于发生弹性形 变而具有的能。
的速度比从小强脚下飞出的速度大。关于
小明和小强踢足球的过程中，他们对足球
做功多少的比较，下列选项中正确的是
A．小明做功多
B．
小强做功多
C．他们都没对足球做功
D．
条件不足，无法比较
功是能的转化的量度。
7．关于超载超速危害交通安全的研究 下面两小题是关于超载和超速问题的研究： （1）为什么要严禁超载？某课题组利用斜面、小球和木块进行 研究。让质量不同的小球分别从同一高度、由静止开始滑下（如 图甲所示）。小球经过A点时速度相等。请根据实验现象，用学 过的科学知识，解释超载存在的安全隐患。 （2）为了解释严禁超速的原因。他们利用小球和斜面进行研究 。让同一小球从A、B两点静止开始滑下（如图乙所示）。请根据 实验现象，用学过的科学知识，解释超速存在的安全隐患。
的影响），以下说法正确的是
A．阳阳的重力势能逐渐减小
B．
蹦床的弹性势能逐渐增大
C．阳阳的动能逐渐减小
D．
阳阳受到的合力先减小后增大
根据特殊位置和合力特点将这一过程细分 成几个阶段，分别讨论后再合成！
6．在一场足球比赛的点球大战中，射手小
明和小强将放在罚球点上的同一个足球先
后分别射入球门中，足球从小明脚下飞出
2．在水平街道上匀速行驶的洒水车，

11.4 机械能及其转化
蹦极
思考 在蹦极的过程中，人具有哪些能量， 这些能量是如何变化的？
问题 分析下列物体具有哪种能量？ 飞行中的战斗机具 下落的雨滴具有 有动能和重力势能。 动能和重力势能。
问题 雨滴在下落的过程中，动能和 重力势能都保持不变吗？
机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
例题 下列四个实例中，机械能在不断增大 的是（ B ）。
 A. 水平匀速飞行的飞艇 B. 加速起飞的飞机 C. 减速降落的热气球 D. 在发射台等待发射的火箭
例题 关于如图四个情景的机械能，说法正确的 是（B ）。
A. 图甲正在作业的洒水车在水平马路上匀速直线行驶， 机械能保持不变 B. 图乙单摆最终会停下来，说明摆球的机械能在逐渐减 少 C. 图丙空中加油过程中，大型加油机在水平方向上做匀 速直线运动，机械能增大
例题 下列情况中机械能不产生变化的是（B ）。
 A. 汽车刹车后在水平地面上向前滑行 B. 抛向空中正在上升的石块（不计空 气阻力） C. 小孩从滑梯上匀速滑下 D. 用滑轮组把物体匀速提高
例题 以下运动过程中，机械能守恒的是 C （ ）。
 A. 雨滴落地前在空中匀速下落的过程 B. 飞船搭乘火箭加速升空的过程 C. 物体沿光滑地面滑行的过程 D. 汽车刹车后在水平路面上滑行的过程
提示 滚摆的高度变化容易视察，而滚摆的速 度变化不宜比较。
方法 在滚摆的侧面涂上两种颜 色相间的图案。
视察 视察滚摆运动过程中动能和重力势能的变化。 分析 滚摆在运动过程中动能和重力势能是如
何变化的？
问题 你能举诞生活中，动能和重力势能相互转 化的情景吗？
动能与重力势能的转化