初中物理八年级-第十一章-功和机械能-第4节-机械能及其转化.pptx

第十一章功和机械能第4节机械能及其转化

初中物理

1.理解机械能及其转化，知道机械能。

2.认识动能和势能可以相互转化。

3.了解水能和风能的利用，了解不同形式的能量可以互相转化。

动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

机械能的单位是焦耳(J)。

机械能及其转化

发生形变的网球拍

马路上行驶的汽车

高空中的飞机

1.机械能

例如，飞行中的飞机因为它在

运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。

一个物体可以只有动能，可以只有势能，也可以既有动能，又有势能。

都称物体具有机械能。

苹果从高处下落，苹果的重力势能

减小，动能增大。

苹果的重力势能转化成了它的动能。

2.动能和势能相互转化

弯弓射箭时，弓的弹性势能减小，

箭的动能增大。

弓的弹性势能转化成箭的动能。

蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要

接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变。

运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。

可见，动能和势能可以相互转化。

滚摆的运动

实验：从最高处释放滚摆，观察滚摆的运动速度和高度的变化情

况。讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。

现象：滚摆在下降过程中，高度减小，速度增大，重力势能

转化为动能；

滚摆在上升过程中，高度增大，速度减小，动能又转化为重

力势能。

结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，滚摆每次

上升的高度都相同。

单摆的运动

实验：将单摆的小球拉至A点释放，分阶段观察小球的运动速度和

高度的变化情况。分析单摆在摆动过程中动能和势能的相互转化。

现象：小球在下落阶段(A→B,C→B),高

度减小，速度增大，重力势能转化为动能；到最低点B时动能最大。

小球在上升阶段(B→C,B→A),高度增大，

速度减小，动能转化为重力势能。

结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，

单摆小球每次上升的高度都相同。

3.机械能守恒

大量研究结果表明，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，或者说，机械能是守恒的。

机械能守恒的条件：除重力和弹力对物体做功外没有其他力

对物体做功。一般来说，若有“不计能量损失”“不计空气阻力及摩擦”等条件时，机械能守恒。

将铁锁拉到一定高度静止释放，铁锁

具有的重力势能一定，在与动能相互转化的过程中机械能守恒，上升的高

度不会超过原来的高度，所以不会打

到鼻子。

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?

离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远

地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。

●卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时势能减小、动能增大，速度也就增大。

●当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小，速度也就减小。

人造地球卫星的机械能转化

远地点

近地点

典例1踢毽子集健身、娱乐、表演于一体，是一项深受大

众喜爱的运动项目，若不计空气阻力，下列说法错误的是(A)

A.毽子向上运动时，速度减小，动能增大

B.毽子向上运动时，机械能不变

C.毽子下落时，动能增大，重力势能减小

D.毽子下落过程中，重力势能转化为动能

解析：毽子向上运动时，质量不变，速度减小，则它的动能减小，高度增大，则重力势能增大。若不计空气阻力，毽子的动能转化为重力势能，毽子的机械能不变，A错误，B正确；毽子下落过程中，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，C、D正确。

·知识点二水能和风能的利用

1.水能和风能

地球上，海水朝夕涨落，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是具有大量机械能的天然资源。

2.水能和风能的利用

我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。让水流冲击水轮转动，用来

汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行。

《天工开物》水轮筒车

古代帆船

水力发电：人们修筑拦河坝来提

高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。

82.00M

发电机组

坝体

上游

水流方向

坝体

185.0M

风力发电：风能也可以用来发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。

单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”,联在一起供电。

概念：动能、重力势能和弹性势能统称机械能

动能和势能可