人教版（2024）八年级下册（2024）机械能及其转化备课课件ppt

这是一份人教版（2024）八年级下册（2024）机械能及其转化备课课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了撑杆跳高，知识点2机械能守恒，水能和风能都是机械能，重力势能，摆的高度越来越低，重力势，弹性势，课堂小结，风能发电，机械能及其转化等内容，欢迎下载使用。
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。(物理观念)2.能通过实验或实例,认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。(科学探究、科学思维)3.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。通过水能和风能的利用知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。提高运用机械能转化和守恒观念分析力学问题的意识。(物理观念、科学思维)
【知识巩固：动能和势能】
动能：物体由于______而具有的能。
重力势能：物体由于受到_______并处在一定　　　　　　______时所具有的能。
弹性势能：物体由于发生___________而具有　　　　　的能。
观看视频并回答问题（1）为什么铁球没有碰到教授的鼻子呢？（2）铁球在运动过程中的能量是如何变化的？
本节课，我们一起来研究铁球为什么没有碰到教授鼻子的原因。
知识点1：机械能及其转化
现象分析 松手后，铁球离开教授的下巴，且速度的大小不断变化到达右侧最高点后，铁球又运动回来，接近教授后，又会离远离而去，循环往复。 在这个过程中，铁球的运动快慢在发生变化，说明动能在发生变化。同时，铁球的高度也在发生变化，说明铁球的重力势能也在发生变化。 但铁球并不会碰到教授，这是什么原因呢?
（1）概念：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称机械能。机械能是和物体的机械运动紧密联系的能量。（2）单位：焦耳，简称焦，符号（J）（3）机械能的理解 一个物体既可以只有动能，也可以只有势能，还可以同时有动能和势能，都称物体具有机械能。
铁球在运动过程中，具有动能和势能，我们把这两种能统称机械能。
2. 动能和势能的转化
（1）实验：动能是势能的转化
滚摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。上升过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
捻动滚摆的轴,使滚摆上升至一定高度后松开,滚摆开始旋转下降,转速越来越大,到最低点后，开始缠绕悬线上升,转速逐渐变小,再次上升到原来的高度,之后再次下降,不断重复
滚摆上升和下降过程中的动能和重力势能的相互转化
答：受到空气的阻力作用
思考：滚摆为什么不能回到原来的高度？
单摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。上升过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
将小球拉至A点静止释放,小球加速摆至C点,由于惯性再减速摆至B点,到B点速度为零,之后再经过 C 点回到A点，不断往复
单摆上升和下降过程中的动能和重力势能的相互转化
思考：单摆为什么不能回到原来的高度？
①分析篮球下落、上升过程中动能和势能的转化
②蹦床运动员在蹦床过程动能和势能的转化
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
动能和势能可以相互转化
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。 动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。
动能和势能的相互转化的条件：
3. 动能和势能相互转化的实例
大量的实验表明，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。
回顾前面教授所做的铁球实验，在运动过程中铁球的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变(忽略空气阻力)。所以，铁锁在摆回时，不会打到鼻子。
2. 机械能守恒条件的理解 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。【即忽略摩擦力造成的能量损失，所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】
【特别提示】在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力” 、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。
3. 一些机械能不守恒的事例
4. 人造地球卫星的机械能转化
许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。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。
知识点3：风能和水能的利用
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。
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。
流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水具有的机械能成为水能。
立轴式大风车，是中国古代一项杰出的发明，主要应用于我国沿海地区及长江流域，用来带动龙骨水车等提取海水制盐或提水灌溉水田。
我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。
风是流动的空气，风具有的机械能叫风能。
3. 水能和风能的利用
【典例1】捻动滚摆的轴使它升高后释放，观察到滚摆沿着悬线向下运动，到最低点后又上升，往返运动。在下降过程中，滚摆的速度变快，动能 ；（选填“变大”，“变小”，“不变”）滚摆的 转化为动能；滚摆往返运动过程中，观察到 说明机械能在减少。
【典例2】如图所示，小红用绳子把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手，头保持不动，铁锁沿虚线轨迹来回摆动。下列说法不正确的是（　　）A．此过程中绳子作用在铁锁上的拉力对铁锁做功B．铁锁第一次摆动到最低点时动能最大C．铁锁在向下摆动的过程中，重力势能转化为动能D．铁锁在摆动过程中，一定碰不到小红的头
【典例3】如图所示是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法不正确的是（　　）A．他的重力势能一直在减小B．绳的弹性势能一直在减小C．他的动能在前一段时间增加，后一段时间减小D．在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最大
【典例4】如图所示，杂技演员进行蹦床表演，演员从高处下落时， 能转化为 能；撞击蹦床时， 能转化为 能；蹦床恢复原状时， 能转化为 能；演员上升时， 能转化为 能。
【典例5】徐梦桃获得了2022年北京冬奥会金牌。如图所示，她在雪道上加速下滑的过程中，动能变 （填“大”或“小”）；由于受到摩擦力，她的机械能变 （填“大”或“小”）。
【典例6】如图所示，人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运动，卫星在近地点时动能 （选填“最大”或“最小”），卫星从近地点向远地点运动的过程中， 能转化为 能。
① 、 能和 能统称为机械能.
③机械能守恒： 如果只有 能和 能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的 不变.
②动能和势能之间可以相互 .
1．跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　　）A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小C．运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小D．运动员从最高点下落的过程中，动能减小
2．弹簧置于竖直光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动。第--次小球到达的最高点为a。第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计。则先后两次（　　）A．向下按压弹簧释放小球后小球的机械能守恒B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等
3．如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ）A．小球能沿轨道向上运动到E点处B．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小C．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能D．小球从A 点加速下滑到 C 点时，重力没有对小球做功
4．如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　）A．重力势能不同，动能相同B．重力势能不同，动能不同C．重力势能相同，动能相同D．重力势能相同，动能不同
5．如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点 B 和最低点 C，然后摆动到与B 点等高的 D 点后返回。小方从A 摆到 D 的过程中，下列说法正确的是（    ）A．小方在 B 点和 D 点时的机械能相等B．运动到C点时，小方受力平衡C．从A点摆到 C点，重力势能全部转化为动能D．摆动过程中，绳子拉力没有对小方做功
6．如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动），根据图像，下列说法正确的是（　　）A．0~t0过程中速度一直变大B．运动员重力大小为0.6F0C．t0时刻运动员处于平衡状态D．运动员在t0时刻的下落的高度比t1时刻下落的高度小
7．如图所示，人造卫星在太空中绕地球沿椭圆轨道运行，近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是（　　）A．在近地点时，卫星的重力势能最大B．在远地点时，卫星的动能最大C．卫星从远地点向近地点运动，机械能减少D．卫星从近地点向远地点运动，动能转化为重力势能