初中物理鲁教版（五四学制）（2024）八年级下册（2024）机械能及其转化授课课件ppt

这是一份初中物理鲁教版（五四学制）（2024）八年级下册（2024）机械能及其转化授课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了马路上行驶的汽车，高空中的飞机，发生形变的网球拍，动能与势能的转化，典例1，重力势能，典例2，机械能守恒，典例3，典例4等内容，欢迎下载使用。
1.知道机械能，理解机械能及其转化。2.理解机械能守恒，会用能量观念分析问题。3.了解水能和风能的利用。
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能的单位是焦耳（J）。
一个物体可能只具有动能，可能只具有势能，也可能既有动能，又有势能。都称物体具有机械能。
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。
实验：把一个滚摆悬挂在框架上。用手捻动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点。放开手，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的变化。
现象：滚摆在下降过程中，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大。重力势能转化为动能。滚摆在上升过程中，高度增大，则重力势能增大；速度减小，则动能减小。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。
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。自运动员与蹦床面接触到下落到最低点的过程中，速度减小，则动能减小；蹦床弹性形变程度增大，其弹性势能增大。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。
如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力，分析小球动能和势能的变化。
①A→B：__________转化为__________②B→C：__________转化为__________③C→B：__________转化为__________④B→D：__________转化为__________
如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，下列说法中（　　）①弯曲的跳板把人向上弹起的过程中，重力势能转化为动能②弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时，人的速度变大③人离开跳板弹向空中至最高点的过程中，动能转化为重力势能④人在最高点时，如果受到的外力全部消失，人将竖直落下A．只有①③正确B．只有②③正确C．只有①④正确D．只有②④正确
分析：弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时，跳板的形变程度变小，弹性势能变小；人的质量不变，速度变大，则人的动能变大，同时高度升高，重力势能增大，则此过程中跳板的弹性势能转化为人的动能和重力势能。运动员离开跳板弹向空中至最高点时，运动员的质量不变，速度变小，高度升高，所以动能减小，重力势能变增大，动能转化为重力势能。
动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，那么机械能的总和保持不变，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。
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？
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。
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
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. 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。
试分析：一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯分别滑下，哪一次滑到底端的速度大?
运动阻力可以忽略的情况。如果摩擦力和其他阻力都可以忽略，儿童在下滑过程中，机械能守恒。在这种情况下，他的重力势能全部转化为动能。由于下滑的高度相同，他在滑下前的重力势能相同，无论从哪个滑梯滑到底端，动能都相同。因此，两次速度都相同。
解:这道题目的情景如图所示，可以分两种情况讨论。
(2)运动阻力不能忽略的情况。如果摩擦力和其他阻力不能忽略，儿童在滑下过程中，机械能不守恒。这种情况下，他的重力势能只有一部分转化为动能。由于下滑的高度相同，他在滑下前的重力势能相同。滑梯的坡度越大，他下滑到底端的路程就越短，消耗的能量就越少，到达底端时具有的动能就越大。因此，从短滑梯上滑到底端时的速度大。
早在1900多年前，我们的祖先就制造了木制的水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨面、碾谷。
这类水轮机的功率不大。随着生产规模的扩大，越来越需要强大的动力机，这种需要推动了科学技术的发展。到了18世纪，人们已制造出大功率的水轮机，供纺织厂、冶金厂使用。利用水轮机做动力，工厂必须建造在河流旁。
水轮机：人们掌握了电的知识以后，到19世纪，已经会用水轮机带动发电机发电，再把电送到工厂中去。这样，工厂就可以建在更为合适的地方，而不一定要建在河边了。
随着科学技术的不断发展，人们已能制造越来越大、越来越好的水轮机。大型水轮机不但功率大，可达几十万千瓦，而且效率高。
水力发电：要想让水轮机产生很大的功率，单位时间内流入水轮机的水要具有较大的能量。为此，可以修筑拦河坝，来提高坝前的上游水位，而在坝的底部安装水轮机。水位提高得越高，水的重力势能越大，单位时间内流人水轮机的水具有的能量就越大，转化成水轮机的动能也就越大，水轮机的功率就越大。
潮汐发电：海水的潮汐也具有巨大的能量。近年来，潮汐发电的研究已经取得成功。我国海岸线长达18000km，具有丰富的潮汐资源，某些沿海省份已经建成一些中小型潮汐电站。
我们在水能利用上已取得了很大的成绩。在黄河上，已在龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、三门峡等地修建了大型水电站，总发电能力达 3.56×106 kW。在西南各省水资源丰富的地方，建立了许多中小型水电站。有些地区还建设了蓄能电站：用电量低时，利用富余的电能把水从低水位抽到高水位，到用电高峰时再放水发电。水利水电工程在发挥防洪、灌溉、供水、发电等作用的同时，必然会改变区域小环境，可能会对自然生态环境等造成不利的影响。因此，要科学合理开发水资源，不能盲目无序开发。
3.科学合理开发水资源
我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行，至少在1700多年前已开始利用风来推动风车做功。
足踏式风扇车(采自《王祯农书》)对去壳的谷物进行清选
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。
1.“神舟十三号”载人飞船返回舱返回地面时的情景如图所示。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则在这段时间内，下列关于返回舱的说法正确的是（ ）A. 动能不变B. 重力势能不变C. 机械能不变D. 所受重力不做功
2.下列关于水能和风能的利用，错误的是（　　）A．水力发电站能够发电，能量转化过程：水的重力势能→水的动能→水轮动能→电能B．从能量的角度看，自然界的流水和风都具有机械能C．风力发电站能够发电，能量转化过程：风能→风车动能→电能D．月球也有风能，可以在月球表面建立大量风力发电站
3.如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过右侧等高点B 后到达最高点C，下列分析正确的是（ ）A. 小球在A 点的动能大于在B 点的动能B. 小球在C 点时的重力势能最小C. 小球在A、B、C 三点的机械能相同D. 小球从B 点到C 点的过程中，重力势能转化为动能