人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 机械能及其转化教学演示课件ppt

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把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，你认为铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
知识点1 机械能及其转化
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
一个物体既可以同时具有动能和势能，也可以只具有动能或只具有势能。
弓的弹性势能哪里去了？
举高的球释放后，重力势能变小，是不是能量消失了？
2. 动能和势能的相互转化
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。其他例子如：
蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。
也就是说，动能和势能可以相互转化
1. 观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。
2. 如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
思考：滚摆和小球在运动时都具有哪些能量？动能和重力势能之间是如何转化的？小球运动到最低点动能的大小与什么有关？
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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
机械能 = 动能 + 势能
1. 很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是( )秋千荡到最低点时只有动能秋千荡到最高点时有重力势能和动能从最低点荡到最高点的过程中重力势 能转化为动能从最高点荡到最低点的过程中动能增 大，重力势能减小
2. 如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从 A 点运动到 B 点的过程中，它的__________转化为动能；弹性小球在 B 点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）在 C 点的机械能。
自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。
知识点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。
靠风力鼓起帆来推动船航行。
人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由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。
风能也可以用来发电，风吹动风车，带动发电机发电。在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联网供电。
如图是利用水能发电的示意图。修建拦河大坝是为了增加水的________能。从水能的利用角度考虑水轮机安装的位置应靠近________（选填“上游”或“下游”）。
1. 某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？在他从低处摆向高处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？
荡秋千时，在从高处摆向低处的过程中，该同学的重力势能减小，动能增大；在从低处摆向高处的过程中，该同学的重力势能增大，动能减小。
2. 跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如图所示。请分析运动员在这个过程中各阶段的能量转化情况（不考虑摩擦和空气阻力）。
运动员在 AB 段时，其重力势能转化为动能；运动员在 BC 段时，其动能转化为重力势能；运动员在 CD 段时，其重力势能转化为动能。
3. 怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？说明这种抛法的理由。
用力向下抛乒乓球，使球抛出时具有一定的动能。根据机械能守恒，乒乓球弹跳到原来抛出的位置时仍有一定的动能，还能继续向上运动，到达最高点时的重力势能等于乒乓球抛出时的重力势能和动能之和，因此能使乒乓球弹跳到高于原来抛球的位置。
4. 在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察有什么出人意料的现象。怎样解释看到的现象？
罐子滚下斜面后会再沿斜面向上滚动。开始时，罐子和铁块在重力的作用下都将沿斜面向下运动。向下运动时，罐子滚动。铁块沿斜面向下做直线运动且相对罐子静止，由于橡皮筋和罐子绑在一起，在罐子和铁块的共同作用下，橡皮筋会被卷紧，它的弹性势能持续增加。当橡皮筋卷紧到一定程度时，整个装置的运动速度开始减小，当罐子和铁块的动能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置的速度减小为 0。此时，橡皮筋要恢复原状，其弹性势能会转化为罐子的动能，所以罐子会再沿斜面向上滚动。