物理八年级下册（2024）第十一章 功和机械能第4节 机械能及其转化课文课件ppt

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1.理解机械能及其转化，知道机械能的定义
3.了解不同形式的能量可以互相转化
2.认识动能和势能可以相互转化
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?
在这个过程中，铁锁的运动快慢在变化，说明动能在发生变化。同时，铁锁的高度也在变化，说明铁锁的重力势能也在发生变化。但铁锁并不会碰到你的鼻子，这是什么原因呢?
在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能（mechanical energy）。
知识点1 机械能及其转化
物体具有的机械能总量等于动能、势能两种能量之和
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。
转动最慢，动能最小， 高度最高，重力势能最大
转动最快，动能最大， 高度最低，重力势能最小
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。
受到空气阻力作用，机械能减少
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。
思考：铁锁并不会碰到你的鼻子的原因是什么呢?
分析： 在运动过程中，铁锁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。
摆回时重力势能和开始时相等，高度也就和原来相等
例1、2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的动能_____________(选填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
解析： 由近到远再回到近，相当于高度先增大后减小，所以重力势能先增大后减小。
例2、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（ ）A.动能减小 B. 重力势能不变 C.机械能增大 D 机械能不变
解析： 小红的速度不变，高度增加，所以她的动能不变，重力势能增大。而物体具有的机械能总量等于动能、势能两种能量之和，所以机械能增大。
知识点2 水能和风能的利用
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。
动能和势能统称为机械能
1.人骑电动自行车下坡时重力势能_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人的机械能_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
解析： 质量不变时动能的变化主要看速度的变化，而重力势能则要看高度变化，机械能则要判断动能和势能之和的变化。
2. 牛顿在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（ ） A.重力势能转化为动能，动能增加 B.动能转化为重力势能，动能减小C.动能转化为重力势能，重力势能增加 D.无能量的转化，重力势能和动能不变
解析： 苹果加速下落，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小。
3.一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠(如图)，同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（ ）
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和C.小于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和D.等于番茄此时的动能
解析：番茄仍有较大速度并继续下沉，它还有一些动能。