初中物理课件：机械能及其转化.ppt

机械能及其转化机械能及其转化联系世界的又一纽带联系世界的又一纽带 一个物体如果一个物体如果能能够对另一个物体做功，那够对另一个物体做功，那 么称这个物体就具有么称这个物体就具有能量（能量（E）。一、能量一、能量【思考思考】人为什么有能力对外做功呢？人为什么有能力对外做功呢？【定义定义】2.2.通常物体都能具有哪些形式的能量呢？通常物体都能具有哪些形式的能量呢？（能量）（能量）【思考思考】1.1.“功功”和和“能能”之间有什么关系呢？之间有什么关系呢？（单位：（单位：J）二、能量类型二、能量类型【回顾回顾】物体通常具的能量类型物体通常具的能量类型【类型类型】动动 能：能：物体由于运动而具有的能。物体由于运动而具有的能。重力势能：重力势能：物体由于被举高而具有的能。物体由于被举高而具有的能。弹性势能：弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。物体由于发生弹性形变而具有的能。动能、重力势能和弹性势能合称机械能。动能、重力势能和弹性势能合称机械能。猜想猜想猜想猜想拓展拓展拓展拓展物体质量与运动速度物体质量与运动速度方案方案方案方案结论结论结论结论B.B.实验中如何反映动能大小？实验中如何反映动能大小？2.2.当物体质量相同时，速度越大，动能越大。当物体质量相同时，速度越大，动能越大。1.1.当运动速度相同时，质量越大，动能越大。当运动速度相同时，质量越大，动能越大。C.C.实验中如何具体控制相关变量？实验中如何具体控制相关变量？（转换法）（转换法）三、动能三、动能A.A.实验应采取什么研究方法？实验应采取什么研究方法？（控制变量法）（控制变量法）【活动活动】探究动能大小的影响因素探究动能大小的影响因素（让运动物体推动物体对外做功，比移动距离）（让运动物体推动物体对外做功，比移动距离）（让物体从同一斜面相同高度滑下控制速度）（让物体从同一斜面相同高度滑下控制速度）动能大小的表达式：动能大小的表达式：Ekmv2/2【实验过程实验过程】观察实验现象，总结实验结论。观察实验现象，总结实验结论。三、动能三、动能【实验过程实验过程】观察实验现象，总结实验结论。观察实验现象，总结实验结论。三、动能三、动能猜想猜想猜想猜想拓展拓展拓展拓展物体质量与被举高度物体质量与被举高度方案方案方案方案结论结论结论结论B.B.实验如何反映重力势能大小？实验如何反映重力势能大小？2.2.当质量相同时，高度越大，重力势能越大。当质量相同时，高度越大，重力势能越大。1.1.当高度相同时，质量越大，重力势能越大。当高度相同时，质量越大，重力势能越大。C.C.如何选择器材使实验现象较为明显？如何选择器材使实验现象较为明显？（转换法）（转换法）四、重力势能四、重力势能A.A.实验应采取什么研究方法？实验应采取什么研究方法？（控制变量法）（控制变量法）【活动活动】探究重力势能大小的影响因素探究重力势能大小的影响因素（让高处物体下落撞击地面物体，比下陷深度）（让高处物体下落撞击地面物体，比下陷深度）（采用底面积小的桌子）（采用底面积小的桌子）重力势能大小的表达式：重力势能大小的表达式：Epmgh（质地较软的沙子）（质地较软的沙子）【实验过程实验过程】观察实验现象，总结实验结论。观察实验现象，总结实验结论。四、重力势能四、重力势能【实验过程实验过程】观察实验现象，总结实验结论。观察实验现象，总结实验结论。四、重力势能四、重力势能猜想猜想猜想猜想拓展拓展拓展拓展形变程度与弹性强度形变程度与弹性强度方案方案方案方案结论结论结论结论B.B.实验如何反映弹性势能大小？实验如何反映弹性势能大小？2.2.当形变相同时，弹性越强，弹性势能越大。当形变相同时，弹性越强，弹性势能越大。1.1.当弹性相同时，形变越大，弹性势能越大。当弹性相同时，形变越大，弹性势能越大。（转换法）（转换法）五、弹性势能五、弹性势能A.A.实验应采取什么研究方法？实验应采取什么研究方法？（控制变量法）（控制变量法）【活动活动】探究弹性势能大小的影响因素探究弹性势能大小的影响因素（让被压缩的弹簧弹击地面物体，比移动距离）（让被压缩的弹簧弹击地面物体，比移动距离）弹性势能大小的表达式：弹性势能大小的表达式：Ep k l2/2从这些实验方案中你是否发现各种形式的能从这些实验方案中你是否发现各种形式的能量之间有着怎样的一种内在联系呢？量之间有着怎样的一种内在联系呢？六、机械能的转化和转移六、机械能的转化和转移【思考思考】列举一些生活中机械能转化和转移的实例。列举一些生活中机械能转化和转移的实例。并思考这个过程中机械能总量如何变化？并思考这个过程中机械能总量如何变化？转化：转化：能量从一种形式到另一种形式。能量从一种形式到另一种形式。动能和势能可相互转化或转移。动能和势能可相互转化或转移。【总结总结】转移：转移：能量从一个物体到另一个物体。能量从一个物体到另一个物体。【讨论讨论】【分析分析】轮滑特技中机械能转化和转移的规律。轮滑特技中机械能转化和转移的规律。六、机械能的转化和转移六、机械能的转化和转移【分析分析】拍皮球过程中机械能转化和转移的规律。拍皮球过程中机械能转化和转移的规律。机械能转移和转化过程中，若外力对物体做机械能转移和转化过程中，若外力对物体做功，总量增加，若克服外力做功，总量减少。功，总量增加，若克服外力做功，总量减少。【总结总结】六、机械能的转化和转移六、机械能的转化和转移若仅因为重力做功，则机械能守恒。若仅因为重力做功，则机械能守恒。七、机械能的开发和应用七、机械能的开发和应用【应用应用】水力发电水力发电可见，能量就是在转化和转移的过程中得以利用可见，能量就是在转化和转移的过程中得以利用七、机械能的开发和应用七、机械能的开发和应用【应用应用】过山车过山车思考：为什么过山车的圆环轨道逐步变低？思考：为什么过山车的圆环轨道逐步变低？七、机械能的开发和应用七、机械能的开发和应用【应用应用】火车站台火车站台思考：火车站台设计为什么要比行驶轨道高？思考：火车站台设计为什么要比行驶轨道高？出站时便于起动：出站时便于起动：重力势能转化为动能重力势能转化为动能【原因原因】进站时便于制动：进站时便于制动：动能转化为重力势能动能转化为重力势能思考：火车站台设计为什么要比行驶轨道高？思考：火车站台设计为什么要比行驶轨道高？例、关于例、关于“功和能功和能”的关系，下列说法中正确的是的关系，下列说法中正确的是 （）A.A.一个物体的能量越大，它做的功一定越多一个物体的能量越大，它做的功一定越多 B.B.一个物体没有做功，它就没有能量一个物体没有做功，它就没有能量 C.C.一个物体能够做功，它就具有能量一个物体能够做功，它就具有能量 D.D.以上说法都不正确以上说法都不正确例、下列关于机械能的说法例、下列关于机械能的说法,正确的是正确的是 ()()A A、骑车匀速下坡，机械能不变、骑车匀速下坡，机械能不变 B B、从空中射向球门的足球、从空中射向球门的足球,势能减小势能减小,动能增加动能增加 C C加速升空的运载火箭，机械能不断增大加速升空的运载火箭，机械能不断增大 D D带动钟表转动的发条，将动能转化为势能带动钟表转动的发条，将动能转化为势能例、在某次抗震救灾中，一架向某灾区空投物品的例、在某次抗震救灾中，一架向某灾区空投物品的 飞机在水平方向上匀速飞行，在空投前后飞机飞机在水平方向上匀速飞行，在空投前后飞机 的动能将的动能将 ，势能，势能 ，机械能，机械能 。(填填“变大变大”“变小变小”或或“不变不变”)例、体积相同的实心铁球和木球例、体积相同的实心铁球和木球,铁球静放在水平桌铁球静放在水平桌 面上面上,而木球从桌边由静止开始落向地面而木球从桌边由静止开始落向地面,则则 ()A A铁球和木球的机械能始终相等铁球和木球的机械能始终相等 B B铁球和木球同在桌面上时，重力势能相等铁球和木球同在桌面上时，重力势能相等 C C铁球的重力势能始终大于木球的重力势能铁球的重力势能始终大于木球的重力势能 D D铁球的动能始终大于木球的动能铁球的动能始终大于木球的动能1 1、摆锤向下摆动过程中、摆锤向下摆动过程中,重力势能重力势能 ,速度速度 ,摆锤的动能摆锤的动能 。2 2、当摆锤过中点向上转动、当摆锤过中点向上转动 过程中过程中,速度速度 ,摆锤的动能摆锤的动能 ,重力势能重力势能 。例、如图将摆锤拉到某一高度后放手，在摆锤摆动例、如图将摆锤拉到某一高度后放手，在摆锤摆动 过程中，讨论摆锤具有的能及其转化。过程中，讨论摆锤具有的能及其转化。分析：分析：分析：分析：例、人造地球卫星的运例、人造地球卫星的运 行轨道是椭圆的，行轨道是椭圆的，在运行过程中发生在运行过程中发生 重力势能与动能的重力势能与动能的 相互转化。当卫星相互转化。当卫星 在近地点时，在近地点时，能能 最大，最大，能最小；能最小；在远地点时，在远地点时，能能 最大，最大，能最小。能最小。人造地球卫星人造地球卫星例例.如图所示是探究动能大小如图所示是探究动能大小 与哪些因素有关的实验。与哪些因素有关的实验。(1)(1)实验中你通过以观察实验中你通过以观察 知道动能的大小。知道动能的大小。(2)(2)实验中采用实验中采用 方方 法，使得铜球和钢球法，使得铜球和钢球 滚到水平面速度相同。滚到水平面速度相同。(3)(3)图甲和丙，探究的问图甲和丙，探究的问 题是题是 。例例.如图所示，让钢珠从斜面上自静止滚下，打到一个小木块如图所示，让钢珠从斜面上自静止滚下，打到一个小木块 上，能将木块撞出一段距离放在同一水平面上的相同木上，能将木块撞出一段距离放在同一水平面上的相同木 块，被撞得越远，表示钢球的动能越大现用质量不同的块，被撞得越远，表示钢球的动能越大现用质量不同的 钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远，回答以下问钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远，回答以下问 题：题：(1)(1)设计本实验的目的是研究设计本实验的目的是研究 ；(2)(2)让不同的让不同的 钢球从同一高度滚下是为钢球从同一高度滚下是为 ；(3)(3)此实验得出的结此实验得出的结 论是论是 ；(4)(4)下表中给出了一头牛慢步行走和一下表中给出了一头牛慢步行走和一 名中学生百米赛跑时的一些数据。名中学生百米赛跑时的一些数据。分析数据，可以看出其中对物体动能大小影响较大的因素分析数据，可以看出其中对物体动能大小影响较大的因素是是 ，你这样判断的依据是，你这样判断的依据是 。例、小球从例、小球从A A处抛出时，具有处抛出时，具有 300J 300J的机械能，其中动能的机械能，其中动能 是是200J200J，经过，经过B B、C C落至地落至地 面面D D处。处。B B点是最高点，点是最高点，A A、C C在同一个水平面，不计在同一个水平面，不计 阻力，下面说法错误的是阻力，下面说法错误的是 （）A A、小球在、小球在C C点的动能是点的动能是200J200J B B、小球在、小球在B B点的重力势能是点的重力势能是100J100J C C、小球在、小球在D D处将触地时，动能为处将触地时，动能为300J300J D D、小球在、小球在A A、B B、C C三点机械能均是三点机械能均是300J300J例例.在离地面在离地面h h高度处，抛高度处，抛 出四个完全相同的小球，出四个完全相同的小球，如图所示，小球抛出时如图所示，小球抛出时 的速度大小相同，方向的速度大小相同，方向 分别为竖直上抛、斜上分别为竖直上抛、斜上 抛、平抛、斜向下抛四抛、平抛、斜向下抛四 种情况下，小球落到地种情况下，小球落到地 面时，哪种情况下的落面时，哪种情况下的落 地速度最大地速度最大?(?(不计空气不计空气 阻力阻力)例例.如图所示，是学生在做模拟如图所示，是学生在做模拟“蹦蹦 极极”的小实验。一根橡皮筋一端的小实验。一根橡皮筋一端 系一小石块系一小石块m m，另一端固定在，另一端固定在a a点，点，b b点是橡皮筋不系小石块自然下垂点是橡皮筋不系小石块自然下垂 时下端所在的位置，时下端所在的位置，c c点是小石块点是小石块 从从a a点自由下落所能到达的最低点。点自由下落所能到达的最低点。在小石块从在小石块从a a点到点到c c点运动的过程点运动的过程 中，小石块的动能中，小石块的动能 （填变（填变 化趋势）；小石块到达化趋势）；小石块到达 点时，点时，动能为零，石块减少的重力势能动能为零，石块减少的重力势能 转化为转化为 。