山東省八年級物理下冊 11.4機械能及其轉(zhuǎn)化課件 新人教版.ppt

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機械能及其轉(zhuǎn)化,第四節(jié),教學(xué)目標,1.知識與技能：(1)理解機械能的轉(zhuǎn)化。(2)能解釋動能、重力勢能、彈力勢能間相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。2、過程方法：(1)通過搜索信息和信息加工，探究自然現(xiàn)象的內(nèi)部聯(lián)系和理論實質(zhì)，總結(jié)規(guī)律，提出新理論，構(gòu)建理論架構(gòu)體系和技能架構(gòu)體系。(2)通過實驗觀察和理論分析，探究理論規(guī)律的應(yīng)用和實質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和理論分析能力。(3)通過學(xué)習(xí)建立理論模型的過程，了解運用想象猜想假說推論和數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)建立理論模型的方法，應(yīng)用文字表格圖像圖象公式框架圖表述理論模型。3、情感態(tài)度價值觀：(1)通過對物理現(xiàn)象的理論分析和了解理論規(guī)律在實際中的應(yīng)用，初步認識科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的作用，樹立學(xué)好科學(xué)文化知識為社會服務(wù)的觀念。(2)通過實驗活動與推理，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和求知欲，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的自主性能動性責任性，把所學(xué)知識應(yīng)用到實際生活中去。(3)學(xué)習(xí)建立知識模型的方法，優(yōu)化學(xué)習(xí)工作生活架構(gòu)性能，培養(yǎng)科研生活中的思維品質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)和生活習(xí)慣。(4)通過了解人類探索物質(zhì)世界的歷程和科學(xué)理論成果，培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新思想和促進人類社會與自然世界和諧發(fā)展的優(yōu)良品德。,課堂教學(xué)目標：,1、我能：檢索信息，進行信息加工，評價，總結(jié)。2、我行：設(shè)計實驗活動方案，撰寫理論成果論文。3、我會：展示成果，進行協(xié)作交流推廣。4、我優(yōu)：建立理論模型、技能模型，優(yōu)化學(xué)習(xí)性能。,教學(xué)策劃,神舟五號飛船在太空中遨游,神舟七號衛(wèi)星發(fā)射瞬間,中國航空,機械能,動能,重力勢能,彈性勢能,,,勢能,機械能：我們把動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。,機械能=動能+勢能,1．定義：動能、勢能統(tǒng)稱為機械能。,一、機械能,2．能量關(guān)系：物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。,動能：物體由于運動具有的能叫做動能。（質(zhì)量、運動速度）,重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。（高度、質(zhì)量）,彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能。（彈性形變大?。?,勢能,觀察動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化,,2．機械能守恒:如果沒有摩擦力等阻力，當只有動能和勢能互相轉(zhuǎn)化時，機械能總量保持不變，機械能是守恒的。,機械能=動能+勢能,二、機械能的轉(zhuǎn)化及守恒,1．機械能的轉(zhuǎn)化:動能和勢能能夠相互轉(zhuǎn)化。,保持不變,（一）動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化,1、擺球向下擺動過程中,重力勢能變小,速度變大，擺錘的動能變大,擺錘的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,,一、單擺動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,A,B,C,2、當擺球過中點向上運動過程中,速度變小,擺球的動能變小,重力勢能變大，擺球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,,結(jié)論:動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化.,說明：在理想情況下，A、C等高。但實際情況下，每次上升的高度都比上次要低。,(原因是存在空氣阻力),h,活動：觀察小球的擺動,A---BB---CC---BB---A,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,勢能最大動能為零,動能最大勢能最小,勢能最大動能為零,1、動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化,滾擺旋轉(zhuǎn)著上升，越轉(zhuǎn)越慢，此過程動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。若是旋轉(zhuǎn)著下降呢？,二、滾擺動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,滾擺,,初始態(tài),最低點,,,最高點,,觀察滾擺的運動，想想滾擺在運動過程中動能和勢能是如何變化的？,想想做做,二、滾擺的動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,1，滾擺旋轉(zhuǎn)向上運動過程中，動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,,2，滾擺旋轉(zhuǎn)向下運動過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,結(jié)論:動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化.,說明：在理想情況下。每次應(yīng)上升到原來的高度但實際情況下，每次上升的高度都比上次要低。,(原因：存在阻力),1、滾擺（單擺）：,動能：,勢能：,最高點時：,下降時：,重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。,上升時：,動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。,最低點時：,2、皮球落地：,下降:()著地形變：()恢復(fù)形變：()上升：(),二、滾擺的動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,通過以上兩個實驗可以說明什么?,動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。,既然動能與重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么動能與彈性勢能之間能否相互轉(zhuǎn)化？如果能，請你舉出一個動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。,,（二）動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化,,拉開的弓把箭射出去的過程中，弓的彈性勢能減小，箭的動能增大，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能.,,1，鐵球壓縮彈簧過程中，鐵球的動能減小，彈簧的彈性勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,,（二）動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化,2，彈簧恢復(fù)過程中，彈簧的彈性勢能減小，鐵球的動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能,結(jié)論：動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化,女子射箭冠軍張娟娟,女子雙人三米板冠軍郭晶晶、吳敏霞,女子撐桿跳冠軍伊辛巴耶娃,二、動能與彈性勢能的轉(zhuǎn)化,北京奧運會蹦床冠軍何雯娜,何雯娜蹦床比賽精彩瞬間,議一議,二、動能與彈性勢能的轉(zhuǎn)化,1、運動員從空中下落時：重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；,2、落在蹦床上使蹦床變形：動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；,3、蹦床把人彈起：彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；,4、人繼續(xù)上升：動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。,（重力勢能—動能—彈性勢能——動能—重力勢能）,蹦床,2.分析皮球在下落過程中，物體動能、勢能的轉(zhuǎn)化。,高度減小,速度增大,重力勢能減小,動能增大,,,（1）皮球下落：,,,（2）皮球接觸地面：開始發(fā)生彈性形變，彈性勢能逐漸增大。向下的速度變小，動能減小。這時是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。,動能減小,彈性勢能增大,速度減小,,形變增大,,（3）皮球在恢復(fù)原狀的過程中：彈性形變程度變小，向上的速度變大。,,動能增大,彈性勢能減小,形變減小,,速度增大,,,（4）皮球上升時：,高度增大,速度減小,,重力勢能增大,動能減小,,,分析整個過程，皮球能量的轉(zhuǎn)化是：,動能,重力勢能,彈性勢能,,,分析皮球從手中落下又彈起的過程中的能量的轉(zhuǎn)化。,皮球落向地面時，能轉(zhuǎn)化為能；撞擊地板時，能轉(zhuǎn)化為能，恢復(fù)形變（未離開地面）向上彈起時，轉(zhuǎn)化為能，離開地面向上彈跳時，能轉(zhuǎn)化為能。,動,動,動,彈性勢能,彈性勢,重力勢,動,重力勢,結(jié)論：,動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化,動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化,,動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變,機械能守恒定律：（沒有能量消耗和補充）,物體的動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化。,動能,重力勢能,彈性勢能,,,,,,勢能,,圖中的過山車具有什么能？,過山車為什么能夠不斷地翻滾？,如圖所示，請分析人在最高點、最低點和中部位置時，重力勢能和動能的大小及其相互轉(zhuǎn)化。,思考與討論,過山車從高處到低處,過山車從低處到高處,動能,重力勢能,,重力勢能,動能,觀察與思考,,跳水時，為什么要猛壓跳板？人離開跳板時動能從哪里來？人起跳的高度由什么決定？,思考與討論,把懸掛的單擺鎖拉近自己的鼻子處靜止，松開手后，擺鎖向前擺去，接著又反向擺回來，你原地不動，鎖會打到你的鼻子嗎?自己實際試一下，想一想這是為什么？,動手做一做,思考：,1.鐵鎖擺回時會碰到你的鼻子嗎？,2.假設(shè)沒有阻力,會怎么樣呢?,如果沒有摩擦等阻力，只有勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和保持不變，機械能是守恒的。,不能,在這個實驗里，鐵鎖的動能和勢能在不斷轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)化過程中，機械能的總量有什么變化嗎？,有,因為有摩擦等阻力，機械能會逐漸減小，這時機械能是守恒的。部分機械能轉(zhuǎn)化為。,不,內(nèi)能,跳傘運動員在空中勻速降落的過程中，動能是否變化？勢能是否變化？機械能是否變化？為什么？,,思考與討論,結(jié)論,物體的動能與勢能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的；有摩擦等阻力時，在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化中，機械能會不斷減少。,,三、水能和風(fēng)能的利用,1．水能和風(fēng)能是機械能,可以用來發(fā)電,2、水能的破壞性釋放造成災(zāi)害,水力發(fā)電:水的機械能轉(zhuǎn)化為電能。,風(fēng)力發(fā)電,試從能量角度分析“不盡江河滾滾流，流的都是煤和油”中的道理。,討論,四、人造地球衛(wèi)星的機械能轉(zhuǎn)化：,1、近地點：離地球最近的一點叫近地點。2、遠地點：離地球最遠的一點叫遠地點。3、能量轉(zhuǎn)化：從遠地點向近地點運動：重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，速度也增大。從近地點向遠地點運動：動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，速度也減小。,小貼士,其實，機械能跟其他形式的能之間也可以相互轉(zhuǎn)化，比如水的機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，而在電動機工作時（如電動車的行駛過程），則會把電能轉(zhuǎn)化為機械能。,你能舉出機械能和其他形式的能之間轉(zhuǎn)化的例子嗎？,,太陽能-機械能轉(zhuǎn)換20世紀初，俄國物理學(xué)家實驗證明光具有壓力。陽光照射到物體表面上時會產(chǎn)生壓強，其值約為910-6帕。20年代，前蘇聯(lián)物理學(xué)家提出，利用在宇宙空間中巨大的太陽帆，在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進，將太陽能直接轉(zhuǎn)換成機械能。科學(xué)家估計，在未來10～20年內(nèi)，太陽帆設(shè)想可以實現(xiàn)。通常，太陽能轉(zhuǎn)換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉(zhuǎn)換。,課外拓展,一、動能、重力勢能及彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。二、動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。三、如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能是守恒的。,理論模型,皮球落向地面時，能轉(zhuǎn)化為能；撞擊地板時，能轉(zhuǎn)化為能，恢復(fù)形變（未離開地面）向上彈起時，轉(zhuǎn)化為能，離開地面向上彈跳時，能轉(zhuǎn)化為能。,動,動,動,彈性勢能,彈性勢,重力勢,動,重力勢,皮球落下又彈起的過程中能量的轉(zhuǎn)化：,重力勢能,動能,彈性勢能,動能,,,,,練一練,1、分析皮球從手中落下又彈起的過程中的能量的轉(zhuǎn)化。,2、如圖，把一金屬球用細線懸掛起來，然后將它拉到A處后放開，小球沿路線A-B-C來回擺動，①在______點，小球的重力勢能最大，動能為0②在______點，小球的動能最大③由C到B的過程中，小球的速度_____,動能____，重力勢能______，_______能轉(zhuǎn)化成_____能.,A、C,B,增大,增大,減小,重力勢,動,3、“神舟五號”載人飛船成功返航，實現(xiàn)了中國人幾千年的“飛天夢”，返回艙減速著陸過程中，航天英雄楊利偉的()。A．動能增加，重力勢能減少，機械能不變B．動能不變，重力勢能減少，機械能減少C．動能減少，重力勢能不變，機械能減少D．動能減少，重力勢能減少，機械能減少,D,