山東省八年級(jí)物理下冊(cè) 11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化課件 新人教版.ppt

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機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化,第四節(jié),教學(xué)目標(biāo),1.知識(shí)與技能： (1) 理解機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。 (2) 能解釋動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈力勢(shì)能間相互轉(zhuǎn)化的簡(jiǎn)單物理現(xiàn)象。 2、過(guò)程方法： (1) 通過(guò)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(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析，探究理論規(guī)律的應(yīng)用和實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和理論分析能力。 (3)通過(guò)學(xué)習(xí)建立理論模型的過(guò)程，了解運(yùn)用想象猜想假說(shuō)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(jià)值觀： (1) 通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的理論分析和了解理論規(guī)律在實(shí)際中的應(yīng)用，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用，樹(shù)立學(xué)好科學(xué)文化知識(shí)為社會(huì)服務(wù)的觀念。 (2) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與推理，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和求知欲，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的自主性能動(dòng)性責(zé)任性，把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去。 (3)學(xué)習(xí)建立知識(shí)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(guò)了解人類(lèi)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(jìn)人類(lèi)社會(huì)與自然世界和諧發(fā)展的優(yōu)良品德。,課堂教學(xué)目標(biāo)：,1、我能：檢索信息，進(jìn)行信息加工，評(píng)價(jià)，總結(jié)。 2、我行：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案，撰寫(xiě)理論成果論文。 3、我會(huì)：展示成果，進(jìn)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(hào)飛船在太空中遨游,神舟七號(hào)衛(wèi)星發(fā)射瞬間,中國(guó)航空,機(jī)械能,動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,,,勢(shì) 能,機(jī)械能：我們把動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。,機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能,1．定義：動(dòng)能、勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。,一、機(jī)械能,2．能量關(guān)系：物體具有機(jī)械能的總量等于動(dòng)能、勢(shì)能兩種能量之和。,動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能叫做動(dòng)能。 （質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度）,重力勢(shì)能：物體由于被舉高 而具有的能叫做重力勢(shì)能。 （高度、質(zhì)量）,彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性 形變而具有的能叫彈性勢(shì)能。 （彈性形變大?。?,勢(shì) 能,觀察 動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,,2．機(jī)械能守恒: 如果沒(méi)有摩擦力等阻力，當(dāng)只有動(dòng)能和勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能總量保持不變，機(jī)械能是守恒的。,機(jī)械能 = 動(dòng)能 + 勢(shì)能,二、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化及守恒,1．機(jī)械能的轉(zhuǎn)化:動(dòng)能和勢(shì)能能夠相互轉(zhuǎn)化。,保持不變,（一）動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,1、擺球向下擺動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能變小,速度變大，擺錘的動(dòng)能變大,擺錘的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,,一、單擺動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,A,B,C,2、當(dāng)擺球過(guò)中點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度變小,擺球的動(dòng)能變小,重力勢(shì)能變大，擺球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,,結(jié)論:動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化.,說(shuō)明：在理想情況下，A、C等高。 但實(shí)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(dòng)：觀察小球的擺動(dòng),A---B B---C C---B B---A,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,勢(shì)能最大 動(dòng)能為零,動(dòng)能最大 勢(shì)能最小,勢(shì)能最大 動(dòng)能為零,1、動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,滾擺旋轉(zhuǎn)著上升，越轉(zhuǎn)越慢，此過(guò)程動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。若是旋轉(zhuǎn)著下降呢？,二、滾擺動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,滾擺,,初始態(tài),最低點(diǎn),,,最高點(diǎn),,觀察滾擺的運(yùn)動(dòng)，想想滾擺在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能 和勢(shì)能是如何變化的？,想想做做,二、滾擺的動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,1，滾擺旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能減小， 重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,,2，滾擺旋轉(zhuǎn)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,結(jié)論:動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化.,說(shuō)明：在理想情況下。每次應(yīng)上升到原來(lái)的高度但實(shí)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(dòng)能：,勢(shì)能：,最高點(diǎn)時(shí)：,下降時(shí)：,重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。,上升時(shí)：,動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力 勢(shì)能。,最低點(diǎn)時(shí)：,2、皮球落地：,下降:( ) 著地形變：( ) 恢復(fù)形變：( ) 上升：( ),二、滾擺的動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明什么?,動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。,既然動(dòng)能與重力勢(shì)能之間可以相互 轉(zhuǎn)化，那么動(dòng)能與彈性勢(shì)能之間能 否相互轉(zhuǎn)化？如果能，請(qǐng)你舉出一 個(gè)動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的例子。,,（二）動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,,拉開(kāi)的弓把箭射出去的過(guò)程中，弓的彈性勢(shì)能減小，箭的動(dòng)能增大，弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能.,,1，鐵球壓縮彈簧過(guò)程中，鐵球的動(dòng)能減小，彈簧的彈性勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,,（二）動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,2，彈簧恢復(fù)過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減小，鐵球的動(dòng)能增大，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,結(jié)論：動(dòng)能和彈性勢(shì)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(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,北京奧運(yùn)會(huì)蹦床冠軍 何雯娜,何雯娜蹦 床比賽精 彩瞬間,議一議,二、動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,1、運(yùn)動(dòng)員從空中下落時(shí)：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；,2、落在蹦床上使蹦床變形：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；,3、蹦床把人彈起：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；,4、人繼續(xù)上升：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。,（重力勢(shì)能—?jiǎng)幽堋獜椥詣?shì)能——?jiǎng)幽堋亓?shì)能）,蹦床,2. 分析皮球在下落過(guò)程中，物體動(dòng)能、勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。,高度減小,速度增大,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,,,（1）皮球下落：,,,（2）皮球接觸地面： 開(kāi)始發(fā)生彈性形變，彈性勢(shì)能逐漸增大。向下的速度變小，動(dòng)能減小。這時(shí)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。,動(dòng)能減小,彈性勢(shì)能增大,速度減小,,形變?cè)龃?,（3）皮球在恢復(fù)原狀的過(guò)程中： 彈性形變程度變小，向上的速度變大。,,動(dòng)能增大,彈性勢(shì)能減小,形變減小,,速度增大,,,（4）皮球上升時(shí)：,高度增大,速度減小,,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,,,分析整個(gè)過(guò)程，皮球能量的轉(zhuǎn)化是：,動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,,,分析皮球從手中落下又彈起的過(guò)程中的能量的轉(zhuǎn)化。,皮球落向地面時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能；撞擊地板時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能，恢復(fù)形變（未離開(kāi)地面）向上彈起時(shí)， 轉(zhuǎn)化為 能，離開(kāi)地面向上彈跳時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能。,動(dòng),動(dòng),動(dòng),彈性勢(shì)能,彈性勢(shì),重力勢(shì),動(dòng),重力勢(shì),結(jié)論：,動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,,動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變,機(jī)械能守恒定律：（沒(méi)有能量消耗和補(bǔ)充）,物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。,動(dòng) 能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,,,,,,勢(shì) 能,,圖中的過(guò)山車(chē)具有什么能？,過(guò)山車(chē)為什么能夠不斷地翻滾？,如圖所示，請(qǐng)分析人在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)和中部位置時(shí)，重力勢(shì)能和動(dòng)能的大小及其相互轉(zhuǎn)化。,思考與討論,過(guò)山車(chē)從高處到低處,過(guò)山車(chē)從低處到高處,動(dòng)能,重力勢(shì)能,,重力勢(shì)能,動(dòng)能,觀察與思考,,跳水時(shí)，為什么要猛壓跳板？人離開(kāi)跳板時(shí)動(dòng)能從哪里來(lái)？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?kù)o止，松開(kāi)手后，擺鎖向前擺去，接著又反向擺回來(lái)，你原地不動(dòng)，鎖會(huì)打到你的鼻子嗎?自己實(shí)際試一下，想一想這是為什么？,動(dòng)手做一做,思考：,1.鐵鎖擺回時(shí)會(huì)碰到你的鼻子嗎？,2.假設(shè)沒(méi)有阻力,會(huì)怎么樣呢?,如果沒(méi)有摩擦等阻力，只有勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和保持不變，機(jī)械能是守恒的。,不能,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，鐵鎖的動(dòng)能和勢(shì)能在不斷轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，機(jī)械能的總量有什么變化嗎？,有,因?yàn)橛心Σ恋茸枇?，機(jī)械能會(huì)逐漸減小，這時(shí)機(jī)械能是 守恒的。部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 。,不,內(nèi)能,跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速降落的過(guò)程中，動(dòng)能是否變化？勢(shì)能是否變化？機(jī)械能是否變化？為什么？,,思考與討論,結(jié)論,物體的動(dòng)能與勢(shì)能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的；有摩擦等阻力時(shí)，在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能會(huì)不斷減少。,,三、水能和風(fēng)能的利用,1．水能和風(fēng)能是機(jī)械能,可以用來(lái)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(jī)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(jī)械能轉(zhuǎn)化：,1、近地點(diǎn)：離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)。 2、遠(yuǎn)地點(diǎn)：離地球最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)。 3、能量轉(zhuǎn)化： 從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)：重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，速度也增大。 從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)： 動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，速度也減小。,小貼士,其實(shí)，機(jī)械能跟其他形式的能之間也可以相互轉(zhuǎn)化，比如水的機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，而在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)（如電動(dòng)車(chē)的行駛過(guò)程），則會(huì)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。,你能舉出機(jī)械能和其他形式的能之間轉(zhuǎn)化的例子嗎？,,太陽(yáng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換 20世紀(jì)初，俄國(guó)物理學(xué)家實(shí)驗(yàn)證明光具有壓力。陽(yáng)光照射到物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，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(yáng)帆，在陽(yáng)光的壓力作用下可推動(dòng)宇宙飛船前進(jìn)，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能?？茖W(xué)家估計(jì)，在未來(lái)10～20年內(nèi)，太陽(yáng)帆設(shè)想可以實(shí)現(xiàn)。通常，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，需要通過(guò)中間過(guò)程進(jìn)行間接轉(zhuǎn)換。,課外拓展,一、動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。 二、動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。 三、如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是守恒的。,理論模型,皮球落向地面時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能；撞擊地板時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能，恢復(fù)形變（未離開(kāi)地面）向上彈起時(shí)， 轉(zhuǎn)化為 能，離開(kāi)地面向上彈跳時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 能。,動(dòng),動(dòng),動(dòng),彈性勢(shì)能,彈性勢(shì),重力勢(shì),動(dòng),重力勢(shì),皮球落下又彈起的過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化：,重力勢(shì)能,動(dòng)能,彈性勢(shì)能,動(dòng)能,,,,,練一練,1、分析皮球從手中落下又彈起的過(guò)程中的能量的轉(zhuǎn)化。,2、如圖，把一金屬球用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)， 然后將它拉到A處后放開(kāi)，小球沿路 線(xiàn)A-B-C來(lái)回?cái)[動(dòng)， ①在______點(diǎn)，小球的重力勢(shì)能最大， 動(dòng)能為0 ②在______點(diǎn)，小球的動(dòng)能最大 ③由C到B的過(guò)程中，小球的速度_____,動(dòng)能____， 重力勢(shì)能______， _______能轉(zhuǎn)化成_____能.,A、C,B,增大,增大,減小,重力勢(shì),動(dòng),3、 “神舟五號(hào)”載人飛船成功返航，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人幾千年的“飛天夢(mèng)”，返回艙減速著陸過(guò)程中，航天英雄楊利偉的( )。 A．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能不變 B．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少 C．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能減少 D．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少,D,