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1、第4节 机械能及其转化 第十一章功和机械能第十一章功和机械能1.1.什么叫动能什么叫动能? ?其大小由哪些因素决定其大小由哪些因素决定? ?2.2.什么叫重力势能什么叫重力势能? ?其大小由哪些因素决其大小由哪些因素决定定? ?3.3.什么叫弹性势能什么叫弹性势能? ?其大小由哪些因素决其大小由哪些因素决定定? ?物体由于运动而具有的能叫动能，其大小物体由于运动而具有的能叫动能，其大小由物体的质量和运动速度决定。由物体的质量和运动速度决定。物体由于被举高而具有的能叫重力势能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小由物体质量和被举的高度决定。其大小由物体质量和被举的高度决定。物体由于发生弹性
2、形变而具有的能叫弹性物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，其大小由物体的弹性形变大小和弹势能，其大小由物体的弹性形变大小和弹性材料决定。性材料决定。飞行中的飞机飞行中的飞机飞行中的飞机具有动能和重力势能飞行中的飞机具有动能和重力势能跳水运动员具有动能和重力势能跳水运动员具有动能和重力势能机械能机械能动能动能势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能1动能、势能统称为机械能。动能、势能统称为机械能。一、机械能一、机械能2物体具有机械能的总量等于物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。动能、势能两种能量之和。弓的弹性势能哪里去了？弓的弹性势能哪里去了？ 想想议议想想议议 举高的球释放后，
3、重力势能减举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？小，是不是能量消失了？二、机械能的二、机械能的转化及守恒转化及守恒1动能和势能能够相互转化动能和势能能够相互转化 弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；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。自由下落的球，重力势能转化成动能。滚摆滚摆初始态初始态最低点最低点最高点最高点 想想做做想想做做 观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？和势能是如何变化的？ 当摆轮从最高点当摆轮从最高点下降下降时，其高度时，其高度 ，则，则重力势能重力势能 ；但其速度
4、；但其速度 ，则动能，则动能 ，故，故 能转化为能转化为 能能。 当摆轮从最低点当摆轮从最低点上升上升时，其高度时，其高度 ，则重力势能则重力势能 ；但其速度；但其速度 ，则动能，则动能能能 ，故，故 能转化为能转化为 能能。减小减小减小减小增大增大增大增大重力势重力势重力势重力势增大增大增大增大减小减小减小减小动动动动铁锁会打到鼻子吗？铁锁会打到鼻子吗？ 分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。怎样相互转化的。单摆单摆ABC 单摆运动过程中单摆运动过程中 当摆球从最高点当摆球从最高点下降下降时，其高度时，其高度 ，则重力势能则重力势能 ；但其速
5、度；但其速度 ，则动能，则动能能能 ，故，故 能转化为能转化为 能能。减小减小减小减小增大增大增大增大重力势重力势动动 当摆轮从最低点当摆轮从最低点上升上升时，其高度时，其高度 ，则重力势能则重力势能 ；但其速度；但其速度 ，则动能，则动能能能 ，故，故 能转化为能转化为 能。能。重力势重力势增大增大增大增大减小减小减小减小动动2机械能守恒机械能守恒 当当只有只有动能和势能互相转化时，机械能总动能和势能互相转化时，机械能总量不变。量不变。机械能机械能 = 动能动能 + 势能势能势能势能 动能动能+二、机械能的二、机械能的转化及守恒转化及守恒1动能和势能能够相互转化。动能和势能能够相互转化。保持
6、不变保持不变图中的过山车具有什么能？图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？过山车为什么能够不断地翻滚？三、水能和风能的利用三、水能和风能的利用1水能和风能是机械能水能和风能是机械能2在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。为电能。 风力发电风力发电 试从能量角度分析试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，不尽江河滚滚流，流的都是煤和油流的都是煤和油”中的道理。中的道理。讨讨 论论人造地球卫星人造地球卫星 1.当卫星从远地点向近地点运当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何动时，它的势能，动能，速度如何变化？当卫星从近地点向远
7、地点运变化？当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能，动能，速度又如动时，它的势能，动能，速度又如何变化？何变化？ 2.卫星在近地点的动能最卫星在近地点的动能最 ，势能最势能最 ；在远地点的动能最；在远地点的动能最 ，势能最势能最 。当从近地点向远地点。当从近地点向远地点运动时，运动时， 能转化为能转化为 能；当能；当从远地点向近地点运动时，从远地点向近地点运动时， 能能转化为转化为 能。能。大大小小大大小小动动势势势势动动学习目标回顾学习目标回顾3 3能说出功的原理，知道使用任能说出功的原理，知道使用任何机械都不省功。何机械都不省功。开心练习开心练习1上上紧紧发发条条的的玩玩具具车车在在水水平
8、平桌桌面面上上开开始始跑跑动动时时( ( ) )。 A弹性势能减小，动能增大弹性势能减小，动能增大 B弹性势能增大，动能减小弹性势能增大，动能减小 C弹性势能不变，动能减小弹性势能不变，动能减小 D弹性势能减小，动能不变弹性势能减小，动能不变A 练一练练一练 2在下列过程中，物体的动能转化为重力势能在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有的有( ( ) )。 A从水坝上流下来的水从水坝上流下来的水 B汽车沿斜坡匀速向上行驶汽车沿斜坡匀速向上行驶 C乒乓球触地后向上弹起时乒乓球触地后向上弹起时 D斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时D3、 “神神舟舟五五号号”载
9、载人人飞飞船船成成功功返返航航，实实现现了了中中国国人人几几千千年年的的“飞飞天天梦梦”，返返回回舱舱减减速速着着陆陆过过程程中，航天英雄杨利伟的中，航天英雄杨利伟的( ( ) )。 A动能增加，重力势能减少，机械能不变动能增加，重力势能减少，机械能不变 B动能不变，重力势能减少，机械能减少动能不变，重力势能减少，机械能减少 C动能减少，重力势动能减少，重力势 能不变，机械能减少能不变，机械能减少 D动能减少，重力势动能减少，重力势 能减少，机械能减少能减少，机械能减少D4.跳伞运动员从空中的飞机上跳下后，在降落伞跳伞运动员从空中的飞机上跳下后，在降落伞尚未打开之前的下落过程中，运动员的尚未打
10、开之前的下落过程中，运动员的( )A.动能增大，重力势能减小动能增大，重力势能减小B.动能减小，重力势能增大动能减小，重力势能增大C.动能减小，重力势能减小动能减小，重力势能减小D.动能增大，重力势能增大动能增大，重力势能增大5.当物体受到一对平衡力的作用，它的当物体受到一对平衡力的作用，它的( )A.动能不变动能不变B.动能可能增大，也可能减小动能可能增大，也可能减小C.重力势能一定减小重力势能一定减小D.重力势能一定增大重力势能一定增大AA6.加速自由下落的苹果，它的加速自由下落的苹果，它的( )A.动能增加，势能减小动能增加，势能减小B.动能减小，势能增加动能减小，势能增加C.机械能不变
11、机械能不变D.机械能增加机械能增加A 7.下列物体中，既具有动能又具有势能的下列物体中，既具有动能又具有势能的是是( ) A.在水平路面上行驶的汽车在水平路面上行驶的汽车 B.空中正在下落的冰雹空中正在下落的冰雹 C.拉长的弹簧拉长的弹簧 D.被拦河坝挡住的水被拦河坝挡住的水B 8.撑杆跳高是一项奥运比赛项目。撑杆跳高是一项奥运比赛项目。当运动员当运动员加速助跑加速助跑时，增加运动员时，增加运动员的的 能；当能；当撑杆起跳撑杆起跳时，由时，由 能能转化为转化为 能；能；撑杆伸直撑杆伸直的过程的过程时，由时，由 能转化为能转化为 能；当能；当运动员运动员越杆后人落地越杆后人落地的过程，由的过程，由 能转化为能转化为 能；能； 动动动动弹性势弹性势弹性势弹性势动动重力势重力势动动课堂小结课堂小结一、动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。二、动能和势能可以相互转化。三、如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。 8 8如图所示，将一物体分别沿着光滑如图所示，将一物体分别沿着光滑斜面斜面AOAO和和BOBO匀速拉到顶端匀速拉到顶端O O点，已知点，已知AOBOAOW2W1 W2C CF1F1F2F2，W1W1W2 W2 D DF1F2F1F2，W1W1W2W2
