第十章功與機械能第四節機械能轉化及其應用滬科·八年級物理下冊知道機械能及其守恒的條件，能舉例說明動能與勢能的相互轉化，能解釋與機械能轉化有關的現象；具有保護環境、節約資源、促進可持續發展的責任感。本節要點復習回顧動能：物體由于______而具有的能。能量：物體能夠_________，表示這個物體具有能量。能量的單位是_________。影響因素：______、______。勢能重力勢能：物體由于_____________而具有的能。影響因素：______、______。彈性勢能：物體由于___________而具有的能。影響因素：材料、___________等。對外做功焦耳(J)運動速度質量處在一定高度高度質量彈性形變彈性形變程度問題導入想一想，下列物體都具有什么能量？拉開的皮筋舉高的水瓶前行的自行車彈性勢能重力勢能動能在天空中飛行的飛機具有什么能量？重力勢能動能跳水運動員在空中時具有什么能量？重力勢能動能探究新知知識點1機械能的相互轉化動能和勢能統稱為機械能。一個物體既可以同時具有動能和勢能，也可以只具有動能或只具有勢能。機械能動能勢能重力勢能彈性勢能1.機械能物體具有的機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。弓的彈性勢能哪里去了？弓的彈性勢能箭的動能2.動能和勢能的相互轉化舉高的球釋放后，重力勢能變小，是不是能量消失了？重力勢能動能

彎弓射箭時，弓的彈性勢能轉化成箭的動能；

自由下落的球，重力勢能轉化成動能。如圖所示，將偏離了一定角度的擺球由靜止釋放，觀察擺球速度隨高度的變化情況，你可得出什么結論？動能和勢能的相互轉化點擊播放狀態/過程AA→BBB→CC動能零增大最大減小最小勢能最大減小最小增大最大動能和勢能的轉化—勢能轉化為動能動能轉化為勢能結論：動能和重力勢能可以相互轉化。觀察滾擺的運動，討論滾擺在運動過程中動能和重力勢能是如何變化的？動能和勢能的相互轉化點擊播放運動過程下降上升高度降低升高重力勢能減小增大速度變大變小動能增大減小能的轉化勢能轉化為動能動能轉化為勢能結論：動能和重力勢能可以相互轉化。如果只有動能和勢能相互轉化，則機械能的總和不變，即機械能是守恒的。機械能=動能+勢能勢能

動能+保持不變3.機械能守恒沒有摩擦(“光滑”“不計空氣阻力”等)的情況下在動能和勢能的轉化中，若有摩擦，則機械能的總和減小迷你實驗室小制作——拋擲裝置材料：橡皮筋、薄木板、瓶蓋。參照左圖，制作一個拋擲小球的裝置。把橡皮筋拉得緊一點，手指松開后，看看球會不會被拋得更遠。實驗過程中，請注意安全。你能用所學的知識解釋這一現象嗎？迷你實驗室物體的動能與勢能是可以相互轉化的，橡皮筋的彈性勢能轉化為了小球的動能，小球被拋出。橡皮筋被拉得越緊，它具有的彈性勢能越大，松手后轉化成小球的動能就越大。而小球的質量一定，因此小球被拋出時的速度就越大，會被拋得更遠。杜絕高空拋物倡導文明生活1.很多同學都玩過蕩秋千，下列說法正確的是(

)秋千蕩到最低點時只有動能秋千蕩到最高點時有重力勢能和動能從最低點蕩到最高點的過程中重力勢能轉化為動能從最高點蕩到最低點的過程中動能增大，重力勢能減小D練習2.如圖所示為掉在地上的彈性小球在地面上彈跳的頻閃照片。彈性小球從A點運動到B點的過程中，它的__________轉化為動能；彈性小球在B點的機械能________（選填“大于”“小于”或“等于”）在C點的機械能。重力勢能大于水能和風能是自然界中豐富的機械能資源。知識點2機械能的應用水能水的流動風能空氣的流動古人很早就開始利用水能，通過水流沖擊水輪轉動來汲水、磨粉、碾壓谷物等。點擊圖片播放視頻1.水能的利用（1）古代對水能的利用水的重力勢能轉化成動能，通過水輪機帶動發電機發電，可以將水的機械能轉化為電能，再通過輸電線送到用電地區。（2）水力發電2.風能的利用風把風箏吹到天空，對風箏做了功風使小風車飛轉，對風車做了功風具有機械能。點擊圖片播放視頻我國早在2000多年前就開始利用風來驅動帆船航行。（1）古代對風能的利用（2）風力發電風力發電的能量轉化：風能→風車葉片的動能→電能點擊圖片播放視頻：風力發電原理歐瑪亭嘎風電場——高海拔地區規模最大的風電場烏恰風電場——中國最西端的風電場福建平潭外海——海上風電酒泉風電基地——中國最大的風電場如圖是利用水能發電的示意圖。修建攔河大壩是為了增加水的________能。從水能的利用角度考慮水輪機安裝的位置應靠近________（選填“上游”或“下游”）。練習重力勢下游1.跳傘運動員在空中勻速下落的過程中，其動能、勢能、機械能是否變化？請具體說明。跳傘運動員在空中勻速下落的過程中，質量不變，速度不變，因而動能不變；高度降低，所以重力勢能減小；機械能等于動能與勢能之和，因此機械能減小。課堂練習2.三峽水庫修建大壩提高水位差是為了增加水的________能。高處的水奔流而下時________能轉化為________能。重力勢重力勢動3.據報道，一個雞蛋從十幾層樓落下可能傷及行人，從二十幾層樓落下會危及行人的生命。由此可知，重力勢能與__________________有關，在雞蛋的下落過程中，重力勢能轉化為________。物體所處的高度動能4.興趣小組研討火車站進站段鐵路工程的設計。小明提交了圖(a)所示的設計方案示意圖，小蘭提交了圖(b)所示的設計方案示意圖。從節能角度考慮，你選擇哪個設計方案？為什么？選擇小蘭提交的設計方案。理由：根據動能與重力勢能的轉化可知，小明提交的設計方案中，火車進站時下坡，這一過程中有一部分重力勢能轉化為車的動能，會使車速提高，難以剎車，所以該方案不合理。小蘭提交的設計方案中，火車進站時上坡，將動能轉化為重力勢能，車速減小，既便于剎車，出站時還可以將儲存的重力勢能轉化為動能，節省能源，所以該方案合理。5.怎樣向地板拋乒乓球，才能使它彈跳到高于原來拋球的位置？說明選擇這種拋法的理由。用力向下拋乒乓球，使球拋出時具有一定的動能。理由：忽略空氣阻力，根據機械能守恒，乒乓球彈跳到原來拋出的位置時仍有一定的動能，還能繼續向上運動，到達最高點時的重力勢能等于乒乓球拋出時的重力勢能和動能之和，因此這樣做能使乒乓球彈跳到高于原來拋球的位置。6.你蕩過秋千嗎？請定性分析蕩秋千過程中動能和勢能是如何轉化的。在蕩秋千時，從高處蕩向低處的過程中，高度降低，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能；從低處蕩向高處的過程中，高度升高，重力勢能增大，速度減小，動能減小，動能轉化為重力勢能。7.*在玩蹦蹦桿時，小明依靠自身的重力擠壓蹦蹦桿下端的彈簧。當他躍起時，彈性勢能被釋放出來，幫助小明向上跳躍。請分析此過程中機械能是怎樣轉化的。7.小明依靠自身重力擠壓蹦蹦桿下端的彈簧到最低位置時，小明的質量不變，所處的高度變小，所以重力勢能變小，彈簧的形變量變大，彈性勢能變大，所以小明的重力勢能轉化為彈簧的彈性勢能。彈簧逐漸恢復原長時，彈簧的彈性勢能逐漸變小，小明的速度變大，動能變大，高度變大，重力勢能變大，彈簧的彈性勢能轉化為小明的動能和重力勢能；躍起后，速度變小，動能變小，高度變大，重力