1、机械能及其转化学习目标1.理解动能和势能的转化。2.了解机械能守恒。3.了解水能和风能的利用。自主探究学点一:机械能提出问题:(1)一切运动的物体都具有什么形式的能?其大小决定于哪些因素?(2)物体在什么情况下具有重力势能和弹性势能?(3)飞行中的飞机和跳水运动员各具有什么能?生活举例:请举出生活中同时具有动能和势能的事例。归纳总结:1.动能、 势能和 势能统称为机械能; 2.物体具有机械能的总量等于 和 两种能量之和。 学点二:机械能及其转化生活体验:骑自行车从
2、陡坡路顶部自由而下的过程 ,即使不蹬脚踏板,车子的速度也是越来越快。提出问题:骑自行车下坡的过程中 ,动能和重力势能的大小各有什么变化?启发引导:势能减小了,是不是能量消失了 ?动能增加了,动能的来源是什么?猜想可能发生了什么转化?滚摆实验:把滚摆的摆绳缠绕到最高点静止释放 ,注意观察滚摆在运动过程中速度和高度的变化。深入分析:(1)释放前,滚摆具有什么能?(2)释放后,动能和势能的大小如何变化?(3)滚摆运动中能量是如何转化的?单摆实验:把小球拉到一定的高度 ,由静止释放,作出小球的运动轨迹。深入分析:小球从 A 运动至 B 势能转化为动能,从 B 到 C 过程动能转化为势能。归纳总结:滚摆
3、和单摆实验说明了 。 学点三:机械能守恒游戏体验:把铁锁用绳子悬挂起来 ,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手。铁锁摆回时会碰到鼻子吗?思考讨论:铁锁不会碰到鼻子 ,而且铁锁摆动的幅度越来越小,这表明铁锁的机械能变大还是变小?假设没有阻力,会看到什么现象呢?归纳总结:如果只有动能和势能相互转化 ,那么机械能的总和 。实际生活中,在机械能的相互转化过程中,往往要克服摩擦力做功,机械能 。 学点四:水能和风能的利用提出问题:自然界中许多物体的运动都伴随着
4、机械能的转化,那么自然界中机械能又以何种形式存在呢?自主学习:阅读课本 P72P73 的内容,认识自然界存在的机械能,了解水能和风能发电过程中的能量转化。归纳总结:1.自然界中的流水和风都是具有大量 能的天然资源,水能和风能是 能。2.水电站是利用水的 能先转化为水轮机的 能进行发电的;风力发电是将风的 能转化为电能。 课堂检测1.上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动,运动所需的能量来源于( )A.动能 B.电能C.重力势能 D.弹
5、性势能2.跳远运动的几个阶段如图所示,则运动员( )A.助跑阶段机械能不变 B.起跳时机械能为零C.经过最高点时动能最大 D.经过最高点时重力势能最大3.如图所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为 65J,则滑到底端的动能是( )A.35J B.50JC.55J D.65J4.如图所示,忽略空气阻力,由空中 A 处释放的小球经过 B、C 两位置时具有相同的( )A.速度 B.动能C.机械能 D.重力势能5.一只小鸟在空中飞行,它具有的动能是 15J,重力势能是 18J,它的机械能是 J。 6
6、.修拦河大坝是为了提高上游水位,增加水的 能,水流下时才能转化为更多的 能,从而带动发电机发电。 7.许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动( 按一定距离排列的骨牌,碰倒第一块骨牌后,其他所有骨牌会依次倒下),其中的物理原理是 :骨牌倒下时, 转化为 ,这部分能量就转移给下一张骨牌,下一张骨牌倒下时具有的能量更大,骨牌被推倒的速度越来越快。( 均选填“动能 ”或“重力势能”) 8.如图所示是某城市轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个较小的坡度。请你从能量利用的
7、角度,分析这种设计的优点。参考答案自主探究学点一:机械能1.重力 弹性2.动能 势能学点二:机械能及其转化动能和重力势能可以相互转化学点三:机械能守恒保持不变 减小学点四:水能和风能的利用1.机械 机械2.重力势 动 动课堂检测1.D 解析:上紧的发条发生了弹性形变,而具有了弹性势能,在玩具车运动时,弹性势能转化为车的动能。2.D 解析:助跑阶段运动员质量不变,速度增大,动能增大,故机械能增大,A 项错误;起跳时,运动员有速度,故运动员有动能,因此机械能不为零,B 项错误; 在起跳过程中,运动员的动能转化为重力势能,动能减小,重力势能增大,经过最高点时,高度最高,重力势能最大,动能最小,C 项
8、错误 ,D 项正确。3.D 解析:小球在顶端静止,说明小球的动能为 0,机械能等于重力势能,为 65J,沿光滑斜面自由滑下,机械能没有转化为其他形式的能,重力势能全部转化为动能,滑到底端的动能为65J,故 D 项正确。4.C 解析:小球从空中自由下落的过程中,质量不变,高度减小 ,速度增大,则其重力势能减小,动能增大,将重力势能转化成了动能。忽略空气阻力,即不考虑机械能与其他形式能之间的相互转化,小球的机械能是守恒的,故 C 项正确。5.答案:33解析:因为机械能等于动能和势能之和 ,动能是 15J,重力势能是 18J,所以小鸟的机械能为15J+18J=33J。6.答案:重力势 动解析:重力势
9、能跟质量和高度有关 ,提高上游水位,增加水的重力势能; 水流下时,重力势能减小,水流速度增加,重力势能转化为动能,动能增加带动发电机发电。7.答案:重力势能 动能解析:骨牌倒下时,重心高度降低 ,重力势能减少,动能增加,重力势能转化为动能。8.答案:列车进站时,利用上坡使部分动能转化为重力势能 ,减少因为刹车而损耗的机械能; 列车出站时,利用下坡使储存的重力势能又转化为动能,使车加速,起到节能的作用。解析:通常情况下,列车进站要刹车停下来 ,这样会损耗机械能。如果有一个坡度,列车上坡时,把动能转化为重力势能储存起来,可以节能。进站时,动能转化为重力势能,速度减小;出站时,重力势能转化为动能,速度增大。