第4节机械能及其转化
11.4 机械能及其转化 课件(31张PPT)2023-2024学年人教版物理八年级下册
学习目标
1.能用实例说明物体的动能和势能的转化； 2.理解机械能守恒； 3.了解人类对水能、风能的开发与利用。
新知导入
飞行中的飞机
弹弓和弹射出去的小鸟
他们具有什么形式的能
新知学习
（一）机械能
一 机械能及其转化
1.动能、势能统称为机械能。
机械能
动能 势能
2、风能的利用：风能发电站
风能发电站：将风的机械能转化成电能
风车田
单个风力发电机的输出 功率较小，在风力资源 丰富的地区，可以同时 安装几百台风力发电机， 组成“风车田”，连在 一起供电。
课堂小结
机械能及
机
其转化
械
能
及
其
转
化
水能和风
能的利用
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2、动能和势能可以相互转化 3、判断动能和势能相互转化的方法 4、如果只有动能和势能相互转化， 机械能的总和不变，即机械能守恒。 水能的利用：水能发电站
2．(2023·牡丹江)如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的 __弹__性__势___ 能转 化为扇叶的 __动__ 能，扇叶快速转动，小车运动起来。
知识点2 机械能守恒 3．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是 ( C )
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大 B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大 C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小 D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
弹性势能
想想做做 把一个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，铁锁向前摆去。 想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？不会
机械能及其转化优质课件
从远地点向近地点运动时，重力势能转化为动能，故 D正确。
知1－讲
总 结
物体动能和重力势能间的转化规律：
条件 质量 一定 运动情况 动能 重力势能 转化方向 重力势能转化 为动能 动能转化为重 力势能
加速下降
减速上升
增大
减小
减小
增大
知1－练
1 【中考· 成都】火箭加速升空过程中，对于火箭搭 载的卫星，下列叙述正确的是( B ) A．卫星的机械能总量不变 B．卫星的机械能总量增加
知2－讲
知识点
2
机械能及其守恒
定义 •机械能：动能和势能统称为机械能。 •机械能守恒：如果只有动能和势能相互转
化，尽管动能和势能大小会变化，但机械
能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
知2－讲
说明： 1. 机械能守恒是有条件的，只有重力或弹力做功时， 机械能是守恒的。
2. 在动能和势能相互转化中，若受摩擦等阻力，则机
知1－讲
【例1】如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的
是( D )
（来自《点拨》）
知1－讲
【解析】 •本题考查机械能之间的相互转化。 •运动员被蹦床弹起，是蹦床的弹性势能转化为运动员 的动能和重力势能，故A错误； •小球从B向C运动、滚摆向上滚动时，都是动能转化 为重力势能，故B、C错误；
•卫星在远地点时重力势能最大，在近地点时动能最大，
电 能之间的相互转化。 能和______
（来自《典中点》）
1
知识小结
1. 动能与势能统称为机械能
2. 动能和重力势能可以相互转化
动能和弹性势能可以相互转化 能的总和不变 4. 水能和风能的利用
动能和势能可 以相互转化
3. 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械
【初中物理】人教版八年级下册第4节 机械能及其转化(练习题)
人教版八年级下册第4节机械能及其转化(183)1.关于机械能，下列说法正确的是（）A.一个物体只具有动能，不能说其具有机械能B.一个物体只具有重力势能，不能说其具有机械能C.一个物体只具有弹性势能，不能说其具有机械能D.以上说法都是错误的2.在如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是（）A. B.C. D.3.如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是（）A. B. C. D.4.如图所示，甲为单摆，乙为滚摆。
当单摆从A点经过最低点B，再摆动到最高点C的过程中，小球各种形式的能的转化情况是:；由图提供的信息可知，小球的机械能(选填“守恒”或“不守恒”)。
滚摆在运动过程中是能和能之间的相互转化。
5.搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空并准确入轨，发射圆满成功。
如图所示，“嫦娥三号”在加速上升的过程中（）A.动能增大，重力势能减小，机械能不变B.动能减小，重力势能增大，机械能不变C.动能不变，重力势能减小，机械能减小D.动能增大，重力势能增大，机械能增大6.如图所示，用绳子把一个铁锁悬挂起来。
把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手。
头保持不动，锁向前摆去又摆回来。
下列说法正确的是（）A.铁锁在摆动的过程中,机械能保持不变B.铁锁摆动到最低点时动能最小C.铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能D.铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能7.我国是世界上水资源最丰富的国家之一，下列关于水能的说法中，不正确的是（）A.诗句“不尽长江滚滚来”，描述的是长江水具有动能B.诗句“黄河之水天上来”，描述的是黄河水具有重力势能C.水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组D.利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能8.毛泽东的《沁园春·雪》气势磅礴，其中有一句为“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。
从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是（）A.动能转化为重力势能的过程B.弹性势能转化为动能的过程C.重力势能转化为动能的过程D.动能转化为弹性势能的过程9.如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动的过程中，不计空气阻力，则（）A.从最高点运动到最低点的过程，动能转化为重力势能B.从最低点运动到最高点的过程，重力势能转化为动能C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度10.如图所示，钢珠沿竖直平面内的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠（）A.通过d点时的速度比通过c点时的大B.在c点比在b点的重力势能小C.从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能D.从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能11.如图甲所示，运动员被蹦床弹起的瞬间是能转化为能；图乙中木块撞击弹簧时，能转化为能。
《机械能及其转化》说课稿
《机械能及其转化》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《机械能及其转化》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《机械能及其转化》是人教版初中物理八年级下册第十一章第四节的内容。
在此之前，学生已经学习了动能和势能的相关知识，为本节课的学习打下了基础。
本节课主要探讨机械能的相互转化以及机械能守恒定律，对于学生理解能量的转化和守恒这一重要概念具有重要意义。
本节课在教材中的地位和作用主要体现在以下几个方面：1、它是对前面所学动能和势能知识的综合应用和深化，使学生对机械能的概念有更全面、更深入的理解。
2、通过对机械能转化的研究，为学生后续学习能量守恒定律以及其他形式能量的转化和守恒奠定基础。
3、培养学生观察、分析和解决问题的能力，以及运用物理知识解释生活现象的意识。
二、学情分析1、知识基础：学生已经掌握了动能和势能的概念、影响因素以及相关的计算公式，但对于机械能的转化以及守恒定律的理解还相对较浅。
2、能力水平：八年级的学生具备一定的观察能力和逻辑思维能力，但在抽象思维和综合分析问题方面还有待提高。
3、学习特点：学生对物理实验和生活中的物理现象充满兴趣，但在学习过程中可能会出现理解困难、注意力不集中等问题。
三、教学目标基于以上的教材和学情分析，我制定了以下的教学目标：1、知识与技能目标（1）理解机械能的概念，知道机械能包括动能和势能。
（2）能举例说明动能和势能之间的相互转化。
（3）理解机械能守恒定律的内容。
2、过程与方法目标（1）通过观察和实验，培养学生的观察能力和动手操作能力。
（2）通过分析和推理，培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对机械能转化的研究，激发学生学习物理的兴趣，培养学生探索自然规律的科学态度。
（2）通过运用物理知识解释生活中的现象，让学生体会物理与生活的紧密联系，提高学生学习物理的积极性。
11.4 机械能及其转化
5.如图是某城市地铁的设计方案图,进站和出站的轨道都与站台构成一 个缓坡,为了充分利用能量,火车进站上坡前关闭发动机,利用惯性冲上 缓坡,则上坡时火车的动能逐渐__ __，重力势能逐渐__ __(选填“增大 ”“减小”或“不变”)， 能转化为 能“储藏”起来。而下 坡时火车的 能转化为 能，既便于火车启动，又可以节约能 源。
5、结合滚摆的运动特点，阐述一下单摆在运动的过程中能量的转化情况。
单摆从A点下落到B点的过程中，重力势能逐渐转化成动能； 从最低点B运动到C点的过程中，单摆的动能逐渐转化为重力势 能。
6、为什么滚摆和单摆在运动过程中，上升的高度一次比一次低？
由于空气的阻力，使得机械能有一部分转化为其他形式的能。
7、假设不计空气阻力的影响，想象一下它们将怎样运动？
功和能的关系
① 做功的过程就是能量转化或转移的过程。 ② 物体的动能和势能发生了变化，一定有力对物体做了功。
例 ① 物体自由下落重力势能减少，重力做功； ② 举起重物克服重力做功，重力势能增加。
三、水能和风能的利用 1．水能和风能是机械能
水能的破坏性释放造成灾害
2．在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。
讨论交流
• 1、将滚摆从最高点释放，让滚摆运动，观察滚摆的运动特点，试着阐 述一下。
滚摆从最高点下落过程中，运动速度越来越大，到最低点 的瞬间，速度达到最大。由于惯性，滚摆再向上运动，上升过 程中运动速度越来越小，到达最高点瞬间，速度为零，但每次 上升的高度在逐渐减小。
2、根据滚摆的运动特点，说一下，上升和下降过程中，滚摆的动能和重 力势能如何变化？
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。
图中的过山车具有什么能？ 过山车为什么能够不断地翻滚？
机械能及其转化
小组讨论
实验：用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己 的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆 回来，铁锁摆回时会碰到自己的鼻子吗？如果只有动 能和势能的转化，为什么没有碰到鼻子？机械能总量 怎样变化了？
教师点拨
机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转 化，机械能的总和是不变的（守恒的）。
阅读课本第71页、72页，完成下列填空： 弹性势能 重力势能 动能 1. 能与 能统称为势能， 势能 能与 能统称为机械能， 转化 势能 2．动能和势能的转化：动能和势能之间可以相互 动能 ，动能可以转化为 ，势能也可以转化为 。 有，因为它离地面有一定的高度 3．手持粉笔头高高举起。问题：被举高的粉笔具不具 有能量？为什么？
请同学们做好课前准备：
1.准备好物理课本，笔记本、笔。
2.端正坐姿，保持安静，预习新 知识，以饱满的激情准备上课。
第4节.机械能及其转化
学习目标 1.认识动能和势能的相互转化及机械能守恒。 2.知道日常生活中动能和势能转化的例子，并 理解其转化过程。 3.简单了解对水能和风能的利用。
自主预习
小组讨论3 （3）观察 动能和弹性势能的转化实验
教师点拨
1.在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能 和势能各自的变化，而且是此增彼减。 2.动能的增减变化，要以速度增减来判断。 3.重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的 增减变化来判断。 4.判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的天津）人造卫星沿椭圆轨道绕地 球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫 减小 星的动能 （选填“增大”、“减小”、“ 不变”），卫星的势能 （选填“增大”、 增大 “减小”、“不变”）
跟踪练习2
2.（2012娄底）玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图 所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高 点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能 B 和势能的相互转化。下列说法正确的是（ ） A．A点机械能小于B点机械能 B．D点动能最大，A点势能最大 C．D点动能最大，A点机械能最大 D．A点势能最大，机械能最大
《第十一章 第4节 机械能及其转化》教学设计教学反思
《机械能及其转化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解机械能的观点，了解动能、重力势能和弹性势能的性质及其影响因素。
2. 过程与方法：通过实验探究，掌握动能和势能的转化原理，能够诠释生活中的机械能转化现象。
3. 情感态度价值观：培养对物理学的兴趣，树立科学的世界观。
二、教学重难点1. 教学重点：引导学生通过实验探究机械能及其转化。
2. 教学难点：理解机械能转化过程中能量如何转移，以及影响因素。
三、教学准备1. 准备相关实验器械，包括弹簧、小球、斜面、木块等。
2. 制作PPT课件，展示相关图片和视频。
3. 提前安置学生预习相关内容，准备参与教室讨论。
4. 准备一些生活中的机械能转化案例，用于教室讲解。
四、教学过程：本节课的教学目标是让学生理解机械能及其转化，掌握动能、重力势能和弹性势能的决定因素，了解能量守恒定律。
1. 引入: 通过一个简单的实验来激发学生兴趣，让他们观察一个物体在重力作用下下落的过程，并引导学生思考这个过程中能量的转化。
2. 讲解机械能: 通过图片和视频展示机械能的含义，并诠释其包括的几种形式。
让学生了解动能、重力势能和弹性势能。
3. 探究决定因素: 通过实验探究，让学生了解动能、重力势能和弹性势能是如何由物体的质量和速度、高度以及弹性形变水平决定的。
4. 能量守恒定律的讲解: 介绍能量守恒定律，并通过一些实例让学生了解能量是如何转化的，以及为什么能量不能被创造也不能被消灭。
5. 机械能转化的应用: 举例说明机械能转化在平时生活和工农业生产中的应用，如汽车、电动车、水力发电、弹簧玩具等。
6. 教室互动与讨论: 给学生提出一些实际问题，让他们通过小组讨论和交流来寻找答案，培养他们的思考能力和解决问题的能力。
7. 作业安置: 给学生安置一些与本节课内容相关的作业，帮助他们稳固所学知识，并引导他们进一步思考。
8. 教室小结: 回顾本节课的主要内容，强调重点和难点，帮助学生梳理所学知识。
11.4 机械能及其转化概述
重力势能最小 动能最大
C
B
1、上升：速度 变慢 ，高度 变高 ， 动能 变小 ， 重力势能 变大 ， 动 能转化为 重力势 能。 2、下降：速度 变快 ，高度 变低 ，动能 变大 ， 重力势 能 变小 ，重力势 能转化为 动 能。
动能和弹性势能可以相互转化吗？
三、动能和弹性势能的转化
拉开的弓把箭射出去的过程中， 弓的弹性势能 减小，箭的动 能 增大 ，弓的 弹性势 能转化为 箭的 动能。
上坡前加紧蹬几下，增大自行车的速度， 增大动能，可以有较多的动能转化为重力势 能，使车容易上坡。
五、水能和风能的利用
1、下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ D ） A、流动的河水只有动能，没有重力势能 B、风只具有动能，不具有重力势能 C、利用水能和风能都可以做连续性的工作 D、水能和风能都不会污染环境
动能和弹性势能可以相互转化
铁球压缩弹簧过程中，铁球的动能减小，弹簧的弹 性势能增大，动能转化为弹性势能 弹簧恢复过程中，弹簧的弹性势能减小，铁球的动 能增大，弹性势能转化为动能
结论：
动能和势能的相互转化的条件 （1）动能和势能的相互转化过程中，必 定有动能和势能各自变化，而且一定是此 增彼减。 （2）动能的增减变化要以速度的增减来 判断。 （3）重力势能的增减变化要以物体离地 面高度的增减变化来判断。 （4）弹性势能的增减要根据形变大小的 变化来判断。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第4节机械能及其转化
（一）教学目的
1．理解动能和势能可以相互转化并能举例说明。
2．能解释有关动能和势能相互转化的简单现象。
3.通过学习，让学生从能量转化的角度认识生活中的实例，加强学生的环保意识，让
学生认识到能量的可持续性。
（二）教具
1．滚摆。
2．课本图11.4-3
3．单摆、皮球（或乒乓球）。
（三）教学过程
1．复习提问
(1)动能的大小与哪些因素有关？怎样判断质量一定的物体的动能的变化？
(2)势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？
（演示钢球从斜槽滚下，斜槽倾角应尽量小一些，使钢球从斜槽滚下的时间尽量长一些，引导学生观察钢球竖直高度的变化和速度的变化，回答上述问题）
2．新课教学
(1)动能和重力势能可以相互转化。
从上面实验可以看到，钢球从斜槽滚下的过程中，高度
降低，重力势能减小；速度变快，动能增大，这个动能是怎样产
生的？（引导学生回答是由重力势能转化来的）
问：重力势能可以转化为动能，动能可不可以转化为重
力势能呢？
演示滚摆（将摆轮涂成黑白相间，使学生明显观察到转速的变
化），引导学生观察：摆下降时，摆轮越转越快；摆上升时，摆轮越转
越慢，并说明动能和重力势能变化的情况，最后得出动能和重力势能可
以相互转化的结论。
(2)动能和弹性势能可以相互转化吗？
演示课本图1-7（水平槽末端加一弹簧，以使动能和弹性势能的变化明显显示出来），引导学生观察：钢球接触弹簧后，速度减小，弹簧压缩；弹簧恢复时，形变减小，钢球速度变大，但方向反过来了（教师应指出：动能大小跟运动快慢有关，跟运动方向无关，因为物体向任何方向运动都能做功）。
对钢球和弹簧间的能的转化，应分两步讲：①从钢
球压弹簧开始到弹簧形变最大：钢球动能由最大变到零，
弹簧弹性势能由零到最大，即动能转化为弹性势能。
②从
弹簧形变最大到恢复原状：弹簧弹性势能又转化为钢球的
动能。
(3)动能和势能相互转化的例子。
先让学生列举日常生活中例子，然后引导学生观
察和分析下列事例：
①演示单摆，引导学生观察摆球在高度最大处和
最低点的速度大小，说明动能和势能的相互转化。
②人造卫星：教师先指出：卫星在远地点，势能
最大，在近地点势能最小。
问学生：卫星由远地点向近
球点运动的过程中，速度怎样变化？能量怎样转比？引
导学生回答：卫星由远地点到近地点，势能减小了，减
小的势能转化为动能，故速度增大。
再让学生回答卫星由近地点向远地点运动能的转化情况。
③撑竿跳高：由于过程比较复杂，可由教师分析讲解。
为使问
题简化，分析时一律不考虑起跳前助跑的作用。
徒手跳高的高度由起跳时向上的速度决定。
即起跳时的动能转
化为最高点的重力势能。
撑竿跳高时，人在起跳时使撑竿弯曲（形变），这时人具有动
能，撑竿具有弹性势能。
到最高点时，撑竿恢复原状。
人的动能和撑
竿的弹性势能都转化为人的重力势能。
故撑竿跳高比徒手跳高的高度大。
①跳板跳水：引导学生回答：起跳时为什么人要向下猛压跳板？（答：使跳板形变，具有弹性势能）人离开跳板时的动能是哪里来的？（答：跳板的弹性势能转化来的）人起跳的高度由什么因素决定？（答：由起跳时的动能，也就是由跳板形变最大时的弹性势能决定）注意：不讨论人在空中的翻转。
3．板书设计
动能和重力势能可以相互转化。
动能和弹性势能可以相互转化
4．想想议议
(1)演示皮球的下落和跳起（将皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，观察木块上的黑色圆斑），并提出问题，让学生讨论回答：
为什么木块上是圆斑，而不是黑点？（答：因为皮球发生了形变）
发生弹性形变的皮球具有的弹性势能是哪里来的？（答：由动能转化来的）
皮球反跳有向上的速度，即具有动能，这个动能是哪里来的：（答：弹性势能转化来的）最后提出：皮球从一定高度落下，反跳到最高点，说明这一
过程能的转化情况？
（点名要学习好的学生回答）
(2)演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度
也是一次比一次低．最后都要停下来，问：这是什么原因呢？
（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，
要消耗物体的机械能。
最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）
教师点明：消耗掉的机械能并未消失，而是转化为其他形式的能了。
这个问题以后将学到。
（3)物体能做功才具有能，举高的物体处于静止状态，怎能做功？既然不能做功，为什么说它具有重力势能？
（引导学生回答：举高的物体落下来具有动能，动能可以做功，但动能是由重力势能转化来的，故我们说势能可以做功，实际上是势能可以转化为动能而做功）
(4)钢球落在钢板上，也会反跳起来，反跳时的动能是怎样转变来的？教师指出：钢球和钢板相碰，也要发生弹性形变，只是这个形变较难觉察。
事实上，任何坚硬的物体相碰时，都要发生形变。
然后让学生回答。
5．布置作业
(1)说明下列过程中机械能的转化：
①雪橇从山坡上滑下；
②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；
③玩具弹簧枪将“子弹”射出去；
④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。
(2)你骑自行车时，在上坡前往往要加紧蹬几下；汽车司机在开车上坡前，也往往要加大油门，加大速度。
从能的转化来说明这样做的好处。
(3)弹簧门在推开以后能自己关闭。
说明这件事怎样利用了能的转化。