机械能及其转化
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
《机械能及其转化》教案（通用7篇）
《机械能及其转化》教案《机械能及其转化》教案（通用7篇）在教学工作者实际的教学活动中，通常需要用到教案来辅助教学，借助教案可以有效提升自己的教学能力。
那要怎么写好教案呢？下面是小编为大家整理的《机械能及其转化》教案（通用7篇），仅供参考，欢迎大家阅读。
《机械能及其转化》教案篇1一、教学目标【知识与技能目标】1、理解动能、势能的相互转化。
2、能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
【过程与方法目标】通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。
【情感态度价值观目标】通过学习机械能守恒定律，培养学生的科学态度。
二、教学重、难点【重点】理解动能、势能的相互转化。
【难点】理解动能、势能的相互转化。
三、教学过程环节一：导入新课1.我们已经学习过关于能量的转化，请问电灯工作的时候，能量是怎么转化的?风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的?水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的?电动机工作的时候，能量是怎么转化的?学生讨论回答。
2.创设情境老师操作溜溜球,吸引学生注意力,并切入主题。
教师先通过提出一个关于能量转化的问题,引起学生思考,并由所设计的情景，将学生引入学习。
老师提问:为什么溜溜球在松手后能够不停的上下运动呢?这需要大家自己探究。
环节二：建立概念1.想想做做：滚摆实验出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。
事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。
如果实验室滚摆数量不够，可让学生自制。
做实验前，应让学生明确要观察的物理现象，着重点放在能量的转化过程。
做实验时，要让学生观察清楚：滚摆下降时，位置越来越低，速度越来越大;滚摆上升时，位置越来越高，速度越来越小。
再引导学生认识势能向动能转化，动能向势能转化的过程。
由于有阻力，滚摆上升的最大高度将逐渐减小。
对此，教学时不要明确指出，以免影响学生对动能和势能相互转化的理解。
老师展示、引导学生复述并分析实验中观察到的现象。
机械能及其转化
动能和势能及能量的转化1.能量（1）定义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）实质：物体做功的过程就是能的转过过程，物体做功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多。
①功是一个过程量，一个物体能够做功我们就说它具有能量。
能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。
②理解能够做功：能够做功说的是它不一定正在做功，可能是没做功，但是她是可以做功的，比如举高的重锤在空中静止时，她虽然没有做功，但是当他落下时，可以将木桩打进地面，所以举高的重锤有做功的本领，她具有能量。
③一个物体能够做的功越多，它具有的能量越大。
例如，同一个重锤被举的越高，落下时把木桩砸进地里面越深，这说明据的越高的物体做得功越多，所以说它具有的能量就越大，因此我们可以用作功的多少来衡量物体具有的能量的大小。
④能量的单位：能量的单位与功的相同，在国际制单位中，功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）2.动能（1）定义：物体由于运动而能够做功，她具有的能量称为动能。
（2）一切运动的物体都具有动能（3）影响动能大小的因素：物体的质量和速度.其中物体的动能和物体的质量成正比，和速度的平方成正比，可以看出速度对动能的影响是比较大的。
在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须要注意两个因素的“同时性”。
例如：一颗子弹的速度远大于火车的速度，但是并不能说子弹的动能就一定大于火车的动能，因为子弹的质量比火车的小得多；也不能说因为火车的质量比子弹大的多就说火车的动能比子弹大。
因此要两个因素同时考虑。
（4）在分析物体的动能大小时，要同时考虑到质量和速度是否在发生变化，不能只考虑其中的一个；例如在公路上匀速行驶的洒水车，尽管她的速度没发生改变，但是其质量在不断的变小，所以动能也变小。
3.重力势能和弹性势能统称为势能。
（1）重力势能：由于被举高而具有的能量。
例如倍举高的重锤，在空中飞行的子弹，大山中一块伸出的怪石、课桌上放的书本都具有重力势能。
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？
4机械能(原卷版)
一、机械能及其转化1、机械能（1）定义∶动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
（2）单位∶焦耳，简称焦，符号是J。
（3）大小∶机械能= 动能+ 势能。
（势能包括重力势能和弹性势能）【注释】∶对机械能的理解一个物体可以同时具有动能和势能，如天空中飞行的飞机、跳水过程中的运动员等;也可以只具有动能或只具有势能，如在水平地面上行驶的汽车只具有动能，吊在天花板上的灯只具有重力势能。
∶机械能的决定因素机械能由动能和势能（包括重力势能和弹性势能）共同决定。
由于动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与弹簧的弹性形变程度有关，因此机械能的决定因素有质量、速度、高度、弹性形变程度等。
2、动能和势能的相互转化（1）动能和重力势能的相互转化单摆实验：如图所示，将摆球从A 点静止释放，摆球从A 点摆向最低点B的过程中，位置越来越低，速度越来越快，所以重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能;从 B 点摆向C点的过程中，位置越来越高，速度越来越慢直至为零，所以重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，动能转化为重力势能。
除此之外，常见的动能和重力势能相互转化的例子还有滚摆、过山车等。
（2）动能和弹性势能的相互转化小球碰撞弹簧实验：如图所示，从斜面上滚下的小球从接触弹簧到把弹簧压缩到最短的过程中（图甲→乙），小球速度越来越小，弹簧的形变越来越大，即小球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能;弹簧从最短到恢复原状的过程中（图乙→丙），弹簧的弹性形变越来越小，小球的速度越来越大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
另外，篮球落地反弹的过程、撑竿跳高的过程中也发生了动能和弹性势能的相互转化。
【对动能和势能相互转化过程的理解】（1）在动能和势能相互转化的过程中，只要其中一种能量在减少，另一种能量就在增加;（2）动能和势能的转化可以发生在同一物体之间，比如单摆实验中摆球的动能和重力势能的相互转化;也可以发生在不同物体之间，比如小球碰撞弹簧实验中小球的动能与弹簧的弹性势能的相互转化。
中考复习十二机械能及其转化机械能及其转化
中考复习十五机械能及其转化知识要点1．动能本领叫做能。
物体能做多少功，就说它具有多少能。
能的国际单位：焦（J）。
物体因为运动而具有的能叫动能。
动能的大小与物体的质量、速度相关：物体的质量越大，速度越大，它的动能越大，所以，比较两个物体的动能大小时，就要紧紧抓住质量、速度这两个因素来实行比较.例如两个物体质量相同时，则速度较大的物体具有的动能较大；假如两个物体的速度相同，则质量较大的物体具有的动能较大。
假如一个物体的质量比另一个物体的质量大，但它的速度却比另一个物体的速度小，要比较它们动能的大小，就要看它们能够做多少功来决定.例如有两个钢球，一个质量较大，而另一个速度较大，则可让它们分别推着同一个木块在同一个水平桌面上运动，.能把木块推动较远的钢球做的功较多，则它所具有的动能就较大。
2．势能势能分为重力势能和弹性势能．（1）重力势能：被举高的物体具有的能，叫做重力势能。
物体的重力势能的大小与物体的质量、高度相关：物体的质量越大，被举得越高，它下落时能做的功就越多，说明它的重力势能越大.所以，比较两物体重力势能大小时，应紧紧抓住质量和物体所处高度这两个因素来分析、比较。
假如两个物体所处的高度相同，则质量越大的物体所具有的重力势能越大；假如两个物体的质量相同，则所处的高度越高的物体所具有的重力势能越大。
假如一个物体的质量比另一个物体的质量大，但它的高度却比另一个物体的高度要小时，要比较这两个物体重力势能的大小，这就要看它们能做多少功来决定。
例如让这样情况的两个打桩机重锤从各自所处的高度落下，能把同一个木桩打入地里较深的垂锤，它具有的重力势能就较大。
(2)弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。
弹性势能的大小与物体的弹性形变相关。
某个物体的弹性形变增大，它具有的弹性势能增大。
例如对某一张被拉弯的弓来说，它被拉得越弯，箭将被射得越远，说明弓的弹性势能越大。
3．机械能动能和势能统称为机械能。
某一状态下，机械能=动能＋势能。
第4节 机械能及其转化
7. 将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么 出人意料的现象发生吗？怎样解释看到的现象？
解：铁罐从斜面滚下后又返回.铁罐从斜面滚 下时重力势能转化为动能及橡皮筋的弹性势 能，而后弹性势能又转化成动能和重力势能.
8.分析人造地球卫星的机械能转化情况. 卫星从远地点向近地点运动的 过程中，重力势能转化为动能； 卫星从近地点向远地点运动过 程中，动能转化为重力势能.
正确理解机械能守恒
动能和势能的转化
首先分析决定动能大小的因素（质量和速度）、决
定重力势能大小的因素（质量和高度）或弹性势能
大小的因素（弹性形变）如何变化，再看动能和重
力势能（或弹性势能）如何变化。
判断机械能是否守恒的方法 （1）在能量转化过程中，判断是否只有动能和势能的 相互转化，若有其他形式的能参与了转化，则机械能
D）
27.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s 匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行 中动能 不变（选填“增加”、不变“或“减少”）.某 时刻他们的位置如图所示，该时刻 甲的重力势能 等于 乙的重力势能 甲的机械能 小于乙的机械能. （选填“大于”、“等于”或“小于”） 28.如图是某轻轨车站的设计示意图，与站台连接的轨道 都有一个小的斜坡，试从能量转化的角度说明这种设计 的好处. 答：进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来； 出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，从 而达到节能的目的.
A
CD
31.如图所示，使单摆偏离原来静止位置到A1，当摆球 从A1向下摆动时，它的速度越来越快，动能逐渐 增大 ， 势能逐渐 减小 ；当摆球到最低点O1时，它的动能最 大 势能最 小，在此过程中，摆球的势能逐渐转变成 动 能，此后，摆球又向B1的位置运动，随着摆球的上升， 它的速度越来越 小 ，动能逐渐变成 势 能；当摆球 到最高点B1时，它的动能为 0 ，势能最 大 .小球摆 动起来后，它在O1处的机械能比在O2处的机械能 大 . （选填“大”、“小”或“相等”）
第4节 机械能及其转化
练习 3.(2021·中山期末)为了 驳斥力是维持物体运
动的原因的观点，伽
利略设计了如图所示
的实验：让一个小球沿斜面从高 h 处由静止滚下，小球将 “冲”上另一个斜面，小球从高 h 处到达最低点过程中， _重重力力势势__能转化为动能，实验过程中发现小球“冲”上另一 个斜面却达不到原来的高度，这是因为在运动过程中，小 球的机械能总量__变变小小__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
知识点二 动能和势能的转化 (1)动能和势能之间可以相互转转化 化。动能和重力势能之间的相
互转化一般发生在只受重重力 力作用下的运动过程中。
(2)机械能的转化实例分析
实例
能量转化分析
上升：动动 能转化成重重力力势势 能； 滚摆 下降：重重力力势势能转化为动动 能。
装置图
单摆
左→中间：重重力力势势能转化为动动 能； 中间→右：动动 能转化为重重力力势势能。
第 4 节 机械能及其转化
1、理解机械能的概念，理解各种机械能之间的相互转化，知道机 械能守恒的条件。
2、了解水能、风能以及人类对它们的开发利用。 3、能用机械能之间的相互转化解释日常生活中的一些现象。
1、机械能的定义。 2、机械能的转化、守恒条件。
知识点一 机械能的概念 动能、重力势能和弹性势能统称为机机1械23能械能。即机械能＝
下列说法正确的是
( A)
A.在 a 到 b 的过程中，铅球的动能减小
B.在 a 到 b 的过程中，铅球的重力势能减小
C.在 a 到 c 的过程中，铅球的重力势能一直增大
D.在 a 到 c 的过程中，铅球的动能转化为重力势能
知识点三 机械能守恒 机械能守恒：只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保
机械能及其转化
D. 机械能的总量增加
课堂十分钟
3. （3分）如图KT11-4-2所示是跳水运动员跳板跳水 时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶 段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中( Ｃ ) A． 动能增加，机械能增加 B． 重力势能减小，机械能减少 C． 动能先减小后增大，机械能不变 D． 重力势能先减少后增大，机械能不变
所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻 力）．则实心球( Ｃ ) A． 在a处重力势能最小 B． 在b处动能为零 C． 在a、b、c三处的机械能相等 D． 在d处动能为零
课堂十分钟
2. (3分)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图KT114-1所示为卫星从远地点向近地点运动的过程. 针对该 过程，下列说法正确的是( Ｂ ) A. 动能转化为重力势能 B. 重力势能转化为动能 C. 机械能的总量减小
名师导学
新知3 机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化时，机械能的总和保持
不变，就称为机械能守恒.
名师导学
例题精讲
【例3】篮球落到地面又弹起来，接触地面时被压缩，
然后恢复原状，若不计一切阻力，以下说法正确的是 ( ) A. 下落过程中动能增加，机械能增加 B. 压缩过程中动能减小，弹性势能减小 C. 恢复过程中动能增加，弹性势能减小 D. 上升过程中动能减小，机械能减小
第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
名师导学
新知1 机械能
动能和势能统称为机械能. 一个物体可以既有动能，又有势能. 例如，飞行中的 飞机因为它在运动而具有动能，又因为它在高处而 具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它 的总机械能. 机械能是最常见的一种能量，它是和
物体的机械运动相联系的能量.
第十章 机械能及其转化
第十章机械能及其转化（一）动能和势能1．能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。
理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。
如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2．知识结构：3．探究决定动能大小的因素：①猜想：动能大小与物体质量和速度有关。
②实验研究：研究对象：小钢球方法：控制变量。
·如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。
·如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。
·如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。
③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大。
保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
练习：分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。
你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。
4．探究决定重力势能大小的因素：①猜想：势能大小与物体质量和下落高度有关。
②实验研究：研究对象：方法：控制变量。
·如何判断重力势能大小：观察比较。
·如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。
·如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。
③分析归纳：保持物体下落高度不变时结论：。
保持物体质量不变时结论：；④得出结论：。
5、弹性势能大小与______________________________因素有关.6．机械能：动能和势能统称为机械能。
理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
（二）动能和势能的转化1．知识结构：2．动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。
机械能及其转化
3.如图所示，小球先后从倾角分别为30°
和60°的光滑斜面由静止开始从顶端滑到
底端，它滑到底端时的速度大小分别为v1
和v2，则下列关系式中正确的是( B)
A. v1＞v2
皮球落向地面时，重力势 能转化为动 能； 撞击地板时， 动 能转化为 弹性势 能，恢 复形变（未离开地面）向上弹起时，弹性势能 转
化为 动 能，离开地面向上弹跳时， 动 能
转化为 重力势 能。
皮球落下又弹起的过程中能量的转化：
重力势能
动能
弹性势能
动能
重力势能
练一练
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,由于惯性冲上缓坡,则上坡时火车的动能 逐渐 减小 重力势能逐渐 增大。 (选填“增大”“减小”或“不变”)
.
14
思考：
1.铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？不能
2.假设没有阻力,会怎么样呢?
如果没有摩擦等阻力，只有在势能 和动能的相互转化，机械能的总和 保持不变，机械能是守恒的。
因为有摩擦等阻力，机械能会逐渐减小， 这时机械能是不 守恒的。部分机械能转化 为 内能（热能）。
分析其中的动能和势能的转化
1.当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何变
机械能及其转化
复习
动能
物体由于 运动 而具有的能叫动能
重力势能 物体由于被举高 而具有的能叫重力势能
弹性势能 物体由于 发生弹性形变 具有的能叫弹性势能
机械能
（板书在左边）
第4节 机械能及其转化
恒”或“不守恒”)。
图3
第4节 机械能及其转化
知识点 水能和风能的利用
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例5 自然界存在着大量机械能。如图4－甲所示，风能发电清洁、 无污染。风能是指空气流动产生的_____动_____能，风速越大，风能越 ___大_____；水力发电是通过增大水的__重__力__势____能来发更多的电，因此
图6
第4节 机械能及其转化
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4 ． ( 传 统 文 化 )“ 风 吹 草 低 见 牛 羊 ” 生 动 形 象 地 说 明 了 风 具 有 _____动_____ 能 ； “ 飞 流 直 下 三 千 尺 ” 所 揭 示 的 能 量 转 化 关 系 是 ___重__力__势___能转化为_____动_____能。
C．重力势能转化为动能
D．重力势能逐渐增大
图5
第4节 机械能及其转化
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3．(科技前沿)如图6所示，2022年11月12日，搭载“天舟五号”货 运飞船的长征七号遥六运载火箭发射升空。在火箭加速升空阶段，其搭 载的“天舟五号”货运飞船的重力势能__变__大____，动能___变__大___，机械 能__变__大____。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
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图7
第4节 机械能及其转化
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6．如图8所示，b、d两点等高，小球由静止沿粗糙曲面从a点运动
到 d 点 的 过 程 中 ， 在 ______a____ 点 的 机 械 能 最 大 ； 在 b 点 的 机 械 能 ____大__于____(选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能；小球的 机械能__不__守__恒____(选填“守恒”或“不守恒”)。
第4节 机械能及其转化
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机械能及其转化新
机械能转化技术用于开发各种能源，如煤 炭、石油、天然气等。
交通运输
农业
机械能转化技术应用于交通运输领域，如 汽车、火车、轮船、飞机等。
机械能转化技术用于农业领域，如拖拉机 、收割机等。
转化技术发展趋势
高效化
提高机械能转化效率是当前发展的重要趋势 之一。
环保化
减少对环境的影响，开发环保型的机械能转 化技术是未来的发展方向之一。
机械能的分类
动能
物体由于运动而具有的能，与物体的质量和速度有关。
势能
物体由于相对位置或状态而具有的能，如重力势能、弹性势能等。
机械能的应用
发电
利用水力、风力、火力等机械能转化为电能 ，为人类提供电力。
建筑
利用重力势能和弹性势能等机械能进行建筑 结构的设计和施工。
运输
利用公路、铁路、航空等运输工具将机械能 转化为物体的位移。
解决方案
可以采用分布式能源和微能源系统，降低转 化成本，例如采用太阳能、风能等分布式能 源系统，以及开发高效的微型能源转换装置
。
保护环境的挑战与解决方案
要点一
挑战
传统的能源转化方式会产生大量的废气和污染物，对 环境造成严重污染。
要点二
解决方案
可以采用清洁能源和可再生能源，减少废气和污染物 的排放，例如采用太阳能、风能等可再生能源系统， 开发高效脱硫脱硝技术等。
转化实例
自由落体运动
自由落体运动过程中，物体从静止开始下落，其重力势能逐渐转化为动能。当物体达到地面时，其重 力势能全部转化为动能。
自行车行驶
自行车行驶过程中，脚踩踏板使链条转动，进而驱动后轮转动，使自行车前进。在此过程中，人的化 学能（通过食物获取）转化为人体内的热能和动能（通过肌肉收缩实现），再转化为自行车的动能。 当自行车滑行或刹车时，部分动作用，如重力、弹力等，则物体的动能可能转化为势能；若受到摩擦力、空 气阻力等外力作用，则物体的动能可能转化为热能。此外，在电磁感应现象中，物体的动能可能转化为电能。
机械能及其转化
机械能及其转化
机械能是指物体由于其动能和势能所具有的总能量。
动能
是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。
势能是物体由于其位置或形状而具有的能量，与物体的质量、重力和高度有关。
机械能可以通过以下方式进行转化：
1. 动能转化为势能：当物体在上升过程中由于重力做功而
减速，其动能转化为势能。
例如，抛出的物体在上升过程
中速度减小，但其高度增加，动能减少而势能增加。
2. 势能转化为动能：当物体在下降过程中由于重力做功而
加速，其势能转化为动能。
例如，抛出的物体在下降过程
中速度增加，动能增加而势能减少。
3. 动能转化为其他形式的能量：当物体受到其他外力的作
用时，动能可以转化为其他形式的能量，如热能、声能等。
4. 其他形式的能量转化为机械能：例如，将化学能转化为
机械能的汽车引擎，将电能转化为机械能的电动机等。
总体来说，机械能是一个相对稳定的能量形式，在物体的
运动和相互作用中不断转化和转移。
这种能量转化的原理
和过程可以通过能量守恒定律来解释。
机械能内能及其转化
第十章 机械能和内能一、机械能1.能量：定义：物体能够对外做功;我们就说这个物体具有能量..单位：焦耳J..能量是表示物体对外做功本领大小的物理量;所以能量 与功的单位相同.. 理解：一个物体“能够做功”并不一定“要做功”;也不是“正在做功”或者“已经做功”..2.动能：定义：物体由于运动而具有的能量..影响因素：物体的速度与质量221mv E k =探究方法：控制变量法和转换法..结论：物体的速度越大、质量越大;动能就越大..3.势能：分类：重力势能和弹性势能1重力势能：定义：物体由于被举高所具有的能量..影响因素：物体的相对高度和质量mgh E p =..探究方法：控制变量法和转换法..结论：物体的质量越大位置越高;重力势能越大..注意：一个物体重力势能的多少取决于零势能面的选取;物体的位置高度是指物体相对于零势能面的高度..2弹性势能：定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量..影响因素：物体的弹性形变程度与材料材料的弹性..探究方法：控制变量法和转换法..结论：物体的弹性越好、弹性形变越大;弹性势能越大..4.机械能：定义：动能与势能的总和称为机械能..机械能守恒定律：内容：一个物体只有重力或弹力做功时;只会发生动能与势能之间的转化;机械能的总量保持不变;我们就说机械能守恒..例：质量一定的物体;如果从高处加速下落时;只受重力作用;不受空气阻力;则动能越来越大;重力势能减小;整个过程中;重力势能逐渐转化为动能;机械能守恒；若下落过程中有空气阻力;则除了重力做功外还有其它力做功;部分重力势能转化为动能;但还有部分重力势能转化为物体的内能摩擦生热;机械能不守恒..二、内能1.分子动理论：1物质组成：一切物体都是由分子和原子组成；2分子热运动：分子在不停的做无规则运动；3相互作用力：分子间存在着相互作用的引力和斥力..2.扩散现象：不同的物质接触时;彼此进入对方的现象..3.扩散现象表明分子在运动和分子间存在间隙..4.温度反映了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度;即温度越高;分子的无规则运动越剧烈；大量分子的无规则运动叫热运动..5.分子动能：定义：分子由于无规则运动而具有的能量..影响因素：物体温度和分子质量..结论：物体温度越高、构成物体的分子质量越大;分子动能越大..6.分子势能：定义：由于分子间的相互作用力而具有的能量..影响因素：分子质量与分子间距物体的状态..7.内能：物体内部所有的分子具有的分子动能和分子势能的总和称之为内能..影响因素：物体的质量分子个数、温度和状态..结论：同种物质质量越大;温度越高;内能越大..8.改变内能的方式：1做功摩擦、撞击、压缩、膨胀等；外界对物体做功;物体内能增大；物体对外界做功;物体内能减少；做功的本质是不同种类的能量的转化..2热传递热辐射、热传导、对流等；本质是同种能量的转移;总是从高温物体传递到低温物体;当温度相同时热平衡;热传递结束..9.温度、内能、热量的区别与联系1区别2联系：温度的变化;可以改变一个物体的内能..传递热量的多少可以量度内能转移的多少..物体只吸收或放出热量;他的内能发生改变;但温度不一定改变..如晶体在融化或凝固时要不断地吸收或放出热量;内能要增加或减少;但温度不变..三、物质的比热容1.比热容：定义：某种物质温度升高或降低所吸收或放出的热量与其质量和温度变化量乘积的比;叫做这种物质的比热容tm Q c Δ=.. 单位：焦耳每千克摄氏度 )℃/(•kg J物理意义：表示物质吸热或放热能力的物理量..探究方法：控制变量法控制质量和温度变化量一样和转换法以加热时间的多少表示吸收热量的多少..当不计热量损失时;放吸Q Q =注意：比热容是物质的一种特性..它的大小与物质的种类与状态有关;与质量、体积、温度、密度、形状等无关..)/(J 102.43C kg c °•×=水;因水的比热容较大;所以水可以用来调节气温、取暖、作冷却剂等..2.导出公式：Q =cm?t3.热平衡方程：Q 吸=Q 放不计热量损失、Q 放=Q 吸+Q 损计热量损失；在一般题型中;若不计热量损失;则在热传递过程中;吸收的热量等于放出的热量..若有热量损失;则放出的热量等于吸收的热量与损失的热量之和..四、机械能与内能的转化1.热值：定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值..q =Q 放m 或q =Q 放V单位：焦耳每千克J/kg 或焦耳每立方米J/m 3 2.热机：定义：把内能转化为机械能的机械叫热机..3.内燃机：分类：汽油机和柴油机..工作过程：1吸气冲程：进气门打开;排气门关闭;活塞由汽缸最上端向下运动；2压缩冲程：进气门和排气门关闭;活塞由汽缸最下端向上运动;汽缸内温度升高;气压增大;机械能转化为内能；3做功冲程：进气门和排气门关闭;活塞由汽缸最上端向下运动;汽缸内温度降低;气压减少;内能转化为机械能；4排气冲程：进气门关闭;排气门打开;活塞由汽缸最下端向上运动..汽油机与柴油机的区别：1构造：在汽缸顶部汽油机是火花塞;柴油机是喷油嘴；2吸气冲程：汽油机吸入的是汽油与空气的混合物;柴油机吸入的是空气；3点火方式：汽油机是点燃式;柴油机是压燃式柴油机将空气吸入汽缸后;在压缩冲程将空气压缩成高温温度超过柴油的可燃点高压的气体;再将柴油通过喷油嘴喷入汽缸;柴油遇到高温气体发生自燃..4柴油机比汽油机笨重、效率高、功率大；柴油机一般应用于需要较大动力的机器中;如拖拉机、坦克、轮船、载重汽车等；汽油机一般应用于小型轿车、摩托车等..数量关系：冲程数=2倍曲轴转数=2倍飞轮转数=4倍工作循环=4倍做功次数4.火箭：结构：火箭主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口..原理：火箭使用的是喷气式发动机;喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧产生高温、高压的气体;这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出;同时产生很大的反冲推力;推动机身向前运动..喷气式发动机种类：1空气喷气发动机：只携带燃料;利用外界空气助燃；2火箭喷气发动机：本身携带燃料和氧化剂;不需外界空气助燃..5.效率：用来做有用功的那部分能量Q有用与燃料完全燃烧所放出的热量Q放之比叫做热机的效率η=Q有用×100%Q放6.燃料缺点：煤、石油、天然气等燃料燃烧后会产生二氧化碳、二氧化硫等废气;大气中的二氧化碳含量增加;会加剧温室效应;使地球变暖;二氧化硫是产生酸雨的主要原因..。
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例4.下列物体各具有什么形式的机械能？
（1）高速升空的火箭；
（2）被拉长的弹弓橡皮条；
（3）被水电站拦河坝拦住的上游水；
（4）竖直到达最高点的上抛小球。
例5.体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？
机械能及其相互转化
教学内容
（1）动能和势能
1、能：物理学中一个物体能够做功，就说这个物体具有能。单位：焦耳J
说明：具有能的物体的特点是它具有做功的潜在本领，但不一定在做功。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
2、动能：物体由于运动而具有的能，叫动能。
说明：飞行的子弹、开动着的汽车这些具有能的物体的共同点是都在运动。它们具有动能。
4、自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐_______，自行车的重力势能逐渐________。（填“增大”、“减小”或“不变”）
5、变形的球网将球弹出去的过程中（）.
A.动能转化为重力势能B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为动能D.动能转化为弹性势能
6、我们经常见到骑自行车的人在上坡之前往往要用力蹬几下，这样做的目的是（）.
4、机械能：动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和势能统称为机械能。单位：焦耳J
说明：一个物体可以既有动能，又有势能。
例如：一个鸟在空中飞行
重点难点解析：怎样理解能量的概念？能量表示物体做功的本领，物体具有的能量越多，物体能够做的功越多。特别注意“能够”，它指的是物体具有了做功的本领，但物体不一定“正在”做功。具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件。
8、下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有（）
A.从水坝上流下来的水
B.汽车沿斜坡匀速向上行驶时
C.乒乓球接触地后向上弹起时
D.斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
9、做功是要消耗能量的，在以上情况中消耗势能的是（）.
A.火箭升空
B.卷紧的发条带动钟的指针走动
C.电灯发光
D.植物生长
例1.一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是（）
A.势能→动能→势能。
B.动能→势能→势能。
C.动能→势能→动能→势能→动能。
D.势能→动能→势能→动能→势能。
例2.物体沿斜面匀速滑下时，它的（）
A.动能增加，重力势能减少，机械能不变
B.动能不变，重力势能不变，机械能不变
A.增大人和车的重力势能B.增大人和车的动能
C.减小车和地面之间的摩擦D.增大人和车的向上的力
7、以下说法正确的是（）.
A.甲物体所处位置比乙物体高，甲物体的势能一定比乙物体的大
B.甲物体的速度比乙物体的大，甲物体的动能一定比乙物体的大
C.钟表里发条带动齿轮转动是势能转化为动能的过程
D.举高的重锤，因为没有对其他物体做功，所以不具有能
演示实验2：单摆
A→B：重力势能转化为动能
B→C：动能转化为重力势能
例：人造卫星绕地球运行
卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化
2、动能和弹性势能的相互转化
说明：从小球开始接触弹簧片到弹簧片的弹性形变达到最大，在这个过程中小球的动能转化成弹簧片的弹性势能。从弹簧片的弹性形变最大到小球离开弹簧片，在这个过程中弹簧片的弹性势能转化成小球的动能。
例6.“挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能”。这种说法对吗？
（二）动能和势能的转化
1、动能和重力势能的相互转化
演示实验1：滚摆
说明：滚摆在上升过程中，速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小到零，高度最大。即动能全部转化为重力势能。下降过程重力势能转化为动能。
说明：同一个重锤，举的越高，它做的功越多，
同样的高度，重锤的质量越大，做的功越多。
结论：物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能越大。
（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
说明：拉开的弓箭，压缩的弹簧都具有弹性势能，是因为它们发生了弹性形变。
影响因素：物体的弹性形变大小
结论：物体的弹性形变越大，弹性势能越大。
C.动能不变，重力势能减少，机械能减少
D.动能增加，重力势能减少，机械能减少
例3.用一根不可伸长的细线，一端拴住一小球，另一端固定，如图所示，使小球偏离它静止时的位置O移至B点，然后释放，小球就沿 弧摆动，小球从B→O→C→O→B的过程中机械能发生怎样的转化？
例4.竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（空气的作用不计），这是为什么？
课堂练习
1、如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点。在此过程中，动能先变后变，重力势能。
2、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（）D
A．35J B．50JC．55J D．65J
3、如图所示的游戏中，球被传出主要表明力可以改变物体的________。中间同学在向上跃起的过程中，其质量_______、重力势能______（均选填“增大”、“不变”或“减小”）。运动状态，不变，增大
影响因素：物体的运动速度和质量
演示实验：研究动能的大小和什么有关。
让同一小车从斜面的不同高度处滑下，位置越高小车把木块推的越远。
让质量不同的小车从同一高度滑下，质量大的小车把木块推的远。
结论：速度越大，质量越大，动能越大。
（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
影响因素：物体的质量和高度
A.铜球的动能小于木球的动能。
B.铜球的势能小于木球的势能。
C.铜球的机械能一定小于木球的机械能。
D.铜球的机械能一定等于木球的机械能。
例3.判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？
（1）货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；
（2）电梯上升得越来越快；
（3）汽车在平直公路上匀速前进；
例1.下面的物体中，只具有动能的是______；只有势能的是______；既具有动能、又具有势能的是（）
A.停在地面上的汽车。
B.在空中飞行的飞机。
C.被起重机吊在空中静止的货物。
D.弹簧。
E.在水平铁轨上正行驶的火车。
例2.体积相同的实心铜球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则（）