10.4 机械能转化及其应用-课件-2025-2026学年2024沪科版物理八年级全册教学课件（37页PPT）

(课件网) 10.4 机械能转化及其应用 一、课程导入：机械能 “转化” 的直观现象 （一）情境体验与提问 实物互动与现象观察：在讲台上完成三组实验 ———��将单摆拉开到一定高度后释放，观察单摆从最高点到最低点再到另一侧最高点的运动（高度降低时速度增大，高度升高时速度减小）；②将小球从斜面顶端释放，小球沿斜面下滑，最终在水平面上滚动（重力势能逐渐变为动能）；③将压缩的弹簧放在水平桌面，松开后弹簧弹起小球，小球上升过程中速度逐渐减小（弹性势能转化为动能，再转化为重力势能）。同时展示生活场景：④瀑布从高处落下，水流冲击水轮机转动；⑤游乐园的过山车从轨道顶端滑下，速度越来越快。 引导提问：“同学们，单摆摆动时高度和速度相互变化，小球下滑时高度降低、速度增大，这些现象说明动能和势能之间可以相互转化。那么，机械能转化有哪些具体形式？在什么条件下机械能的总量保持不变？这种转化在生活中有哪些实际应用？” 导入目标：通过机械能转化的直观现象，引发学生对 “转化规律” 的思考，明确本节课核心 ——— 理解机械能转化的形式、守恒条件，掌握其在生活与科技中的应用，建立 “能量可相互转化且总量守恒（理想条件）” 的认知。 二、知识点 1：机械能转化的基本形式 动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化，常见形式有以下三种，且转化过程中往往伴随 “一种势能减少，另一种能量增加” 的规律。 （一）形式 1：动能与重力势能的相互转化 这是最常见的机械能转化形式，核心与 “高度” 和 “速度” 的变化相关： 重力势能转化为动能：物体高度降低、速度增大时，重力势能减少，动能增加，减少的重力势能转化为增加的动能。 实例：①苹果从树上落下，高度逐渐降低（重力势能减小），速度逐渐增大（动能增大）；②过山车从轨道顶端滑下，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大）；③瀑布水流从高处落下，高度降低（重力势能减小），水流速度增大（动能增大），冲击水轮机转动。 动能转化为重力势能：物体速度减小、高度增大时，动能减少，重力势能增加，减少的动能转化为增加的重力势能。 实例：①竖直上抛的篮球，上升过程中速度逐渐减小（动能减小），高度逐渐增大（重力势能增大）；②单摆从最低点摆向另一侧最高点，速度减小（动能减小），高度增大（重力势能增大）；③向上飞行的直升机，发动机做功使动能增加，进而转化为重力势能，实现高度升高。 （二）形式 2：动能与弹性势能的相互转化 这种转化与 “弹性形变” 的变化相关，需伴随物体速度的改变： 弹性势能转化为动能：物体弹性形变程度减小、速度增大时，弹性势能减少，动能增加，减少的弹性势能转化为增加的动能。 实例：①压缩的弹簧松开后，形变逐渐减小（弹性势能减小），推动小球运动，小球速度增大（动能增大）；②拉开的弓箭松开后，弓的形变减小（弹性势能减小），箭的速度增大（动能增大），射向目标；③蹦床运动员落下时，蹦床形变增大（弹性势能增大），弹起时形变减小（弹性势能减小），运动员速度增大（动能增大），被弹向高空。 动能转化为弹性势能：物体速度减小、弹性形变程度增大时，动能减少，弹性势能增加，减少的动能转化为增加的弹性势能。 实例：①运动的小球撞击静止的弹簧，小球速度逐渐减小（动能减小），弹簧形变逐渐增大（弹性势能增大）；②蹦床运动员从高空落下，接触蹦床前速度增大（动能增大），接触后速度减小（动能减小），蹦床形变增大（弹性势能增大）；③汽车紧急刹车时，刹车片与刹车盘摩擦，部分动能转化为刹车系统的弹性势能（如刹车弹簧形变），实现减速。 （三）形式 3：三种能量的综合转化 实际场景中，机械能转 ... ...