初中浙教版第3章 能量的转化与守恒第2节 机械能背景图ppt课件

这是一份初中浙教版第3章 能量的转化与守恒第2节 机械能背景图ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了知识点1动能，知识点2势能等内容，欢迎下载使用。

1.会识别动能、重力势能和弹性势能。
2.知道决定物体的动能、重力势能和弹性势能的因素并能判断其变化。
3.初步学会用控制变量法探究物体动能、重力势能和弹性势能的大小的方法。4.理解动能与势能的相互转化。5.描述机械能守恒的含义，能利用机械能守恒解释简单的现象。
1.现象探究：运动的物体具有能量
3.教材第77页活动：探究影响动能大小的因素
2.动能的概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。
一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素（即运用控制变量法来研究）。例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时动能为零，其动能一定比飞行的子弹小。
典例1 用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。
（1） 实验时用木块被撞击后移动的______来反映小车动能的大小。
（2） 让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的______有关。
1.现象探究：处于高处的物体具有能量
说明 判断一个物体是否具有重力势能，关键是看此物体相对于某一个平面有没有被举高，即相对于此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能；若没有，则物体不具有重力势能。
2.重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。在没有特别指明的情况下，“高度”一般是相对于地面而言的，在初中阶段通常认为地面上的物体具有的重力势能为零。
3.教材第78页活动：探究影响重力势能大小的因素
典例2 为探究影响重力势能大小的因素，小刚用两种规格的四个铅球在平整的沙地上方从静止开始释放（如图所示），请根据小刚设计的甲、乙、丙、丁四个实验，回答：
（1） 我们通过观察沙地中的什么现象，来判断实验中铅球的重力势能大小？现象是____________________。
[解析] 重力势能的大小无法直接观察到，需采用转换法，通过比较不同铅球使沙地凹陷的程度来判断重力势能的大小。
（2） 四个实验中能探究重力势能的大小与质量关系的是____实验和____实验。
[解析] 甲、丙两实验中，铅球的高度相同，质量不相同，因此能探究重力势能的大小与质量的关系。
（3） 四个实验中能探究重力势能的大小与高度关系的是____实验和____________实验。
乙（或丙丁）
[解析] 甲、乙（或丙、丁）两实验中，铅球的质量相同，高度不相同，因此能探究重力势能的大小与高度的关系。
（1）不是所有发生形变的物体都具有弹性势能：橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状，属于塑性形变。
（2）具有弹性的物体不一定具有弹性势能：若弹簧被拉伸，超出弹性限度，不能恢复原状，此时弹簧就不具有弹性势能。
典例3 下列物体一定具有弹性势能的是( )
A.弹簧 B.收紧的钟表发条C.被压扁的橡皮泥 D.橡皮筋
知识点3 动能和势能的转化 重点
1.教材第79页活动：探究动能和重力势能的相互转化
探究归纳 在一定条件下，动能和弹性势能可以相互转化。
典例4 &1& 2021年7月30日，中国蹦床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌，为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点，之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在此过程中，有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是( )
A.在空中上升过程中，她的动能转化为重力势能B.在最高点她的动能最大C.下落到将与床面接触时，她的动能为零D.蹦床被压缩到最低点时，她的重力势能最大
（1）概念：动能和势能之和称为机械能。物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。
（2）判断机械能如何变化①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。
4.动能和势能转化的应用
典例6 如图所示是利用水能发电的示意图，请你思考并回答:
（1） 修建拦河大坝是为了增加水的________能。
[解析] 修建拦河大坝，是为了提高水位，这样水的质量和高度都增大，水的重力势能会增大。
（2） 从水能利用的角度考虑，水轮机安装的位置应该靠近下游的原因是_______________________________。
水位差较大，转化成的电能更多
[解析] 从水能利用的角度考虑，水位差越大，水的重力势能越大，能推动水轮机做的功越多，转化成的电能就越多。
（3） 水力发电将______能转化为____能。
题型 1 机械能及其转化
角度1 动能和重力势能间的转化 ★★
典例7 图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小科分析了实心球自脱手至落地过程中的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的大致曲线如图乙。班中其他同学也模仿着画出了此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线，请选出其中正确的曲线是( )
A.&2& B.&3& C.&4& D.&5&
[解析] 不计空气阻力，动能和重力势能的相互转化过程中，机械能守恒。实心球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，速度不为零，仍然具有动能；下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大；所以，动能是先减小，上升到最高点动能达到最小值但不为0，然后又增大。
易错警示：实心球自脱手至落地过程中机械能守恒，若实心球的重力势能增加，则实心球的动能减少，但要注意，当实心球重力势能最大时，实心球的动能最小，但不为0，切勿选择选项B。
角度2 动能和弹性势能间的转化 ★★★
角度3 动能、重力势能、弹性势能间的转化 ★★★★
题型 2 对机械能守恒的理解 ★★★
方法点拨：判断机械能是否守恒的关键（1）从能量的角度：若整个过程只有动能和势能的相互转化，没有其他形式的能参与转化，则机械能守恒。（2）从受力的角度：一般情况下，若物体只受重力、弹力作用，而没有其他力的作用，例如，题干中给出“不计空气阻力及摩擦”等，则可认为机械能是守恒的。
题型 3 探究动能、势能大小的影响因素
角度1 探究动能大小的影响因素 ★★★
典例11 （2023·临海期末）如图为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：
Ⅰ．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。回答下列问题：
（1） 步骤Ⅰ是为了研究动能大小与______的关系。
[解析] 让同一钢球从斜面不同的高度由静止滚下，控制了钢球的质量不变，改变了钢球到达水平面的速度，因此探究的是动能大小与速度的关系。
（2） 步骤Ⅱ是为了研究动能大小与______的关系。
[解析] 让不同质量的钢球从斜面相同的高度由静止滚下，控制了钢球到达水平面的速度不变，改变了钢球的质量，因此探究的是动能大小与质量的关系。
（3） 该实验中斜面的作用是为了控制钢球______的大小，木块的作用是为了比较钢球______的大小。
[解析] 该实验中斜面的作用是控制钢球滚到水平面的速度大小，通过钢球推动木块运动的距离来比较钢球动能的大小，这里采用了转换法的思想。
角度2 探究重力势能大小的影响因素 ★★★
典例12 （2023·舟山期末）& 小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关。猜想二：物体的重力势能与物体的高度有关。猜想三：物体的重力势能与物体运动的路径有关。
（1） 本实验中，采用的研究问题的方法是________________________。（写出一种方法即可）
控制变量法（或转换法）
[解析] 该实验中用到了控制变量法，分别研究重力势能与高度、质量、运动路径的关系，另外通过铅球陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，利用了转换法。
（2） 本实验中，铅球的重力势能大小是通过____________________来反映的。
（3） 为验证猜想二，应比较______（填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时，__________________________________。
物体所处的高度越高，重力势能越大
（4） 比较③④，得到的结论是____________________________________。
物体的重力势能与物体运动的路径无关
审题技巧分析表格中的数据，找出不同量和相同量，从而结合控制变量法分析归纳，得出影响重力势能大小的因素。
方法点拨在本探究实验中，需要探究可能影响重力势能的三个因素，应用到了控制变量法。（1）当研究物体重力势能与物体质量的关系时，需要保持高度和运动路径相同，改变物体质量；（2）当研究物体重力势能与高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变高度；（3）当研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和高度相同，改变运动路径。据此分析解答。
角度3 探究弹性势能大小的影响因素 ★★★
典例13 小科拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹的高低不一样，他认为：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？
猜想①：弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；猜想②：弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1） 在上面的实验中，他们将用到____________和________两种物理思想方法。
（2） 为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制______________相同。
（3） 实验中可以用______________________反映弹性势能的大小。
方法点拨探究弹性势能的大小与材料的关系时，控制弹簧形变程度相同，即使用了控制变量法。将弹性势能的大小转化为木块移动距离的远近，即使用了转换法。
题型 4 与机械能有关的综合说理题
角度1 利用机械能解释运动状态的变化 ★★★★
角度2 利用机械能解释自然能源的开发利用 ★★★
典例15 我国较大河流有1500多条。水能蕴藏量达6.8亿千瓦，可开发的就有3.8亿千瓦，居世界第一位，水能的利用在我国得到了很好的发展，三峡水电站是我国最
（1） 从能量转化的角度说明水电站的工作原理。
[答案] 水的机械能转化为电能。
大的利用水能的工程项目。下面是利用水能来发电的水电站示意图，请回答下列问题。