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1、1第六节合理利用机械能2 1 1. .理解动能和势能的概念，知道弹性势能理解动能和势能的概念，知道弹性势能 2.2.知道动能、重力势能的大小与哪些因素有关，知道动能、重力势能的大小与哪些因素有关， 并能对一些简单的现象作出判断并能对一些简单的现象作出判断 3. 3.能借助实例说明物体的动能和势能以及它们之能借助实例说明物体的动能和势能以及它们之 间的相互转化间的相互转化 4. 4.认识到能源是与人们日常生活、生产息息相关认识到能源是与人们日常生活、生产息息相关 的，增强合理利用能源的意识的，增强合理利用能源的意识 3在日常生活或看书看报中在日常生活或看书看报中, ,你听说过哪些关于你听说过哪些
2、关于“能能”方面的俗语？方面的俗语？能源危机，能源危机，能源的开能源的开发和利用发和利用水能、风能、水能、风能、机械能。机械能。电能、热能、电能、热能、太阳能。太阳能。核能核能那么，满足什么条件的物体才具有能呢？那么，满足什么条件的物体才具有能呢？4水冲击水轮机转动而做功水冲击水轮机转动而做功5风可以使风车转动，使帆风可以使风车转动，使帆船前进而做功船前进而做功6张开的弓可张开的弓可以使箭射出以使箭射出去而做功。去而做功。流动的水能流动的水能够做功够做功7如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量具有能量，简称，简称能能。流动着的水
3、、风、张开的弓都可以对别的物体施力，流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体施力，并能够使物体在力的方向上移动一段距离而做功，说并能够使物体在力的方向上移动一段距离而做功，说明它们都具有能。明它们都具有能。物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多。因此，能的单说明某种能转化为别的形式的能就越多。因此，能的单位与功的单位相同。在国际单位制中，功的单位是位与功的单位相同。在国际单位制中，功的单位是焦耳焦耳（J J），能的单位也是，能的单位也是焦耳（焦耳（J J）。8物体由于运动具有的能叫作动能物体由于运动
4、具有的能叫作动能9下列哪些物体具有动能下列哪些物体具有动能? ? 水中游动的鱼；水中游动的鱼； 地上飞奔的猎豹；地上飞奔的猎豹； 天上飞的老鹰；天上飞的老鹰； 高速行驶的空载火车；高速行驶的空载火车； 高速行驶的满载火车；高速行驶的满载火车； 快跑的李明；快跑的李明； 慢跑的赵胖。慢跑的赵胖。10物体由于高度位置所具有的能叫重力势能物体由于高度位置所具有的能叫重力势能11物体因弹性形变而具有的能叫弹性势能物体因弹性形变而具有的能叫弹性势能12 重力势能和弹性势能统称为势能重力势能和弹性势能统称为势能13看看下面这些物体分别具有什么势能看看下面这些物体分别具有什么势能被举高的重锤被举高的重锤站在
5、站在3 3楼的同学楼的同学在空中飞行的足球在空中飞行的足球静止在空中的飞艇静止在空中的飞艇在空中随风飘动的树枝在空中随风飘动的树枝被压缩的弹簧被压缩的弹簧拉伸的橡皮筋拉伸的橡皮筋用力掰弯的塑料棍用力掰弯的塑料棍重力势能重力势能弹性势能弹性势能只要物体处于高处就具有重力势能只要物体处于高处就具有重力势能只要物体发生形变只要物体发生形变就具有弹性势能就具有弹性势能14VhE机=E动+E重+E弹机械能：动能和势能统称为机械能机械能：动能和势能统称为机械能15运动物体的质量越大，速度越大，动能就越大。运动物体的质量越大，速度越大，动能就越大。16物体的质物体的质量越大，量越大，被举得越被举得越高，重力
6、高，重力势能就越势能就越大。大。17物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。181920风能、风能、水能的利用水能的利用21 早在一千九百多年前，早在一千九百多年前，我们的祖先就制造了木制我们的祖先就制造了木制的水轮，让流水冲击水轮的水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、转动，用来汲水、磨粉、碾谷。如图就是古老的水碾谷。如图就是古老的水磨。这类水轮机的功率并磨。这类水轮机的功率并不大。不大。22 海水的潮汐也具有巨大海水的潮汐也具有巨大的能量，近年来，人们在的能量，近年来，人们在潮汐发电上的研究已经取潮汐发电上的研究已经取得成功。我国海岸线长达得成功。我国海
7、岸线长达18 000 km18 000 km，沿海省份已，沿海省份已经建成一些中小型潮汐发经建成一些中小型潮汐发电站。电站。2324 长江从世界屋脊长江从世界屋脊青藏高原的沱沱河起步青藏高原的沱沱河起步, ,至上海入东至上海入东海海, ,全长超过全长超过6 300km6 300km，年入海水量近，年入海水量近10 00010 000亿亿m m3 3，总落差大，总落差大约约5 800m5 800m，水能资源蕴藏量达，水能资源蕴藏量达2.682.68亿亿kWkW。新中国成立以来，。新中国成立以来，为全面地综合治理与开发长江，展开了大规模的勘测、规划、为全面地综合治理与开发长江，展开了大规模的勘测、
8、规划、科研和论证工作。通过全面规划和反复论证认为：三峡水利科研和论证工作。通过全面规划和反复论证认为：三峡水利枢纽是综合治理与开发长江的关键性工作。长江三峡工程采枢纽是综合治理与开发长江的关键性工作。长江三峡工程采用用“一级开发、一次建成、分期蓄水、连续移民一级开发、一次建成、分期蓄水、连续移民”方案。大方案。大坝为混凝土重力坝，坝顶总长坝为混凝土重力坝，坝顶总长3 035m3 035m，坝顶高，坝顶高185m185m，正常蓄，正常蓄水水175m175m，总库容，总库容393393亿亿m m3 3，平均年发电量，平均年发电量847847亿亿kWhkWh。25 工程准备期两年，主体工程期工程准备
9、期两年，主体工程期1515年，第年，第9 9年开始启用永年开始启用永久通航建筑和第一批机组发电。水库最终淹没耕地久通航建筑和第一批机组发电。水库最终淹没耕地43.1343.13万万亩；最终动迁亩；最终动迁113.18113.18万人。按万人。按19931993年物价水平计算，静态总年物价水平计算，静态总投资投资954.6954.6亿元，其中枢纽工程亿元，其中枢纽工程500.9500.9亿元，移民安置亿元，移民安置300.7300.7亿元，输变电工程亿元，输变电工程153153亿元。亿元。26271.1.下列物体各具有什么形式的机械能？下列物体各具有什么形式的机械能？(1)(1)在地上滚动的足球
10、在地上滚动的足球(2)(2)山顶上的一块石头山顶上的一块石头(3)(3)地面上被拉开的弓地面上被拉开的弓(4)(4)天空中向前飞行的飞机天空中向前飞行的飞机2.2.动能的多少由物体的动能的多少由物体的_和和_决定，重力势能的多决定，重力势能的多少由物体的少由物体的_和和_决定。决定。速度速度质量质量质量质量被举的高度被举的高度283.3.一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的 ( )( )A.A.动能不变，势能不变动能不变，势能不变B.B.动能不变，势能增加动能不变，势能增加C.C.动能增加，势能增加动能增加，势能增加D.D.动能增加，势能不变动能增加，势能不变B
11、 B4.4.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_，势能，势能_( (均选填均选填“变大变大”或或“变小变小”) )。变小变小变小变小295.5.如图，关于小球分别从光滑斜面如图，关于小球分别从光滑斜面ABAB、ACAC、ADAD的顶端下滑的顶端下滑到斜面底端时的动能，下列说法正确的是（到斜面底端时的动能，下列说法正确的是（ ）A.A.从从ABAB滑下时最大滑下时最大B.B.从从ACAC滑下时最大滑下时最大C.C.从从ADAD滑下时最大滑下时最大D.D.从三个斜面滑下
12、时一样大从三个斜面滑下时一样大ABCDD D306.6.骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，试说明这样做骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，试说明这样做的道理。的道理。答：自行车上坡前加紧蹬几下，可以增大车速，从而使答：自行车上坡前加紧蹬几下，可以增大车速，从而使车上坡具有足够大的动能，在上坡的过程中，这些动能车上坡具有足够大的动能，在上坡的过程中，这些动能会转化为车的重力势能，车更容易爬上坡顶。会转化为车的重力势能，车更容易爬上坡顶。31ABC质量相同时质量相同时, ,物体被举得越高重力势能越大物体被举得越高重力势能越大被举高度相同时被举高度相同时, ,物体的质量越大重力势能越大物体的质量越大重
13、力势能越大(1)(1)比较图中比较图中 、 两个实验可得两个实验可得(2)(2)比较图中比较图中_、_两个实验可得：两个实验可得：A AC C7.7.在如图所示在如图所示的实验中的实验中A AB B328.8.人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行, ,如图所示如图所示, ,近地点为离近地点为离地球中心最近的点地球中心最近的点, ,远地点为离地球中心最远的点。下列远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是说法正确的是( )( )A.A.在近地点时在近地点时, ,卫星势能最大卫星势能最大 B.B.在远地点时在远地点时, ,卫星动能最大卫星动能最大C.C.卫星从近地点向远地点运
14、卫星从近地点向远地点运动的过程中动的过程中, ,势能转化为动能势能转化为动能D.D.卫星从远地点向近地点运卫星从远地点向近地点运动的过程中动的过程中, ,势能转化为动能势能转化为动能D D33 如图为高速公路一景，请从动能的角度解释：如图为高速公路一景，请从动能的角度解释：（1 1）为什么）为什么要对机动车的行驶速度进行限制？要对机动车的行驶速度进行限制？（2 2）为什么在同样的道路上，不同车型的限）为什么在同样的道路上，不同车型的限制制车速不一样？车速不一样？【想一想【想一想】34答答: :（1 1）物体的速度大）物体的速度大, ,动能就大动能就大, ,不容易刹车不容易刹车, ,容易造容易造
15、成交通事故。成交通事故。（2 2）质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽）质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的小。车的小。35物体的物体的质量质量和它的和它的速度速度都能影响物体的都能影响物体的动能动能。请你研。请你研究小资料的数据，能不能看出：质量和速度相比，哪究小资料的数据，能不能看出：质量和速度相比，哪个对物体动能的影响更大？个对物体动能的影响更大？36机械能机械能定义：物体由于运动而具有的能量定义：物体由于运动而具有的能量决定动能大小的因素决定动能大小的因素动能动能单位：焦（单位：焦（J J）重力势能重力势能势能势能定义：物体由于高度位置所具有的能量定义：物体由于高度位置所具有的能量 定义：物体因弹性形变而具有的能量定义：物体因弹性形变而具有的能量单位：焦（单位：焦（J J）弹性势能弹性势能决定重力势能大小的因素决定重力势能大小的因素决定弹性势能大小的因素决定弹性势能大小的因素动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化风能和水能的利用风能和水能的利用37百川东到海,何时复西归？少壮不努力,老大徒伤悲。汉乐府长歌行