1、機械能及其轉(zhuǎn)化2、水能和風(fēng)能的利用
1. 機械能(1)定義：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。(2)單位：焦耳，簡稱焦，用符號J 表示。
物體具有機械能有三種情況：(1)只有動能；(2)只有勢能；(3) 既有動能又有勢能。
新知一 機械能及其轉(zhuǎn)化
2. 動能和勢能的轉(zhuǎn)化(1)進行實驗：①如圖1 所示，擺球左右擺動過程中，位置和速度不斷發(fā)生變化。
③實驗歸納：在一定的條件下，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
(2)探究動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化：①進行實驗：如圖2 所示，讓一個木球從高處滾下，撞擊彈簧片。
③實驗歸納：在一定條件下，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
深度理解:●能的轉(zhuǎn)化過程中，總是變小的那種形式的能轉(zhuǎn)化為變大的那種形式的能?！駝幽芎蛷椥詣菽艿南嗷マD(zhuǎn)化，可以發(fā)生在同一個物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間。如，由高處落下的皮球在撞擊地面發(fā)生彈性形變的過程中，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復(fù)原狀的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；運動員蹦蹦床時，運動員被彈起的過程中，蹦床的彈性勢能就轉(zhuǎn)化為運動員的動能和重力勢能。
溫馨提示:現(xiàn)實生活中，由于摩擦阻力的存在，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中要克服摩擦阻力做功，將部分機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，使機械能減小。只有重力和彈力做功時，機械能才守恒；否則，機械能不守恒。
3. 機械能守恒(1)大量研究表明，如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。(2)機械能守恒的條件：只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，即動能的增減量等于勢能的減增量；或者說，沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能。
小朋友在玩蕩秋千時，當(dāng)從最高位置向下蕩的過程中，小朋友的________能轉(zhuǎn)化為_______能。
解題秘方：根據(jù)動能和勢能的影響因素找到物體變小和變大的那種形式的能，則變小的那種形式的能轉(zhuǎn)化為變大的那種形式的能。
解析：小朋友從最高位置向下蕩的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，由重力勢能和動能的影響因素知其重力勢能減少，動能增大，故小朋友的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
誤區(qū)警示：分析動能和勢能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象時，不能只關(guān)注動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，有時其他形式的能量也會參與轉(zhuǎn)化。如汽車勻速上坡，動能不變，重力勢能增大，動能就沒有轉(zhuǎn)化為重力勢能，而是有其他形式的能轉(zhuǎn)化為了重力勢能。
1-1. [中考·湖州] 你一定剪過指甲吧！為什么指甲被剪斷之后不是原地掉下來，而是“飛”出去？原來，指甲受到指甲鉗的擠壓， 改變了_______，當(dāng)指甲被指甲鉗剪斷后，指甲的__________轉(zhuǎn)化為指甲的動能，讓指甲“飛”出去。
1. 水能 流動的水具有動能，高處的水具有重力勢能，水具有的機械能統(tǒng)稱為水能。2. 風(fēng)能 空氣在流動過程中所具有的機械能叫做風(fēng)能。
新知二 水能和風(fēng)能的利用
延伸拓展:●水能的大小由流量、流速和水位差決定?！耧L(fēng)能的大小由風(fēng)速和流動空氣的質(zhì)量決定。
3. 水能和風(fēng)能的利用
如圖3 是利用水能發(fā)電的示意圖，請你思考回答：
利用水能時，一般是水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，再利用水的動能做功，也就是說，主要是利用水的重力勢能，故不能認為修建攔河大壩是為了增大水的動能。水的動能帶動水輪機做功的過程，其實是一個動能的轉(zhuǎn)移過程。
解題秘方：根據(jù)動能和勢能的影響因素判斷水的能量變化，根據(jù)水流從高處流向低處的過程中能量的轉(zhuǎn)化判斷水輪機的安裝位置。
(1)修建攔河大壩是為了增加水的________能。
解析：修建大壩，提高了水位，使水的重力勢能增大。
(2)從水能的利用角度考慮，水輪機安裝的位置應(yīng)該靠近________(填“上游”或“下游”)。
解析：從水能利用的角度考慮，水位下降越多，相同質(zhì)量的水重力勢能轉(zhuǎn)化為動能越多，推動水輪機做功越多，轉(zhuǎn)化成的電能就越多，故水輪機安裝的位置應(yīng)該靠近下游。
2-1. 如圖4 所示是一個風(fēng)力發(fā)電場的照片：當(dāng)風(fēng)速達到一定等級時，它們的扇葉就可以轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。這種風(fēng)力發(fā)電的方式是取代石油與煤炭等能源發(fā)電的好方法。發(fā)電風(fēng)車在發(fā)電過程中可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成風(fēng)輪機的_______能，再轉(zhuǎn)換成電能。
第4節(jié) 機械能及其轉(zhuǎn)化

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11.4 機械能及其轉(zhuǎn)化

版本： 人教版

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