2022－2023学年八年级物理下册《点拨》(教科版)：水能和风能

第2节机械能的转化第3节水能和风能第十二章机械能逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2动能和势能的转化机械能同其他形式能量之间的转化水能和风能知识点知1－讲感悟新知1动能和势能的转化1.探究动能和重力势能的转化：(1)实验名称：单摆实验。(2)实验装置：如图1所示。(3)实验现象：摆球左右摆动过程中，位置和速度不停发生变化。知1－讲感悟新知(4)实验分析：运动方向高度速度重力势能动能能的转化下降A→O′B→O′变低变大变小变大重力势能转化为动能上升O′→AO′→B变高变小变大变小动能转化为重力势能知1－讲感悟新知(5)实验归纳：在一定的条件下，动能和重力势能可以相互转化。知1－讲感悟新知2.探究动能和弹性势能的转化：深度理解:◆能的转化过程中，总是变小的那种形式的能转化为变大的那种形式的能。◆动能和弹性势能的相互转化，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。如，由高处落下的皮球在撞击地面发生弹性形变的过程中，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能；运动员蹦蹦床时，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能就转化为运动员的动能和重力势能。知1－讲感悟新知(1)进行实验：如图2所示，让一个木球从高处滚下，撞击弹簧片。知1－讲感悟新知(2)实验分析：探究过程球的速度动能弹簧片形变程度弹性势能能的转化甲→乙不断减小，直至为零不断减小，直至为零变大增大动能转化为弹性势能乙→丙由零不断增大由零不断增大变小减小弹性势能转化为动能知1－讲感悟新知(3)实验归纳：在一定条件下，动能和弹性势能可以相互转化。知1－讲感悟新知3.机械能守恒(1)大量研究表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。(2)机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化，即动能的增减量等于势能的减增量；或者说，没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为机械能。知1－讲感悟新知延伸拓展：重力势能和弹性势能之间不能直接相互转化，只有伴随着动能的转化才能实现重力势能和弹性势能之间的转化。例如，在撑竿跳高时，运动员撑竿，运动员的动能转化为竿的弹性势能；当竿弯曲程度达到最大后，竿恢复形状，将弹性势能转化为运动员的动能和重力势能。感悟新知知1－练[中考·成都]牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是()A.重力势能转化为动能，动能增加B.动能转化为重力势能，动能减小C.动能转化为重力势能，重力势能增加D.无能量的转化，重力势能和动能不变例1A感悟新知知1－练解题秘方：根据动能和势能的影响因素，判断苹果在加速下落过程中哪种能变大，哪种能变小，变小的形式的能转化为变大的形式的能。解析：苹果加速下落的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，重力势能转化为动能，动能增加，A正确；B、C、D均错误。感悟新知知1－练特别提醒:对同一物体而言，重力势能只和物体的初、末位置的高度有关，动能只和物体的速度有关。知识点机械能同其他形式能量之间的转化知2－讲感悟新知21.机械能是与物体的机械运动相关的能量，不仅动能和势能之间可以相互转化，在一定条件下机械能还可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化。2.机械能与其他形式的能量之间相互转化时，机械能总量会发生变化。机械能转化为其他形式能量，机械能总量减少，其他形式能量转化为机械能，机械能总量增加。知2－讲感悟新知3.自然界中各种形式的能，在一定条件下可以相互转化，如摩擦生热——机械能转化为内能；发电机发电——机械能转化为电能；电动机转动——电能转化为机械能，此过程中机械能总量将发生相应改变。知2－讲感悟新知知识链接：1.水电站将水的机械能转化为电能；2.自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能；3.汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能。感悟新知知2－练[中考·邵阳改编]2022年4月16日，摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是()。A.返回舱下落过程中，动能转化为重力势能B.返回舱加下落过程中其动能增大C.返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加D.返回舱下落过程中，机械能减小例2A知2－练感悟新知解题秘方：根据返回舱下落时速度和高度的变化判断动能和势能的变化，确定能量的转化，同时考虑空气阻力，克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能。解析：返回舱下落过程中，高度减小，速度变大，质量不变，所以重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；返回舱下落过程中与大气摩擦，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，内能增加，外表面温度升高，机械能减小。知2－练感悟新知方法点拨：“由内及外”辨析机械能与其他形式能的转化。机械能是动能与势能之和，因此首先判断动能与势能的变化情况，再结合具体情景判断有没有其他形式的能量出现，从而辨析机械能与其他形式的能之间的转化问题。如汽车匀速上坡，动能不变，重力势能增大，动能就没有转化为重力势能，而是有其他形式的能转化为了重力势能。知识点水能和风能知3－讲感悟新知31.水能流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水具有的机械能统称为水能。自然界中的瀑布、湍急的河水和海浪等都具有水能。知3－讲感悟新知2.风能空气在流动过程中所具有的机械能叫风能。风是流动的空气，由于不同地区、不同高度等的空气温度不同，压强也不同，空气就会流动起来，形成风。风具有机械能，即风能。知3－讲感悟新知3.水能和风能的利用水能风能特点无污染、蕴藏量大、可循环利用资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存利用(1)人们利用水轮机汲水；(2)18世纪，人们利用大功率水轮机带动纺织机、冶金鼓风机工作；(3)利用水轮机带动发电机发电(1)利用风能驱动帆船航行；(2)利用风能推动风车做功；(3)利用风能发电知3－讲感悟新知延伸拓展:1.水能的大小由流量、流速和水位差决定。2.风能的大小由风速和流动空气的质量决定。感悟新知知3－练如图3是利用水能发电的示意图，请你思考回答：例3知3－练感悟新知解题秘方：根据动能和势能的影响因素判断水的能量变化，根据水从高处流向低处的过程中能量的转化判断水轮机的安装位置。感悟新知知3－练(1)修建拦河大坝是为了增加水的_________能。重力势解析：修建大坝，提高了水位，水的质量和水位都会增加，使水的重力势能增大。感悟新知知3－练(2)从水能利用的角度考虑，水轮机安装的位置应该靠近________(填“上游”或“下游”)。下游解析：从水能利用的角度考虑，水位下降越多，重力势能转化成的动能越多，推动水轮机做功越多，转化成的电能就越多，故水轮机安装的位置应该靠近下游。知3－练感悟新知误区