10.6《合理利用机械能》课件 沪科版八年级物理全一册(共57张PPT)

(共57张PPT)
第十章 机械与人
第六节 合理利用机械能
手举起哑铃时有没有对哑铃做功？
为什么能够做功？
“9.11事件”中运动的飞机为什么有炸弹一样的威力，撞击世贸大厦后使其成为一片废墟？
打桩机被举高的锤子下落时为何能将木桩打入地下？
锤子
弯曲的杆为什么能使运动员跳得那么高？
一、能量
1、物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
3、单位：焦耳；J（与功单位相同）
2、实质：物体做功的过程就是能量的转移或转化的过程。
风吹帆船前进而做功，所以风具有能量
拉弯的弓能够对箭做功，拉弯的弓具有能量
电具有能量，称为电能。
水具有能量，称为水能。
1、能量存在形式：机械能，内能，光能，电能，化学能，核能。
2、在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化。
*具有能量的物体一定在做功吗？
*做功的物体一定具有能量吗？
*具有能量的物体不一定在做功。
*做功的物体一定具有能量。
一个物体能够做功越多，则这个物体所具有的能量越大。
如何衡量一个物体所具有的能量的多少？
1、动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。
“9.11事件”中的飞机由于在运动，所以具有动能
运动着的子弹穿过鸡蛋
汽车在公路上高速行驶
它们都在运动，所以都具有动能
一切运动的物体都具有动能，
静止的物体不具有动能。
物体由于运动而具有的能叫动能。
动能的大小跟哪些因素有关？你能试着举一些生活中的例子来说明吗？
枪打出去的子弹能够击穿木头
用手扔出去的子弹不能击穿木头
被自行车撞到的栏杆形变程度小
被相同速度的大货车撞到的栏杆形变程度大
作出猜想：
猜想1：动能的大小与物体运动的 有关。
猜想2：动能的大小与物体的 有关。
速度
质量
动能大小可能与速度有关；
动能大小可能与质量有关。
探究：物体动能的大小跟那些因素有关？
（2）实验与观察：
（1）猜想与假设：
实验方法：
由于动能大小可能与多个因素有关，实验过程中应采用
控制变量法。
1、研究动能与质量的关系时，要控制 相同。
速度
2、研究动能与速度的关系时，要控制 相同。
质量
问题1：联系牛顿第一定律的伽利略斜面实验，思考：如何获得相同的速度？
问题2：本实验中，如何反映物体动能的大小？
因此，我们可以用
来反映小球动能的大小。
小车被推动的距离
（转换法）
小球从光滑斜面上由静止下滑，撞击平面上的小车，小车运动的距离越长，则小球对车做的功 ，则运动小球所具有的动能 。
越多
越大
实验步骤：
1、将小车放在水平面上，让小球由静止开始沿斜面向下运动；
2、比较小车分别被从同一高度处滚下的不同质量的两小球撞击后运动的距离；
3、比较小车被从不同高度处滚下的质量相同的两小球撞击后运动的距离。
质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
小球释放的高度不同，到达水平面的速度就不同。
物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
小球释放的高度相同，到达水平面的速度就相同。
物体的动能与物体的质量和速度有关。质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
实验结论：
判断动能变化情况
①一辆汽车加速运动，它的动能 。
②火车进站时做减速运动，它的动能 ；停止后，它的动能为 。
③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 。
增大
减小
0
减小
如图为高速公路一景，请从动能的角度解释：
1．为什么要对机动车的行驶速度进行限制？
2．为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？
2、重力势能：物体由于高度位置（或被举高）所具有的能叫做重力势能。
打桩机的锤子被举高，所以具有重力势能
锤子
物体由于高度位置而具有的能叫重力势能
猜想：
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？
1、重力势能的大小跟物体 有关
2、重力势能的大小跟物体的 有关
被举高度
质量
实验探究
（二）势能的大小跟哪些因素有关
研究：
观察：
研究方法：
转换法：用小方桌陷入沙坑的深度来反映重物的重力势能
控制变量法
小方桌陷入沙坑的深度
重物的重力势能
1、探究重力势能与物体质量的关系时，要控制 相同，
让质量不同的两个钩码从 自由下落。
被举高度
同一高度处
重物具有的重力势能与其质量的关系
　　　　　　 相同时，物体　　　　越大，它具有的重力势能就越多。
重物具有的重力势能与其质量的关系
质量
被举起的高度
2、探究重力势能与被举高度的关系时，要控制 相同，
让两个质量相同的钩码从 自由下落。
钩码质量
不同高度
重物具有的重力势能与其所在高度的关系
重物具有的重力势能与其所在高度的关系
　　　一定时，物体　　　　　　　越高，它具有的重力势能就越多。
质量
被举起的高度
物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大
实验结论：
一架匀速上升的直升飞机，它的（ ）
A、动能增加，重力势能不变
B、动能不变，重力势能增加
C、动能和重力势能都增加
D、动能和重力势能都不变
B
3、物体因弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
弯曲的杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能
射箭时弓的形变越大，
箭射得越远。
物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大
弹性势能大小与哪些因素有关？
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
重力势能和弹性势能统称为势能，
动能和势能统称为机械能。
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
与速度和质量有关
与被举高度和质量有关
与弹性形变程度有关
课堂小结
1.下列物体具有什么形式的机械能：
（1）水平行驶的汽车：___________
（2）正在爬坡的汽车：___________
（3）山顶上的石头：___________
（4）山顶上滚下的石头：___________
（5）天花板上的吊灯： ___________
（6）天花板上摇摆的吊灯：___________
（7）拉长的橡皮筋：___________
（8）下落的雨滴：___________
（9）升空的火箭: 。
动能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
动能和重力势能
弹性势能
动能和重力势能
2、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_____，势能____ 。(填“变大”或“变小”)
变小
变小
举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
弓的弹性势能哪里去了？
分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。
单摆
A
B
C
机械能及其转化
单摆动能和重力势能的转化
A
B
C
1、上升：速度 ，高度 ， 动能 ，
重力势能 ， 能转化为 能。
2、下降：速度 ，高度 ，动能 ，
重力势能 ， 能转化为 能。
变慢
变高
变小
变大
动
动
重力势
重力势
变快
变低
变大
变小
重力势能
动能
动能
重力势能
最大
为零
最小
最大
滚摆
初始态
最低点
最高点
　 观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？
在最高点静止，摆轮具有_____能。
摆轮下降过程中，重力势能变___ ，动能变___。
摆轮下降到最低点时，转速如何，动能如何，高度如何，重力势能如何？
摆轮下降过程中，能量怎样转化？
摆轮上升过程中，能量怎样转化？
机械能及其转化
在最高点静止，摆轮具有_ ____能。
摆轮下降过程中，重力势能变___ ，动能变___。
摆轮下降到最低点时，转速如何，动能如何，高度如何，重力势能如何？
摆轮下降过程中，能量怎样转化？
摆轮上升过程中，能量怎样转化？
重力势
小
大
动能和弹性势能的转化
拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能 ，箭的动能 ，弓的 能转化为箭的 。
减小
增大
弹性势
动能
动能和弹性势能可以相互转化
动能和弹性势能可以相互转化
机械能及其转化
机械能守恒：
当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。
机械能守恒是一种理想化情况。（条件为忽略摩擦力、不计空气阻力，绝对光滑等）
人造地球卫星运行过程中动能与势能的转化
远地点
近地点
机械能及其转化
人造地球卫星运行过程中动能与势能的转化
远地点
近地点
2.卫星在近地点的动能最 ，势能最 ；在远地点的动能最 ，势能最 。卫星在运动过程中机械能 。
大
小
小
大
势能 ，
速度 。
动能 ，
减小
增大
增大
增大
减小
减小
低
高
守恒
（快）
（慢）
势能 ，
速度 。
动能 ，
机械能不守恒：
有重力或弹力以外的力（如阻力）对物体做功时。机械能不守恒。
降落伞匀速降落时，重力势能减小，动能不变，机械能减小。（由于受空气阻力，机械能转化为内能）
加速上升的火箭，重力势能增大，动能增大，机械能增大。（由于燃料燃烧产生的内能转化为机械能）