10.6合理利用机械能第1课时动能与势能 课件 (共46张PPT) 2023-2024学年度沪科版物理八年级全册

(共46张PPT)
10.6合理利用机械能
第1课时 动能与势能
八下 物理
沪科版
请同学们阅读下面的事例：
小小飞鸟为什么对飞行中的飞机造成如此大的危害呢
鸟撞飞机即鸟和飞行的飞机相撞。血肉之躯的小鸟与钢铁飞机在天空相撞，犹如以卵击石——卵破而石头无恙，然而事实并非如此，飞机与飞鸟在空中相撞，轻者飞机不能正常飞行，往往被迫紧急降落，重者机毁人亡。
目前鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一，自1988年以来，由鸟击引起的坠机事故已造成219人死亡。
新课引入
思考
为什么小小的物品能够把人击伤？
①一个20克的麻将从20楼飞下可致人骨折
学习了今天的知识，你就明白了。
请同学们观察一组实验数据——《高空抛物的伤害程度》
②一块西瓜皮从25楼抛下击中头部可致人死亡
③一个空易拉罐从25楼抛下可致人死亡
1. 知道物体具有能量及其含义；
2.知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能；
3.知道动能、重力势能、弹性势能分别跟哪些因素有关.
难点
重点
学习目标
风能吹动帆船前进
流动的水可以推动水轮机转动
张开的弓可以使箭射出
高举的榔头能将木桩砸入土中
抛出的保龄球能将静止的保龄瓶击倒
被压弯的跳板能使运动员弹起
新知学习
流动的水 能把水轮发电机 推动
被压弯的跳板 能把人 弹起
张开的弓 能把箭 射出
高举的榔头 能把木桩 砸陷
物体
能够对别的物体
做功
具有能量
风 能把帆船 吹动
抛出的保龄球 能将静止的保龄瓶 击倒
1.一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能
3.能量的单位：焦耳（J）
4.物理意义：能量是表示物体做功本领大小的物理量
物体做的功越多，表示这个物体的能量越大
2.物体做功的过程就是能的转化过程
一、能量
温馨提示
一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”
石头在山顶，具有能量，但没有做功
石头从山顶滚下来，正在做功
下列关于能量的说法中正确的是（ ）
A. 做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B. 做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C. 能够对外做功的物体具有能量，但不一定在做功
D. 能量多的物体所做的功一定就多
C
针对训练
运动着的锤子能将钉子钉入木板中
运动着的子弹射穿苹果
运动着的物体能够对其他物体做功，它就具有能量
二、动能
物体由于运动具有的能叫做动能
一切运动的物体都具有动能
探究
物体动能的大小与哪些因素有关？
物体的速度
物体的质量
探究物体动能的大小与物体速度的关系
实 验 1
因变量：
钢球的动能
自变量：
速度
怎样改变：
控制变量：
质量
（转换法）
怎样测量：
钢球对水平小木块做功多少
测量钢球撞击小木块移动的距离
释放高度越高，物体到达水平面的速度越大
释放高度越低，物体到达水平面的速度越小
从哪个滑梯滑下来的速度更大呢？
（转换法）
因变量：
钢球的动能
自变量：
速度
怎样改变：
控制变量：
质量
怎样控制：
怎样测量：
从斜面不同高度释放，钢球到达水平面的速度不同
选用同一个钢球
钢球对水平小木块做功多少
测量钢球撞击小木块移动的距离
质量 高度 速度 小木块被推动的距离
相同 低 小 短
较高 较大 较长
最高 最大 最长
钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到水平面时的速度越大，小木块被撞得越远
实验现象
实验结论
质量相同时，钢球的速度越大，动能越大
释疑
当质量一定时，速度越大，动能越大。所以我们要控制车速
探究物体动能的大小与物体质量的关系
实 验 2
因变量：
钢球的动能
自变量：
质量
怎样改变：
控制变量：
速度
怎样控制：
不同质量的钢球从斜面释放
（转换法）
怎样测量：
钢球对水平小木块做功多少
测量钢球撞击小木块移动的距离
质量不等的物体从斜坡的同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度大小相等
因变量：
钢球的动能
自变量：
质量
怎样改变：
控制变量：
速度
怎样控制：
不同质量的钢球从斜面释放
（转换法）
怎样测量：
钢球对水平小木块做功多少
测量钢球撞击小木块移动的距离
让质量不同的钢球，从斜面同一高度释放，到达水平面时的速度相同
速度相同时，质量越大的钢球能将小木块撞得越远
速度 质量 小木块移动的距离
相等 小 短
中 中
大 长
速度相同时，质量越大，动能越大
实验现象
实验结论
归纳
物体的动能与物体的质量和速度有关
（1）当质量一定时，速度越大，动能越大；
（2）当速度一定时，质量越大，动能越大。
当你在路上正常行走时，被一个行走的人碰撞一下与被一个奔跑的人碰撞一下，你身体的感觉会有什么不同？这是为什么
思考
被一个行走的人撞一下，身体感觉不怎么痛，而被奔跑的人撞一下，身体感觉很痛。如果行走的人和奔跑的人的质量相同时，奔跑的人的速度较大，具有的动能就较大，即对外做功的本领较大，被奔跑的人撞上时，就会感到很痛
某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h
从能量的角度分析:
1.为什么要对机动车限速
2.为什么不同重型机动车限速不同
3.为什么禁止机动车超载
针对训练
三、重力势能
夯式打桩机的重锤由高处落下后能将下面放置的物体(钢桩)打入地里
长江三峡大坝使上游的水位比下游高出113m，高处的江水可以冲击水轮机发电
受到重力的物体被举高后也具有能，这种能叫作重力势能
探究
重力势能的大小与哪些因素有关？
如何使打桩机将木桩打入地里更深，重物具有的重力势能更大呢？
猜想：
物体的质量
物体的高度
怎样测量：
探究重力势能的大小与物体高度的关系
实 验 3
（转换法）
因变量：
重力势能
自变量：
高度
怎样改变：
控制变量：
质量
怎样控制：
橡皮泥对桌子做功多少
测量桌子下陷的深度
选用同一橡皮泥
将橡皮泥从不同高度由静止释放
质量 高度 桌子下陷的深度
相同 低 浅
高 深
更高 更深
橡皮泥从高处由静止释放，高度越高，桌子下陷得越深
实验现象
实验结论
质量相同的物体，高度越高，重力势能越大
怎样测量：
（转换法）
因变量：
重力势能
自变量：
怎样改变：
控制变量：
怎样控制：
橡皮泥对桌子做功多少
测量桌子下陷的深度
从同一位置由静止释放
改变橡皮泥的块数
探究重力势能的大小与物体质量的关系
实 验 4
质量
高度
橡皮泥从同一位置释放，块数越多，桌子下陷得越深
高度 质量 桌子下陷的深度
相同 小 浅
大 深
更大 更深
同一高度的物体，质量越大，重力势能越大
实验现象
实验结论
归纳
决定重力势能大小的因素是物体的质量和被举的高度
（1）质量一定时，物体被举的高度越大，重力势能越大；
（2）物体被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大。
当你从楼下走过时，看见楼上阳台边沿放着一些花盆，花盆放得很靠外，你会感到危险；而当这些花盆放在路旁地上时，你就不会感到有什么危险。这是为什么
答：阳台上的花盆距离地面有一定的高度，具有较大的重力势能，一旦落下很容易伤人；而地面上的花盆相对于地面的高度为零，重力势能也为零，不会感觉到有什么危险。
思考
四、弹性势能
被拉开的橡皮筋
被压弯的跳板
被张开的弓
发生弹性形变的物体能够对外做功，所以也具有能量。
物体因弹性形变而具有的能叫做弹性势能
人们将重力势能、弹性势能这类能称为势能
实 验 5
探究弹性势能的影响因素
对同一个弹性物体，它发生的弹性形变越大，具有的弹性势能也越大
此外，弹性势能大小还与弹性体本身的性质有关
对不同的弹性物体，即使形变量相同，弹性势能也不同
温馨提示
物体的形变包括弹性形变和塑性形变。发生弹性形变的物体在撤去外力后能够恢复原状，发生塑性形变的物体在撤去外力后不能恢复原状
只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能
在保证弹弓不被拉坏的前提下，橡皮条被拉伸的形变越大，弹丸就能被射得越远。这是为什么
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大，能够对弹丸做的功也就越大，所以要使弹丸弹射得远，就要在橡皮条的弹性限度内，将其尽可能拉得长一些
思考
五、机械能
思考
物体有时既具有动能又具有势能
长征八号（代号：CZ-8），是中国研制的新一代中型中低轨道两级液体捆绑式运载火箭。右图为正在执行任务的火箭，试分析其具有什么能？
机械能：动能和势能统称为机械能。
升空的火箭: ;
正在下落的雨滴: ;
被拉长的橡皮筋: ;
空中飞行的客机: .
挂在墙上的钟表: .
动能、重力势能
动能、重力势能
弹性势能
动能、重力势能
重力势能
下列物体具有何种形式的机械能:
想想议议
想想议议
动能与势能
能量
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
动能
物体由于运动而具有的能
影响因素：质量、速度
势能
重力势能
弹性势能：
物体由于高度位置而具有的能
影响因素：质量、高度
物体由于弹性形变而具有的能
机械能
动能和势能统称为机械能
课堂小结
1. 如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A.动能不变，重力势能不变
B.动能变小，重力势能变小
C.动能不变，重力势能变小
D.动能变小，重力势能不变
B
随堂练习
(1)探究“物体的动能与物体的速度大小的关系”实验中，“物体的动能”是指_______（选填“木块”、“钢球”）在_____________________ 时的动能；物体动能的大小的判断方法是___________ 法；
2.实验室提供如下一些器材：一个木质带凹槽的倾斜轨道，三个小钢球m1=14g， m2=28g， m3=56g；还有木块B，刻度尺等。
钢球
与木块B恰好撞击
转化
①按照如题图装置组装实验器材；
②将质量为56克的m3铁球从斜面的某一高度由静止释放，撞击水平面上的木块B，用刻度尺测量 ;
③改变m3铁球 ，保持木块B的起始位置不变，仿照步骤②，再进行两次测量；
(2)探究物体动能与物体质量的关系，让质量 的钢球从同一斜面
高度由静止开始滚下，观察发现质量越 （选填“大”或“小”）的钢球能将物体B推得越远，动能越 。
木块B移动的距离
释放的高度
不同
相同
大
大
3.为探究重力势能的大小与什么因素有关 , 小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察_____________________来判断物体重力势能的大小。
小方桌陷入沙中的深浅
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图______和图 ______进行分析比较。
（3）图乙和图丙探究的问题是___________________________________
________ 。
甲
高度相同时，重力势能的大小与质量
乙
的关系