沪科八年级物理全合理利用机械能教学.pptx

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1、改变世界的改变世界的“重力电灯重力电灯”n在非洲大陆，由于资源分配不均，常常导致电力不稳、照明不足。而今贫困地区的家庭还在使用煤油灯来照明。那有没有一种方法，能够便宜地照亮非洲的夜晚？n重力LED灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下，安置于1.8米的高度，可以维持20多分钟的照明，当然你安装高度的越高，维持时间越长 n无污染、使用无污染、使用“零零”成本成本第1页/共62页思考一：思考一：为什么举起一袋沙就能发电？为什么举起一袋沙就能发电？第2页/共62页1.1.足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？反应是什么？2.2.那么，如果飞过来那么

2、，如果飞过来的不是足球的不是足球,而是相同而是相同速度的一个铅球呢速度的一个铅球呢?3.3.原因是什么？原因是什么？4.4.同样质量的竹箭，一支用弓射出，而另一支同样质量的竹箭，一支用弓射出，而另一支用手掷，哪一支穿透本领大？为什么？用手掷，哪一支穿透本领大？为什么？思考二：思考二：第3页/共62页一、做一、做功功的的两个必要两个必要要素要素作用在物体上作用在物体上的的力力在该在该力的方向上力的方向上通过的距离通过的距离 二、做二、做功功的公式：的公式：W=FsW=Fs温故知新温故知新温故知新温故知新三、三、功功的单位：的单位：焦耳焦耳（J J）作用在物体上的力，使物体在作用在物体上的力，使物

3、体在力的方向力的方向上通过了上通过了一段距离，就说这个力对物体做了功。一段距离，就说这个力对物体做了功。第4页/共62页 在日常生活或看书读报中，你听说过哪些关于“能”方面的词语？如：水能、太阳能、电能、热能等等。思考：1.满足什么条件的物体具有能？2.什么叫机械能？第5页/共62页图一图二图三小小球球对对木木块块做做功功？重重锤锤对对木木桩桩做做功功？弓能对箭做功？弓能对箭做功？观察对比：观察对比：思考小球、重锤、弓箭三者都能对外做功吗？思考小球、重锤、弓箭三者都能对外做功吗？如果可以，能做功的原因相同吗？如果可以，能做功的原因相同吗？图一中的小球是由于图一中的小球是由于 能够对木块做功能够

4、对木块做功图二中的重锤是由于图二中的重锤是由于 能够对木桩做功能够对木桩做功图三中的弓是由于图三中的弓是由于 能够对箭做功能够对箭做功运动运动被举高被举高弹性形变弹性形变观察与思考观察与思考第6页/共62页观察与思考观察与思考运动运动的小球具有做功的的小球具有做功的本领本领举高举高的的重锤重锤具有做功的具有做功的本领本领形变形变的的弓弦弓弦具有做功的具有做功的本领本领在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我就说这个物体具有能量，简称能。我就说这个物体具有能量，简称能。功和能的关系：物体能够做功，就具有能量。功和能的关系：物体能够做功，就具有能量

5、。物体能做多少功，就说它有多少能。物体能做多少功，就说它有多少能。能的单位和功的单位相同,都是焦,符号J。第7页/共62页n由于能量和做功联系很紧密，由于能量和做功联系很紧密，做功的过做功的过程就是能量转换的过程，物体做功越程就是能量转换的过程，物体做功越多，说明一种能量转换成另一种能量多，说明一种能量转换成另一种能量就越多就越多，所以能的单位和功的单位是一，所以能的单位和功的单位是一样的，也是样的，也是焦耳焦耳。n由功和能的这种关系，就可以通过做功的由功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量的研究能量及其转化的问题。多少，定量的研究能量及其转化的问题。n能量是不可能凭空产生或者凭空消失的

6、，能量是不可能凭空产生或者凭空消失的，只是由一种形式的能量转换成了另一种形只是由一种形式的能量转换成了另一种形式的能量。式的能量。第8页/共62页有无能量有无能量 能否做功能否做功 生活中哪些物体具有能量？生活中哪些物体具有能量？你怎么知道他们有能量？你怎么知道他们有能量？能量是指物体具有做功的能量是指物体具有做功的本领本领，并不一定正在做功。并不一定正在做功。做功的本领越强，物体具有的能量越大做功的本领越强，物体具有的能量越大 第9页/共62页运动着的子弹射穿巧克力运动着的子弹射穿巧克力第10页/共62页运动着的锤子能将钉子钉入木板中运动着的锤子能将钉子钉入木板中第11页/共62页运动着的空

7、气能将船吹着向前运动运动着的空气能将船吹着向前运动第12页/共62页动能动能物体由于运动而具有的能量叫物体由于运动而具有的能量叫做做动能动能。问题：生活中，有哪些物体具有动能？总结：只有运动的物体具有动能，而且一切运动的物体都能对其他的物体做功。也就是说，一切运动的物体都具有动能。一切运动的物体都具有动能。第13页/共62页下列哪些物体具有动能?n水中游动的鱼；水中游动的鱼；n地上飞奔的猎豹；地上飞奔的猎豹；n天上飞的老鹰；天上飞的老鹰；n高速路上行驶的空载汽车高速路上行驶的空载汽车n高速路上行驶的满载汽车高速路上行驶的满载汽车n快跑的小明快跑的小明n慢跑的小明慢跑的小明第14页/共62页 动

8、能的大小跟哪些因素有关？动能的大小跟哪些因素有关？猜猜 想想：1、动能的大小跟物体运动的、动能的大小跟物体运动的速度速度有关有关2、动能的大小跟物体的、动能的大小跟物体的质量质量有关有关提出问题提出问题：第15页/共62页设计实验方案设计实验方案：1 1、选择仪器：、选择仪器：2 2、实验思路：、实验思路：物体能够做的功越多，它具有的能也越大物体能够做的功越多，它具有的能也越大要比较动能的大小，应比较物体要比较动能的大小，应比较物体 3 3、实验方法：、实验方法：由于动能大小可能跟多个因素有关，实验过程中应采用由于动能大小可能跟多个因素有关，实验过程中应采用法法先控制先控制相同，研究动能与相同

9、，研究动能与的关系的关系再控制再控制相同，研究动能与相同，研究动能与的关系的关系4 4、步骤与记录：、步骤与记录：信息信息:质量不同的小车从一个斜面的质量不同的小车从一个斜面的同同一高度一高度释放释放,运动到水平面时运动到水平面时速度速度的的大小相等。大小相等。要比较动能的大小，应比较物体要比较动能的大小，应比较物体 物体运动距离的远近物体运动距离的远近控制变量控制变量速度速度速度速度质量质量质量质量第16页/共62页实验：实验：探动能探动能与与物体运动的物体运动的速度速度的关系的关系归纳结论：归纳结论：质量相同时，速度的物体能质量相同时，速度的物体能做的功做的功多多，表明它具有的动能，表明它

10、具有的动能大大多多比较右图两个实验得出：比较右图两个实验得出：第17页/共62页比较右图两个实验得出：比较右图两个实验得出：速度相同时，质量的物体能做的功多，速度相同时，质量的物体能做的功多，这表明它具有的动能这表明它具有的动能大大多多归纳以上两组结论得出：归纳以上两组结论得出：运动的物体越大，越大，它运动的物体越大，越大，它具有的具有的动能动能就越多就越多速度速度质量质量实验：实验：探索探索动能与动能与物体的物体的质量质量的关系的关系第18页/共62页分析与论证：分析与论证：结论：结论：运动物体的动能与物体的运动物体的动能与物体的速度速度和和质量质量有关，有关，物体的物体的速度速度越大，越大

11、，质量质量越大，它具有的动越大，它具有的动能就越大能就越大操场上飞来的足球可以用头顶，而飞来的铅球却避之不及；操场上飞来的足球可以用头顶，而飞来的铅球却避之不及；高速行驶的汽车在车祸中造成的损害要更大一些；高速行驶的汽车在车祸中造成的损害要更大一些；“雷声大雨点稀时雷声大雨点稀时”的雨点落到脸上，会打得生疼，的雨点落到脸上，会打得生疼，而浴室中房顶上的水滴落到脸上时却不会感到疼痛而浴室中房顶上的水滴落到脸上时却不会感到疼痛第19页/共62页物体由于物体由于被举高被举高而具有的能叫而具有的能叫重力势能重力势能重力势能的大小可能跟哪些因素有关？重力势能的大小可能跟哪些因素有关？1、重力势能重力势能

12、的大小跟物体的大小跟物体被举高度被举高度有关有关2、重力势能重力势能的大小跟物体的的大小跟物体的质量质量有关有关高度在没有特殊说明时，一般指离开地面的高度高度在没有特殊说明时，一般指离开地面的高度猜猜 想想：提出问题提出问题：第20页/共62页实验：重力势能大小与哪些因素有关实验：重力势能大小与哪些因素有关第21页/共62页设计实验方案设计实验方案：实验实验：归纳结论：归纳结论：1.1.质量相同时质量相同时,物体被举得越物体被举得越_重力势能越大重力势能越大2.2.被举高度相同时被举高度相同时,物体的质量越物体的质量越_重力势能越大重力势能越大高高大大探索探索重力势重力势能能与与物体的物体的质

13、量质量的关系的关系探索探索重力势能重力势能与与物体物体被举高被举高度度的关系的关系第22页/共62页n通过实验我们知道：n质量相同的物体高度_，重力势能_。n高度相同的物体质量_，重力势能_。n重力势能与_和_有关，物体被举得越_，质量越_，它具有的重力势能越大。越高越大越大越大质量高度大高第23页/共62页弹性势能物体由于发生物体由于发生弹性形变弹性形变而具有的能而具有的能外力撤消后，能完全恢复原来形状的形变外力撤消后，能完全恢复原来形状的形变弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的大小与弹性势能的大小与弹性形变程度有关。弹性形变程度有关。第24页/共62页 小结小结定义定义探究结论探究结论

14、动能动能 势势能能 速度速度越大、越大、质量质量越大，物体的动能越大，物体的动能越大。越大。物体的物体的弹性形变弹性形变越越大，物体的弹性势能大，物体的弹性势能就越大。就越大。物体物体被举得越高被举得越高、质量质量越大，重力势越大，重力势能就越大。能就越大。物体由于物体由于运动运动而而具有的能具有的能物体由于物体由于被举高被举高而具有的能而具有的能物体由于物体由于发生形变发生形变而具有的能而具有的能重力重力势能势能弹性弹性势能势能第25页/共62页当你依靠自身的重力挤压蹦蹦杠下端的弹簧时，原当你依靠自身的重力挤压蹦蹦杠下端的弹簧时，原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中，有的重力势能就以

15、弹性势能的形式储存在弹簧中，跃起时，弹性势能被释放出来，帮你向上跳跃，公跃起时，弹性势能被释放出来，帮你向上跳跃，公园里的蹦蹦床具有相同的道理。园里的蹦蹦床具有相同的道理。第26页/共62页各种形式的能量并不是一成不变的，当外界条件各种形式的能量并不是一成不变的，当外界条件改变时，各种形式的能量会发生相互转化或转移。改变时，各种形式的能量会发生相互转化或转移。第27页/共62页上升过程：上升过程：（不计阻力，物体只受重力作用。）（不计阻力，物体只受重力作用。）速度减小，高度增加。即物体动能速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能增大。在最高点处，减小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小

16、到零，高度最大。即物体速度减小到零，高度最大。即动能全部转化为重力势能动能全部转化为重力势能动能转化为重力势能动能转化为重力势能VV=0h动能最大势能最小动能最小势能最大下落过程：重力做功，下落过程：重力做功，重力势能转化为动能重力势能转化为动能第28页/共62页上升过程：上升过程：（不计阻力，物体只受重力作用）（不计阻力，物体只受重力作用）速度减小，高度增加。即物速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能增大。体动能减小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小在最高点处，物体速度减小到零，而高度最大。即动能到零，而高度最大。即动能全部转化为重力势能全部转化为重力势能动能转化为重力势能动能转

17、化为重力势能下落过程：重力做功，下落过程：重力做功，重力势能转化为动能重力势能转化为动能第29页/共62页 分析A、B、C三点间的能量转化过程。ABC分析单摆实验中动能和势能的转化。第30页/共62页结论：结论：重力势能和动能是可以相互转化相互转化的。思考思考：列举日常生活中关于动能与重力势列举日常生活中关于动能与重力势能相互转化的事例能相互转化的事例。第31页/共62页第32页/共62页分析分析:撑杆跳高过程中的能量转化情况撑杆跳高过程中的能量转化情况?第33页/共62页分析分析:“拉弓射箭拉弓射箭”的过程中能量的转化情况？的过程中能量的转化情况？第34页/共62页 分析以上例子中能的转化和

18、做功的过程之间的关系。由上可知：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功就有多少能量发生了转化。即功是能转化的量度。即功是能转化的量度。由功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量的研究能量及其转化的问题。第35页/共62页随堂练习1.只要是弹簧就具有弹性势能。（）2.在高空飞行的小鸟，只具有动能。（）3.速度大的物体动能一定大。（）4.用细线挂在天花板上的物体，没有做功，但它也具有能量（）5.运动的物体一定具有动能。（）6.二楼的东西一定比三楼的东西重力势能小。（）第36页/共62页ABC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

19、,物体的质量越大重力势能物体的质量越大重力势能越大越大(1)比较图中A、B两个实验可得(2)比较图中、两个实验可得：AC在右图所示的实验中第37页/共62页下列物体具有什么形式的能：下列物体具有什么形式的能：（1）水平行驶的汽车：）水平行驶的汽车：_（2）正在爬坡的汽车：）正在爬坡的汽车：_（3）山顶上的石头：）山顶上的石头：_（4）山顶上滚下的石头：）山顶上滚下的石头：_（5）天花板上的吊灯：）天花板上的吊灯：_（6）天花板上摇摆的吊灯：）天花板上摇摆的吊灯：_（7）拉长的橡皮筋：）拉长的橡皮筋：_（8）下落的雨滴：）下落的雨滴：_动能动能动能和重力势能动能和重力势能重力势能重力势能动能和重

20、力势能动能和重力势能重力势能重力势能动能和重力势能动能和重力势能动能和重力势能动能和重力势能弹性势能弹性势能第38页/共62页如图为高速公路一景，请从动能如图为高速公路一景，请从动能的角度解释：的角度解释：（1）为什么要对机动车的行驶）为什么要对机动车的行驶速度进行限制？速度进行限制？（2）为什么在同样的道路上，）为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？不同车型的限制车速不一样？第39页/共62页用物理学的术语解释：用物理学的术语解释：、为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么要对机动车的行驶速度进行限制？、为什么在同样的道路上，不同的车型的限为什么在同样的道路上，不同的车型的限制速

21、度不一样？制速度不一样？机动车的行驶速度越大机动车的行驶速度越大,动能也就越大动能也就越大,越不容易刹车越不容易刹车,所以要对车辆的速度加以限制所以要对车辆的速度加以限制,以免发生交通事故以免发生交通事故.不同车型的车不同车型的车,即使速度相同即使速度相同,它们的质量它们的质量也不同也不同,质量越大质量越大,动能也越大动能也越大,越不容易刹车越不容易刹车,所以大型客车的限制速度比小型客车更小所以大型客车的限制速度比小型客车更小.第40页/共62页 我们同学来学校时，在上坡前往往要加紧蹬几下；汽车司机在开车上坡前，也往往要加大油门，加大速度。从能量的转化的角度来说明这样做的好处。生活中的物理，你

22、留意过吗？生活中的物理，你留意过吗？增大动能，可以有较多的动能转化势能和内能，防止车倒退。第41页/共62页 弹簧门在推开以后能自己关闭，这是因为门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有了_，放手后转化为门的_，使门自动关闭。生活中的物理，你留意过吗？生活中的物理，你留意过吗？弹性势能弹性势能动能动能第42页/共62页课堂小结课堂小结机械能机械能动能动能势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能与速度和与速度和质量有关质量有关与被举高度与被举高度和质量有关和质量有关与形变大小与形变大小有关有关(能量能量)如果一个物体能够做功如果一个物体能够做功,我们就说这个物体我们就说这个物体具有能量具有能量第43页/

23、共62页第44页/共62页第45页/共62页小球在摆动中的能量怎么转化？第46页/共62页情景分析：分析影片中能量的转化情况第47页/共62页为什么举起一袋沙就能发电？为什么举起一袋沙就能发电？n人体内化学能转化为物体的重力势能：操作者花几秒的时间通过拉动珠链将12 kg的沙袋提升到一定的高度。n物体的重力势能转化为物体的动能：一旦操作者放手，沙袋在万有引力的作用下以每秒1mm的速度缓慢地下降。n物体的动能转化为电能：沙袋下降的过程中，传动装置带动发电机发电，重力灯就开始发光，当沙袋下降到最低点时，重力灯就停止工作。n重力LED灯就是靠能量之间相互转化而获取电能。学以致用学以致用第48页/共6

24、2页1.1.如果飞过来的不是如果飞过来的不是足球足球,而是相同速度的而是相同速度的一个铅球，为什么人一个铅球，为什么人要避开呢要避开呢?2.2.同样质量的竹箭，一支用弓射出，而另一支同样质量的竹箭，一支用弓射出，而另一支用手掷，哪一支穿透本领大？为什么？用手掷，哪一支穿透本领大？为什么？学以致用学以致用第49页/共62页学以致用学以致用车站 随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，以下是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度为什么这样设计？进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。第5

25、0页/共62页新民晚报新民晚报 一铁路职工一铁路职工“中弹中弹”昏倒昏倒 19901990年年6 6月月1010日日 沈阳开往上海的沈阳开往上海的195195次列车经过上海次列车经过上海分局管辖的沪宁线分局管辖的沪宁线103103区段时，突然从列车区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只左翼车窗飞出一只馒头馒头，不偏不倚正好打，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏。鼻梁上，当场将其击昏。第51页/共62页练习1.唐诗中“黄河远上白云间”，“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动形象地反映出这两条大河分别蕴藏着大量的 和 ，三峡大

26、坝关闸的首要目的是为了提高水的 。2.洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向地面，在此过程中洒水车动能将 （填“增大”、“减小”或“不变”，这是因为 。3.骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，试说明这样做的道理。重力势能动能重力势能减小随着水的洒出，洒水车的质量不断减小答：自行车上坡前加紧蹬几下，可以增大车速，使车上坡前有足够大的动能，在上坡过程中，动能转化为车的重力势能，车更容易上坡顶。第52页/共62页4.下列过程中，属于动能转化为重力势能的是（）A.雪撬从山坡上滑下 B.玩具弹簧枪将子弹水平射出C.雨滴从屋檐落向地面D.斜面上射出的炮弹上升的过程5.如下图，小球分别从光滑斜面AB、AC、AD的顶端

27、下滑到斜面底端时的动能是（）A.从AB滑下最大 B.从AC滑下最大C.从AD滑下最大 D.从三个斜面滑下一样大ABCDDD第53页/共62页6.人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行,如图所示,近地点为离地球中心最近的点,远地点为离地球中心最远的点.下列说法不正确的是()A.在近地点时,卫星动能最大 B.在远地点时,卫星势能最大C.卫星从近地点向远地点运动的过程中,势能转化为动能D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,势能转化为动能C C第54页/共62页能量的分类第55页/共62页第56页/共62页潮汐发电潮汐发电生活 物理 社会第57页/共62页打桩机上被举高打桩机上被举高的重锤落下来可的重锤落下来可

28、以把桩打进地里以把桩打进地里被压弯的跳板可被压弯的跳板可以弹起运动员以弹起运动员第58页/共62页9 9、在水平公路上行驶的小汽车、在水平公路上行驶的小汽车7 7、在地上滚动的足球在地上滚动的足球 1 1、水平轨道上滚动的钢球、水平轨道上滚动的钢球 2 2、被压弯的跳板、被压弯的跳板3 3、天花板上的吊灯、天花板上的吊灯4 4、拉弯的弓、拉弯的弓5 5、上紧的发条、上紧的发条6 6、被举高的重锤、被举高的重锤8 8、放在课桌上的书本、放在课桌上的书本下列物体具有能吗？试分为三类，说出分类依据。下列物体具有能吗？试分为三类，说出分类依据。运运动动弹弹性性形形变变被被举举高高第59页/共62页5

29、5、在水平公路上行驶的小汽车、在水平公路上行驶的小汽车 1 1、在地上滚动的木球在地上滚动的木球 3 3、天花板上的吊灯、天花板上的吊灯 6 6、被举高的重锤、被举高的重锤 物体具有的能量有什么特点？物体具有的能量有什么特点？根据特点进行分类根据特点进行分类运运动动弹弹性性形形变变被被举举高高动动能能重重力力势势能能弹弹性性势势能能势势能能机机械械能能2 2、拉弯的弓、拉弯的弓 4 4、上紧后的发条、上紧后的发条 第60页/共62页答答:（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,容易造成交通事故。容易造成交通事故。（2）质量大，动能就大，所以）质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的小。大客车的限速要比小汽车的小。第61页/共62页感谢您的观看。感谢您的观看。第62页/共62页