滬科八年級物理全合理利用機械能教學PPT課件

1、改變世界的改變世界的“重力電燈重力電燈”n在非洲大陸，由于資源分配不均，常常導致電力不穩(wěn)、照明不足。而今貧困地區(qū)的家庭還在使用煤油燈來照明。那有沒有一種方法，能夠便宜地照亮非洲的夜晚？ n重力LED燈的照明時間取決于安裝的高度，正常情況下，安置于1.8米的高度，可以維持20多分鐘的照明，當然你安裝高度的越高，維持時間越長 n無污染、使用無污染、使用“零零”成本成本第1頁/共62頁思考一：思考一：為什么舉起一袋沙就能發(fā)電？為什么舉起一袋沙就能發(fā)電？第2頁/共62頁1.1.足球場上一個足球迎頭飛過來，你的第一個足球場上一個足球迎頭飛過來，你的第一個反應是什么？反應是什么？2.2.那么，如果飛過來那

2、么，如果飛過來的不是足球的不是足球, ,而是相同而是相同速度的一個鉛球呢速度的一個鉛球呢? ?3.3.原因是什么？原因是什么？4.4.同樣質(zhì)量的竹箭，一支用弓射出，而另一支同樣質(zhì)量的竹箭，一支用弓射出，而另一支用手擲，哪一支穿透本領大？為什么？用手擲，哪一支穿透本領大？為什么？思考二：思考二：第3頁/共62頁一、做一、做功功的的兩個必要兩個必要要素要素作用在物體上作用在物體上的的力力在該在該力的方向上力的方向上通過的距離通過的距離 二、做二、做功功的公式：的公式：W=FsW=Fs溫故知新溫故知新三、三、功功的單位：的單位：焦耳（焦耳（J J）作用在物體上的力，使物體在作用在物體上的力，使物體在

3、力的方向力的方向上通過了上通過了一段距離，就說這個力對物體做了功。一段距離，就說這個力對物體做了功。第4頁/共62頁 在日常生活或看書讀報中，你聽說過哪些關于“能”方面的詞語？如：水能、太陽能、電能、熱能等等。思考：1.滿足什么條件的物體具有能？2.什么叫機械能？第5頁/共62頁圖一圖二圖三小球?qū)δ緣K做功？小球?qū)δ緣K做功？重錘對木樁做功？重錘對木樁做功？弓能對箭做功？弓能對箭做功？觀察對比：觀察對比：思考小球、重錘、弓箭三者都能對外做功嗎？思考小球、重錘、弓箭三者都能對外做功嗎？如果可以，能做功的原因相同嗎？如果可以，能做功的原因相同嗎？圖一中的小球是由于圖一中的小球是由于 能夠?qū)δ緣K做功能夠

4、對木塊做功圖二中的重錘是由于圖二中的重錘是由于 能夠?qū)δ緲蹲龉δ軌驅(qū)δ緲蹲龉D三中的弓是由于圖三中的弓是由于 能夠?qū)龉δ軌驅(qū)龉\動運動被舉高被舉高彈性形變彈性形變觀察與思考觀察與思考第6頁/共62頁觀察與思考觀察與思考運動運動的小球具有做功的的小球具有做功的本領本領舉高舉高的的重錘重錘具有做功的具有做功的本領本領形變形變的的弓弦弓弦具有做功的具有做功的本領本領 功和能的關系：物體能夠做功，就具有能量。功和能的關系：物體能夠做功，就具有能量。物體能做多少功，就說它有多少能。物體能做多少功，就說它有多少能。能的單位和功的單位相同,都是焦,符號J。第7頁/共62頁n由于能量和做功聯(lián)系很緊密，

5、由于能量和做功聯(lián)系很緊密，做功的過做功的過程就是能量轉(zhuǎn)換的過程，物體做功程就是能量轉(zhuǎn)換的過程，物體做功越多，說明一種能量轉(zhuǎn)換成另一種越多，說明一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量就越多能量就越多，所以能的單位和功的單位，所以能的單位和功的單位是一樣的，也是是一樣的，也是焦耳焦耳。n由功和能的這種關系，就可以通過做功的由功和能的這種關系，就可以通過做功的多少，定量的研究能量及其轉(zhuǎn)化的問題。多少，定量的研究能量及其轉(zhuǎn)化的問題。n能量是不可能憑空產(chǎn)生或者憑空消失的，能量是不可能憑空產(chǎn)生或者憑空消失的，只是由一種形式的能量轉(zhuǎn)換成了另一種形只是由一種形式的能量轉(zhuǎn)換成了另一種形式的能量。式的能量。第8頁/共62頁有無

6、能量有無能量 能否做功能否做功 生活中哪些物體具有能量？生活中哪些物體具有能量？ 你怎么知道他們有能量？你怎么知道他們有能量？ 能量是指物體具有做功的能量是指物體具有做功的本領本領， 并不一定正在做功。并不一定正在做功。做功的本領越強，物體具有的能量越大做功的本領越強，物體具有的能量越大 第9頁/共62頁運動著的子彈射穿巧克力運動著的子彈射穿巧克力第10頁/共62頁運動著的錘子能將釘子釘入木板中運動著的錘子能將釘子釘入木板中第11頁/共62頁運動著的空氣能將船吹著向前運動運動著的空氣能將船吹著向前運動第12頁/共62頁動能動能物體由于運動而具有的能量叫物體由于運動而具有的能量叫做做動能動能。問

7、題：生活中，有哪些物體具有動能？ 總結：只有運動的物體具有動能，而且一切運動的物體都能對其他的物體做功。也就是說，一切運動的物體都具有動能。一切運動的物體都具有動能。第13頁/共62頁下列哪些物體具有動能?n水中游動的魚；水中游動的魚；n地上飛奔的獵豹；地上飛奔的獵豹；n天上飛的老鷹；天上飛的老鷹；n高速路上行駛的空載汽車高速路上行駛的空載汽車n高速路上行駛的滿載汽車高速路上行駛的滿載汽車n快跑的小明快跑的小明n慢跑的小明慢跑的小明第14頁/共62頁 動能的大小跟哪些因素有關？動能的大小跟哪些因素有關？猜猜 想想：1、動能的大小跟物體運動的、動能的大小跟物體運動的速度速度有關有關2、動能的大小

8、跟物體的、動能的大小跟物體的質(zhì)量質(zhì)量有關有關提出問題提出問題：第15頁/共62頁設計實驗方案設計實驗方案：1 1、選擇儀器：、選擇儀器：2 2、實驗思路：、實驗思路：物體能夠做的功越多，它具有的能也越大物體能夠做的功越多，它具有的能也越大要比較動能的大小，應比較物體要比較動能的大小，應比較物體 3 3、實驗方法：、實驗方法：由于動能大小可能跟多個因素有關，實驗過程中應采用由于動能大小可能跟多個因素有關，實驗過程中應采用法法先控制先控制相同，研究動能與相同，研究動能與的關系的關系再控制再控制相同，研究動能與相同，研究動能與的關系的關系4 4、步驟與記錄：、步驟與記錄：信息信息: : 質(zhì)量不同的小

9、車從一個斜面的質(zhì)量不同的小車從一個斜面的同同一高度一高度釋放釋放,運動到水平面時運動到水平面時速度速度的的大小相等。大小相等。要比較動能的大小，應比較物體要比較動能的大小，應比較物體 物體運動距離的遠近物體運動距離的遠近控制變量控制變量速度速度速度速度質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量第16頁/共62頁實驗：實驗：探動能探動能與與物體運動的物體運動的速度速度的關系的關系歸納結論：歸納結論：質(zhì)量相同時，速度的物體能質(zhì)量相同時，速度的物體能做的功做的功多多，表明它具有的動能，表明它具有的動能大大多多比較右圖兩個實驗得出：比較右圖兩個實驗得出：第17頁/共62頁比較右圖兩個實驗得出：比較右圖兩個實驗得出：速度相同時，

10、質(zhì)量的物體能做的功多，速度相同時，質(zhì)量的物體能做的功多，這表明它具有的動能這表明它具有的動能大大多多歸納以上兩組結論得出：歸納以上兩組結論得出：運動的物體越大，越大，它運動的物體越大，越大，它具有的具有的動能動能就越多就越多速度速度質(zhì)量質(zhì)量實驗：實驗：探索探索動能與動能與物體的物體的質(zhì)量質(zhì)量的關系的關系第18頁/共62頁分析與論證：分析與論證：結論：結論：運動物體的動能與物體的運動物體的動能與物體的速度速度和和質(zhì)量質(zhì)量有有關，物體的關，物體的速度速度越大，越大，質(zhì)量質(zhì)量越大，它具越大，它具有的動能就越大有的動能就越大操場上飛來的足球可以用頭頂，而飛來的鉛球卻避之不及；操場上飛來的足球可以用頭頂

11、，而飛來的鉛球卻避之不及；高速行駛的汽車在車禍中造成的損害要更大一些；高速行駛的汽車在車禍中造成的損害要更大一些；“雷聲大雨點稀時雷聲大雨點稀時”的雨點落到臉上，會打得生疼，的雨點落到臉上，會打得生疼，而浴室中房頂上的水滴落到臉上時卻不會感到疼痛而浴室中房頂上的水滴落到臉上時卻不會感到疼痛第19頁/共62頁物體由于物體由于被舉高被舉高而具有的能叫而具有的能叫重力勢能重力勢能重力勢能的大小可能跟哪些因素有關？重力勢能的大小可能跟哪些因素有關？1、重力勢能重力勢能的大小跟物體的大小跟物體被舉高度被舉高度有關有關2、重力勢能重力勢能的大小跟物體的的大小跟物體的質(zhì)量質(zhì)量有關有關高度在沒有特殊說明時，一

12、般指離開地面的高度高度在沒有特殊說明時，一般指離開地面的高度猜猜 想想：提出問題提出問題：第20頁/共62頁實驗：重力勢能大小與哪些因素有關實驗：重力勢能大小與哪些因素有關第21頁/共62頁設計實驗方案設計實驗方案：實驗實驗：歸納結論：歸納結論：1.1.質(zhì)量相同時質(zhì)量相同時, ,物體被舉得越物體被舉得越_重力勢能越大重力勢能越大2.2.被舉高度相同時被舉高度相同時, ,物體的質(zhì)量越物體的質(zhì)量越_重力勢能越大重力勢能越大高高大大探索探索重力勢重力勢能能與與物體的物體的質(zhì)量質(zhì)量的關系的關系探索探索重力勢能重力勢能與與物體物體被舉高被舉高度度的關系的關系第22頁/共62頁n通過實驗我們知道：n質(zhì)量相

13、同的物體高度_，重力勢能_。n高度相同的物體質(zhì)量_，重力勢能_。n重力勢能與_和_有關，物體被舉得越_，質(zhì)量越_，它具有的重力勢能越大。越高越大越大越大質(zhì)量高度大高第23頁/共62頁彈性勢能物體由于發(fā)生物體由于發(fā)生彈性形變彈性形變而具有的能而具有的能外力撤消后，能完全恢復原來形狀的形變外力撤消后，能完全恢復原來形狀的形變彈性勢能的大小與哪些因素有關？ 彈性勢能的大小與彈性勢能的大小與彈性形變程度有關。彈性形變程度有關。第24頁/共62頁 小結小結定義定義探究結論探究結論動能動能 勢勢能能 速度速度越大、越大、質(zhì)量質(zhì)量越大，物體的動能越大，物體的動能越大。越大。 物體的物體的彈性形變彈性形變越大

14、，物體的彈性越大，物體的彈性勢能就越大。勢能就越大。 物體物體被舉得越高被舉得越高、質(zhì)量質(zhì)量越大，重力勢越大，重力勢能就越大。能就越大。物體由于物體由于運動運動而而具有的能具有的能物體由于物體由于被舉高被舉高而具有的能而具有的能物體由于物體由于發(fā)生形變發(fā)生形變而具有的能而具有的能重力重力勢能勢能彈性彈性勢能勢能第25頁/共62頁當你依靠自身的重力擠壓蹦蹦杠下端的彈簧時，原當你依靠自身的重力擠壓蹦蹦杠下端的彈簧時，原有的重力勢能就以彈性勢能的形式儲存在彈簧中，有的重力勢能就以彈性勢能的形式儲存在彈簧中，躍起時，彈性勢能被釋放出來，幫你向上跳躍，公躍起時，彈性勢能被釋放出來，幫你向上跳躍，公園里的

15、蹦蹦床具有相同的道理。園里的蹦蹦床具有相同的道理。第26頁/共62頁各種形式的能量并不是一成不變的，當外界條件各種形式的能量并不是一成不變的，當外界條件改變時，各種形式的能量會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。改變時，各種形式的能量會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。第27頁/共62頁上升過程：上升過程：（不計阻力，物體只受重力作用。）（不計阻力，物體只受重力作用。）速度減小，高度增加。即物體動能速度減小，高度增加。即物體動能減小，重力勢能增大。在最高點處，減小，重力勢能增大。在最高點處，物體速度減小到零，高度最大。即物體速度減小到零，高度最大。即動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能動能轉(zhuǎn)化為重力勢能動能轉(zhuǎn)化為重

16、力勢能VV=0h動能最大勢能最小動能最小勢能最大下落過程：重力做功，下落過程：重力做功， 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能重力勢能轉(zhuǎn)化為動能第28頁/共62頁上升過程：上升過程：（不計阻力，物體只受重力作用）（不計阻力，物體只受重力作用）速度減小，高度增加。即物速度減小，高度增加。即物體動能減小，重力勢能增大。體動能減小，重力勢能增大。在最高點處，物體速度減小在最高點處，物體速度減小到零，而高度最大。即動能到零，而高度最大。即動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能動能轉(zhuǎn)化為重力勢能動能轉(zhuǎn)化為重力勢能下落過程：重力做功，下落過程：重力做功， 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能重力勢能轉(zhuǎn)化為動能第29頁/共62頁 分析A、B

17、、C三點間的能量轉(zhuǎn)化過程。分析單擺實驗中動能和勢能的轉(zhuǎn)化。第30頁/共62頁結論：結論：重力勢能和動能是可以相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化的。思考思考：列舉日常生活中關于動能與重力勢列舉日常生活中關于動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化的事例能相互轉(zhuǎn)化的事例。第31頁/共62頁第32頁/共62頁分析分析: :撐桿跳高過程中的能量轉(zhuǎn)化情況撐桿跳高過程中的能量轉(zhuǎn)化情況?第33頁/共62頁分析分析:“拉弓射箭拉弓射箭”的過程中能量的轉(zhuǎn)化情況？的過程中能量的轉(zhuǎn)化情況？第34頁/共62頁 分析以上例子中能的轉(zhuǎn)化和做功的過程之間的關系。 由上可知：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 由功和能的這種關系，

18、就可以通過做功的多少，定量的研究能量及其轉(zhuǎn)化的問題。第35頁/共62頁隨堂練習1.只要是彈簧就具有彈性勢能 。 （ ）2.在高空飛行的小鳥，只具有動能。 （ ）3.速度大的物體動能一定大。 （ ）4. 用細線掛在天花板上的物體，沒有做功，但它也具有能量（ ）5. 運動的物體一定具有動能。 （ ）6. 二樓的東西一定比三樓的東西重力勢能小。 （ ）第36頁/共62頁ABC質(zhì)量相同時質(zhì)量相同時, ,物體被舉得越高重力勢能越大物體被舉得越高重力勢能越大被舉高度相同時被舉高度相同時, ,物體的質(zhì)量越大重力勢能物體的質(zhì)量越大重力勢能越大越大(1)比較圖中A、B兩個實驗可得(2)比較圖中、兩個實驗可得：A

19、C在右圖所示的實驗中第37頁/共62頁下列物體具有什么形式的能：下列物體具有什么形式的能：（1）水平行駛的汽車：）水平行駛的汽車：_（2）正在爬坡的汽車：）正在爬坡的汽車：_（3）山頂上的石頭：）山頂上的石頭：_（4）山頂上滾下的石頭：）山頂上滾下的石頭：_（5）天花板上的吊燈：）天花板上的吊燈： _（6）天花板上搖擺的吊燈：）天花板上搖擺的吊燈：_（7）拉長的橡皮筋：）拉長的橡皮筋：_（8）下落的雨滴：）下落的雨滴：_動能動能動能和重力勢能動能和重力勢能重力勢能重力勢能動能和重力勢能動能和重力勢能重力勢能重力勢能動能和重力勢能動能和重力勢能動能和重力勢能動能和重力勢能彈性勢能彈性勢能第38頁

20、/共62頁如圖為高速公路一景，請從動能如圖為高速公路一景，請從動能的角度解釋：的角度解釋：（1）為什么要對機動車的行駛）為什么要對機動車的行駛速度進行限制？速度進行限制？（2）為什么在同樣的道路上，）為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不一樣？不同車型的限制車速不一樣？第39頁/共62頁用物理學的術語解釋：用物理學的術語解釋：、為什么要對機動車的行駛速度進行限制？為什么要對機動車的行駛速度進行限制？、為什么在同樣的道路上，不同的車型的限為什么在同樣的道路上，不同的車型的限制速度不一樣？制速度不一樣？ 機動車的行駛速度越大機動車的行駛速度越大, ,動能也就越大動能也就越大, ,越不容易剎車越

21、不容易剎車, ,所以要對車輛的速度加以限制所以要對車輛的速度加以限制, ,以免發(fā)生交通事故以免發(fā)生交通事故. . 不同車型的車不同車型的車, ,即使速度相同即使速度相同, ,它們的質(zhì)量它們的質(zhì)量也不同也不同, ,質(zhì)量越大質(zhì)量越大, ,動能也越大動能也越大, ,越不容易剎車越不容易剎車, ,所以大型客車的限制速度比小型客車更小所以大型客車的限制速度比小型客車更小. 第40頁/共62頁 我們同學來學校時，在上坡前往往要加緊蹬幾下；汽車司機在開車上坡前，也往往要加大油門，加大速度。 從能量的轉(zhuǎn)化的角度來說明這樣做的好處。 增大動能，可以有較多的動能轉(zhuǎn)化勢能和內(nèi)能，防止車倒退。第41頁/共62頁 彈簧

22、門在推開以后能自己關閉，這是因為門被推開后，彈簧被卷緊變形，具有了_，放手后轉(zhuǎn)化為門的_，使門自動關閉。彈性勢能彈性勢能動能動能第42頁/共62頁課堂小結課堂小結機械能機械能動能動能勢能勢能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能與速度和與速度和質(zhì)量有關質(zhì)量有關與被舉高度與被舉高度和質(zhì)量有關和質(zhì)量有關與形變大小與形變大小有關有關(能量能量)如果一個物體能夠做功如果一個物體能夠做功, ,我們就說這個物體我們就說這個物體具有能量具有能量第43頁/共62頁第44頁/共62頁第45頁/共62頁小球在擺動中的能量怎么轉(zhuǎn)化？第46頁/共62頁情景分析：分析影片中能量的轉(zhuǎn)化情況第47頁/共62頁為什么舉起一袋沙就能

23、發(fā)電？為什么舉起一袋沙就能發(fā)電？n人體內(nèi)化學能轉(zhuǎn)化為物體的重力勢能：操作者花幾秒的時間通過拉動珠鏈將12 kg的沙袋提升到一定的高度。n物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能：一旦操作者放手，沙袋在萬有引力的作用下以每秒1mm的速度緩慢地下降。n物體的動能轉(zhuǎn)化為電能：沙袋下降的過程中，傳動裝置帶動發(fā)電機發(fā)電，重力燈就開始發(fā)光， 當沙袋下降到最低點時，重力燈就停止工作。n重力LED燈就是靠能量之間相互轉(zhuǎn)化而獲取電能。 學以致用學以致用第48頁/共62頁1.1.如果飛過來的不是如果飛過來的不是足球足球, ,而是相同速度的而是相同速度的一個鉛球，為什么人一個鉛球，為什么人要避開呢要避開呢? ?2.2.同樣質(zhì)

24、量的竹箭，一支用弓射出，而另一支同樣質(zhì)量的竹箭，一支用弓射出，而另一支用手擲，哪一支穿透本領大？為什么？用手擲，哪一支穿透本領大？為什么？學以致用學以致用第49頁/共62頁學以致用學以致用車站 隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人類所面臨的一項重要任務，以下是某輕軌車站的設計方案，與站臺連接的軌道有一個小的坡度為什么這樣設計？ 進站前關閉發(fā)動機，機車憑慣性上坡，動能變成勢能儲存起來，出站時下坡，勢能變成動能，節(jié)省了能源。第50頁/共62頁新民晚報新民晚報 一鐵路職工一鐵路職工“中彈中彈”昏倒昏倒 19901990年年6 6月月1010日日 沈陽開往上海的沈陽開往上海的1

25、95195次列車經(jīng)過上海次列車經(jīng)過上海分局管轄的滬寧線分局管轄的滬寧線103103區(qū)段時，突然從列車區(qū)段時，突然從列車左翼車窗飛出一只左翼車窗飛出一只饅頭饅頭，不偏不倚正好打，不偏不倚正好打在當班的上海鐵路分局蘇州工務段職工的在當班的上海鐵路分局蘇州工務段職工的鼻梁上，當場將其擊昏。鼻梁上，當場將其擊昏。第51頁/共62頁練習1.唐詩中“黃河遠上白云間”，“不盡長江滾滾來”的詩句，這動人的詩句生動形象地反映出這兩條大河分別蘊藏著大量的 和 ，三峽大壩關閘的首要目的是為了提高水的 。2.灑水車沿街道勻速行駛，將水灑向地面，在此過程中灑水車動能將 （填“增大”、“減小”或“不變”，這是因為 。3.

26、騎自行車上坡前，往往要加緊蹬幾下，試說明這樣做的道理。重力勢能動能重力勢能減小隨著水的灑出，灑水車的質(zhì)量不斷減小答：自行車上坡前加緊蹬幾下，可以增大車速，使車上坡前有足夠大的動能，在上坡過程中，動能轉(zhuǎn)化為車的重力勢能，車更容易上坡頂。第52頁/共62頁4.下列過程中，屬于動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是（ ）A.雪撬從山坡上滑下 B.玩具彈簧槍將子彈水平射出C.雨滴從屋檐落向地面D.斜面上射出的炮彈上升的過程5.如下圖，小球分別從光滑斜面AB、AC、AD的頂端下滑到斜面底端時的動能是（ ）A.從AB滑下最大 B.從AC滑下最大C.從AD滑下最大 D.從三個斜面滑下一樣大ABCDDD第53頁/共62頁6.人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行,如圖所示,近地點為