课时10.6 合理利用机械能-【帮课堂】2022-2023学年八年级物理下学期同步精品讲义（沪科版）

课时10.6 合理利用机械能（帮课堂）（解析版） 【学习目标】 1.知道动能、势能和机械能 2.通过实验，了解动能和势能的相互转化 3.用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化 【知识导图】 【基础知识】 知识点一：动能和势能 1.能的概念： ①定义：如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。 ②单位：能量和功的单位都是焦耳，简称焦，用符号J表示。 ③具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。 ④物体做功的过程实质就是能的转化过程；物体做的功越多，说明某种能转化为其他形式的能越多。 2.动能： ①定义：物体由于运动而具有的能叫做动能，用符号EK表示。 【实验探究】动能大小的有关因素 1. 实验器材：斜面、质量不同的小球、木块 （2）研究对象：小球 （3）实验过程：让小球从斜面滚下，撞击放在水平面上的木块，比较木块被撞击后运动的距离，进而判断小球动能的大小。 （4）比较甲、乙实验可知，速度相同时，质量越大的物体动能越大； （比较甲、丙实验可知，质量相同时，速度越大的物体动能越大； 可见，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关。 （5）甲、乙两次实验，让质量不同的小球从同一斜面同一高度滚下的目的是： 使小球达水平面有相同的初速度。 1. 丙两次实验，让质量相同的小球从同一斜面不同高度滚下的目的是：使小球达水平面有不同的初速度。 （6）该实验的实验方法有：控制变量法和转换法 ③影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度。 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大； 运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 ④计算公式：EK=1／2mv2 由公式可知，影响动能较大的因素是物体的运动速度。 ⑤一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。 物体是否具有动能的标志是：物体是否在运动。 3.势能： ①势能包括重力势能和弹性势能。 ②重力势能：（1）定义：物体由于被举高而所具有的能叫做重力势能，用符号Eh表示。 【实验探究】重力势能大小的有关因素 a.实验器材：装有沙子的箱子，桌脚是四根铁钉的小方桌，重物 甲 乙 丙 b.研究对象：重物 c.实验过程：让重物从一定的高度自由下落冲击放在沙面上的小方桌，比较小方桌下陷的深度，进而判断重物重力势能的大小。 d.比较甲、乙实验可知，质量相同时，被举高的高度越高物体重力势能越大； 比较甲、丙实验可知，被举高高度相同时，质量越大物体重力势能越大； 可见，重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。 e.该实验的实验方法有：控制变量法和转换法 （2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度。 质量相同的物体，被举的越高，重力势能越大；被举的高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 （3）计算公式：Eh=mgh，其中h是指被举高的高度。 （4）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量一定的物体重力势能不变。 （5）物体是否具有重力势能的标志是：物体是否被举高。 ③弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，用符号Ex表示。 （2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言） 对同一弹簧或同一橡皮筋弹性形变越大，弹性势能越大。 （3）计算公式：Ex=1／2k△x2，其中△x表示形变量。 （4）物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。 知识点二：机械能及其转化 1.定义：动能与势能统称为机械能。 2.动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。 动能和势能可以互相转化。 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。 3.动能和重力势能间的转化规律： a.质量一定的物体，加速下降，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； b.质量一定的物体，减速上升，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 4.动能与弹性势能间的转化规律： a.如果一个物体动能减小，而另一个物体弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； b.如果一个物体动能增大,而另一个物体弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 例：不计空气的阻力和摩擦，试分析皮球从空中自由下落到弹回到原来位置的能量转化。 ⑤自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电