10.4动能与势能 课件 -----2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下学期

2024鲁科版八下 10.4动能与势能 限速 观察图 10-4-1 中的交通标志牌，你知道为什么要对机动车的行驶速度进行限制吗?为什么在同样的道路上，对不同车型有不同的限速要求? 能 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量(energy)，简称能。一个物体能够做的功越多表示它具有的能量越大。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。 一、动能 动能 流水能推动水车(图10-4-2)，风能吹动柳枝(图10-4-3)。急的流水、流动的空气能够对外做功，它们具有能量。我们把物体由于运动而具有的能，叫作动能(kineticenergy)。一切运动的物体都具有动能，不同的运动物体，它们具有的动能一般不同。物体动能的大小与哪些因素有关? 观察与实验 研究动能的大小与哪些因素有关 如图 10-4-4 所示，小车4从斜面某处由静止滑下，在水平面上运动。当4碰到物体B后，能将B推出一段距离。在同一水平面上、B被推动得越远，说明A对B做的功越多，4具有的动能就越大。 让质量不同的小车从斜面的同一高度由静止滑下，它们到达水平面时的速度相同。观察并记录B被推出的距离。 让同一辆小车A从斜面的不同高度由静止滑下，小车每次到达水平面时的速度大小不同。观察并记录B被推出的距离。分析实验结果，你有哪些发现? 想一想，在同一水平面上，要让A将B推动得更远一些，可以采用哪些方法? 实验结论 实验结果表明:物体的动能与其质量和运动速度有关。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 《中华人民共和国道路交通安全法》及其实施条例专门规定了机动车在能也越大。不同道路和情形下行驶时的最高时速，以尽量减少机动车因动能过大而造成的交通事故。 二、势能 重力势能 高处的铅球落到沙地时，把沙地砸出一个坑，铅球对沙地做了功;打机在工作时，把重锤高高举起，重锤落下，把桩打人地里，重锤对做了功。这说明高处的物体具有能量。 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。 实验 重力势能的大小与哪些因素有关 图10-4-5是模拟打桩的装置图。让“重锤”从“桩”正上方的某一高度处自由下落， 将“桩”打入沙中。想一想，若要将“桩”打得深一些,可以采用哪些方法?做一做，分析实验结果，你有哪些发现? 实验结论 实验结果表明:物体的重力势能与其质量和被举高的高度有关。高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大;质量相同的物体，高度越高，它的重力势能也越大。 高空抛物极具危险性，因为高处的物体具有重力势能，重力势能越大，它能够做的功越多，破坏力就越大。《中华人民共和国民法典》已经明确规定“禁止从建筑物中抛掷物品” 弹性势能 发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此也具有能量。例如，发生形变的网球拍(图10-4-6)能将网球弹出，具有能量;拉号(图10-4-7)能将箭射出,具有能量….《由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性能。射箭时弓的形变越大，箭射得越远自一物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 重力势能和弹性势能是常见的两种势能。 三、拓展提升 1 课堂导入 观察与思考 分析与思考 把重100N沙子运到6米高三楼，比较三种不同方法。 比较三种不同方式的做功情况 1.有用功：使用机械时所做的有用的功； 2.额外功：人们不需要但又不得不做的功； 3.总功：有用功与额外功的总和。 1 课堂导入 观察与思考 三种方式做功的内容 1 对沙子做功 对水桶做功 克服人自身 重力做功 2 对沙子做功 对水桶做功 对滑轮做功 3 对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功 1 课堂导入 观察与思考 计算功，并填入表格 做功方式 有用功 额外功 总功/J 桶装，手提上楼 100N×6m （400+20）N×6m 桶装，动滑轮吊运 100N×6m （20+10）N×12m 袋装，动滑轮吊运 100N×6m （5+10）N×12m 3120 780 690 由此可知，完成此项任务，不同方式工作效率不同。 2 学习目标 1.知道什么是有用功、额外功和总功； 2.理解机械效率的概念； 3.会进行机械效率的简单计算。 3 课堂活动 1.有用功、额外功 使用机械时，对物体所做的有用的功。 有用功 使用机械时，人们额外需要做的功。 额外功 有用功与额外功的总和。 总 功 W总=W有用+W额外 3 课堂活动 2.机械效率 有用功与总功的比值。 机械效率 公 式 η表示机械效率，机械效率常用百分数表示。 计算上述三种不同做功方式的机械效率 3 课堂活动 2.机械效率 有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 师生互动 1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少； 2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位； 3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1； 4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械性能越好； 5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。 3 课堂活动 2.机械效率 分为竖直方向提升物体和水平方向拉动物体两种类型 滑轮组机械效率 如图，G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离 W有=Gh，W总=WF=FS,则： 3 课堂活动 2.机械效率 分为竖直方向提升物体和水平方向拉动物体两种类型 滑轮组机械效率 如图，f为摩擦力，L为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离 W有=fL，W总=WF=FS,则： 3 课堂活动 2.机械效率 斜面机械效率 如图，h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力 W有=Gh，W总=WF=FS,则： 3 课堂活动 3.测量滑轮组机械效率 实验探究 测量滑轮组机械效率 【实验目的】1．学习安装滑轮组；2．学习测滑轮组的机械效率；3．分析得出影响滑轮组机械效率的因素；4．分析得出提高滑轮组机械效率的方法。 【实验器材】刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮与两个动滑轮组成的滑轮组、长2m的细绳。 3 课堂活动 3.测量滑轮组机械效率 【实验方法】先后按（a）、（b）、（c）三种情况安装好滑轮组。并按表格进行测量；数据计入表格。 3 课堂活动 3.测量滑轮组机械效率 【实验表格】 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械效率 （a） （b） （c） 3 课堂活动 3.测量滑轮组机械效率 【分析讨论】 1.（a）、（b）两个装置，钩码数量相同时，机械效率有什么不同？ 2.（b）、（c）为同一装置，钩码数量不同时，机械效率有什么不同？ 3.分析机械效率不同的原因。 3 课堂活动 4.课堂练习 √ 1.请你判断：下面说法中是否正确？ （1）有用功越多，机械效率越高（ ）； （2）额外功越少，机械效率越高（ ）； （3）物体做功越慢，机械效率越低（ ）； （4）做总功越多，机械效率越高（ ）； （5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）； （6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）； （7）机械效率越高，越省力（ ）。 √ × × × × × 3 课堂活动 4.课堂练习 200J 2.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m， （1）他做的有用功是多少？ （2）总功是多少？ （3）杠杆的机械效率是多少？ 160J 80% 3 课堂活动 4.课堂练习 96 3．用如图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛。 （1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力； （2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力。 A F 120 5 课堂小结 机械效率 有用功 对物体所做有用的功 额外功 人们额外需要做的功 总功 有用功与额外功的总和 机械效率 有用功与总功的比值 6 作业 1.一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？ 2.用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？ 6 作业 3.如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少? F 6 作业 4.使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重为G的物体水平移动的距离为L，有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？ G f G L 谢谢 $$