第十章功与机械能（复习课件）物理新教材沪科版八年级全一册

第十章 功 与 机 械 能 八年级全一册•沪科版 单元课件 能结合实例认识机械功、功率、动能、势能等物理概念；能用能量转化观点解释常见的自然现象，解决日常生活中的有关问题。能用功和能的知识对生产生活中的问题进行归纳推理；能寻找证据支持自己的观点；能有依据地质疑。能基于日常生活提出与动能、势能有关的问题；能收集证据、形成结论，并作出解释；有团队意识，能主动参与讨论交流。知道机械能的守恒与转化需要一定的条件；能体会节约能源的重要性，有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。思考：蹦极运动中，蹦极者到达最低点时又会向上弹起。这是为什么？ 第1节 机械功 01 第2节功 率 02 第3节 动能和势能 03 单元内容 第4节 机械能转化及其应用 04 1.通过实例归纳出做功的两个必要条件，能 判断日常生活中物体是否做功。 2.知道功的计算公式和单位，会进行简单的计算，了解身边一些力做功的大小。 3.知道功率单位的含义并能形成 具体的概念。 4.会计算简单的功率问题。 5.了解动能的定义和影响因素。 6.认识重力势能、弹性势能及影响因素。 7.知道机械能及其守恒的条件。 8.能举例说明动能与势能的相互转化。 9.能解释与机械能转化有关的现象。 学习目标 单元重点 1.知道机械功的概念，认识做功的两个必要因素。 2.理解功的计算公式和单位，并能进行简单的计算。 3.会计算简单的功率问题。 4.掌握动能、重力势能大小的影响因素，通过实验探究并总结出 “质量越大、速度越大，动能越大；质量越大、高度越高，重力势能越大” 等结论。 5..能通过实验或实例,认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象 单元难点 1.能从做功的必要因素方面，来判断生活中做不做功的实例。 2.了解一些做功快慢的估计值。 3.探究实验中，如何精准控制变量（如让小球从同一高度滚下保证速度相同，选用不同质量小球改变质量等 4.能举例说明动能与势能的相互转化 重点难点 知识图谱 第1节 机械功 考点串讲 1.什么是功？生活中的做工、功夫、功劳、立功等和物理学中的功意思一样吗？ 3.下列情形有没有做功，你是如何判断的？ 2.能否说说你什么时候对物体做了功？请举例说明 推力使小车前进 F S 拉力使物体升高 F S 知识点一：做功了吗 力对物体的移动做出了贡献，取得了成效。 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。 知道力学中的功 探究新知 探究新知 你能找出它们的工作过程有什么共同特点吗？ 对物体有力的作用； 使物体在力的方向上移动了一段距离。 探究新知 1. 功的概念 （1）问题探究 探究一： 吊车要把货物从地面搬到车上。在这个过程中，吊车除了要对货物施加力，还需要怎样做才能完成这个任务? 很明显，吊车要完成这个任务，除了用力提起货物，还需要使货物在这个力的方向上移动一段距离。也就是说，在吊车提高货物的过程中，货物受到一个向上的力F的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离s，力F作用的成效体现在货物被举高了。 第一节 机械功 做功了吗 吊车要把货物从地面 拉到车上 汽车通过牵引力的作用 移动了一段距离 人用力搬石头没搬动 用力推车，但车未动 人提着水桶在水平路面上前行 冰壶在平滑的冰面上滑行 踢出去的足球在空中运动 人背着书包在水平路面上前行 做出指定力的示意图，并标出物体移动的距离和方向（没有力或距离不必标出） 第一节 机械功 做功了吗 吊车要把货物从地面 拉到车上 汽车通过牵引力的作用 移动了一段距离 人用力搬石头没搬动 用力推车，但车未动 人提着水桶在水平路面上前行 冰壶在平滑的冰面上滑行 踢出去的足球在空中运动 人背着书包在水平路面上前行 归纳：把这些情景按力和运动的情况分成四类，并说出分类依据。 归纳总结 3.不做功的三种情况： (1)有力没有距离不做功，即物体受到力的作用，但保持静止状态（s＝0，劳而无功）； (2)有距离没有力不做功，即物体在运动方向上不受力的作用（F＝0，不劳无功）； (3)移动的距离与力的方向垂直不做功，即物体受到力的作用，但运动方向始终与该力垂直（劳而无功）。 物理学中规定，力对物体所做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 W=Fs 功 力 物体沿力的方向移动的距离 牛（N） 米（m） 焦耳（J） 1J = 1N·m 焦耳 4.计算公式: 意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。 1J有多大？ 1J = 1N·m 第2节 功率 考点串讲 一 做功快慢的比较 触类旁通：那我们又该如何比较做功的快慢呢？ （1）相同时间比做功：相同时间内，谁做的功多，谁做功就快。 （2）做相同功比时间：做一样多的功，谁花的时间少，谁做功就快。 如果做功不同，时间也不同，该如何比较做功的快慢？ 探究新知 一、做功快慢的比较 （1）现象探究：比较做功相同时间不同 ①如图（a）（b）所示，两位搬运工人均从一楼搬运物体到楼上。若他们上行楼层的高度相同、物重相同，但所用时间不同，你能判断谁对货物做功快吗？请与同学交流你的判断方法。 （a）工人做功快。因为二人做功相同，（a）中工人所用时间少，所以做功快。 ②如图（a）（b）所示，两位搬运工人均从一楼搬运物体到楼上。若他们上行楼层的高度相同、时间相同，但物重不同，你能判断谁对货物做功快吗？请与同学交流你的判断方法。 （a）中工人做功快。因为二人做功所用时间相同，（a）中工人做功多，所以做功快。 （2）现象探究：比较时间相同做功不同 探究归纳：做功的快慢与做功的多少和做功时间这两个因素有关。 比较做功快慢的方法： 做功相同，做功时间越少 做功时间相同，做功越多 如果做功多少、做功时间都不同，怎样比较？ 做功越快 二　功率的计算 瓦特 定义：功与做功所用的时间之比叫做功率。 物理意义：表示物体做功的快慢。 公式： 国际单位： 焦耳(J) 秒(s) 焦耳/秒(J/s) 瓦特(W) 1 W = 1 J/s 1 s 内做了 1 J 的功 常用单位：千瓦(kW)——1 kW = 1000 W P＝ 功率＝ ＝ P＝ 詹姆斯·瓦特，英国发明家，第一次工业革命的重要人物。 1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入“蒸汽时代”。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。 瓦特  James Watt 骑车功率约70 W 百米飞人的功率可达1kW 轿车的功率约可达200 kW 电力机车和内燃机车的功率可达5 000 kW 万吨豪华游轮的功率可达1万kW 鲸游动时功率可达350kW 常见的一些功率 三、功率第二个公式 F表示物体受的力，v表示物体的运动速度。 特别提醒： P = W t = Fs t = Fv 适用条件：物体做匀速直线运动，F与v在同一条直线上。 功率是描述做功快慢的物理量。它虽然与做功多少和所用时间长短有关，但它不是由功或时间单独决定的，而是由两者共同决定的。只有同时确定功和时间，比较他们的比值，才能比较功率的大小。 F 速度v 第3节 动能与势能 考点串讲 拉开的弓　 能把箭　　 射出 形变的跳板　 能把人 弹飞 高举的石头 能把人　 砸亖 物体 能够对外 做功 具有能量 能量 一个物体能够对外做功，我们就说它具有能。 E(J) 探究新知 点击音频 一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越多。 物体对外做了多少功，也就消耗了多少能。 【能与功的区别与联系】 区别 功是一个过程量，能是一个状态量。 功是描述力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程面言的；能是描述一个物体做功本领强弱的物理量，是一个状态量。 具有能的物体不一定正在做功，正在做功的物体一定具有能量。 联系 功是能量变化的量度 “能够做功”与“做了功” 物体”能够做功"与”做了功"是两个不同的概念,“能够做功功”表示物体具有做功的本领，与做不做功没关系，“做了功”"表示结果，是力经过一段距离后对物体取得了成效。 能量是表示物体做功本领大小的物理量 动能的定义 动能：物体由于运动具有的能量叫动能。（一切运动的物体都具有动能） 单位： 焦耳（ J ） 探究：动能的大小与哪些因素有关 与物体运动的质量有关？ 猜想与假设 与物体运动的速度有关？ 动能大小可能与速度有关 动能大小可能与质量有关 探究：动能的大小与哪些因素有关 猜想与假设 实验器材 如何比较动能的大小？ 木块被撞击的距离 转换法 探究物体动能的大小与物体速度的关系 实 验 1 （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 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 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 4 探究影响物体动能大小的因素 实验方法 控制变量法 在探究动能大小可能与物体运动速度、物体质量有关时，每次实验这两个变量只能变化一个。 （1）探究动能大小与速度关系时，控制质量不变，改变速度的方法： 同一小球从不同高度滚下。 （2）探究动能大小与质量关系时，控制速度不变，改变质量的方法： 质量不同的小球从同一高度滚下。 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， 它的动能也越大。 物体的动能大小与物体的质量和速度有关。 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? 课堂练习 势能 1.重力势能定义：物体由于位置较高而具有的能叫重力势能。 2.重力势能单位：焦耳（ J ） 高处下落的水流具有重力势能 高一点 要使木桩进入泥土里，砸向木桩的重物需要高一点.还是低一点？ 探究物体的重力势能跟哪些因素有关 猜想一： 高度 石头 分别搬起石头和棉花砸向自己的脚，哪个更疼一些？ 猜想二： 质量 ①探究重力势能的大小与高度的关系 让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 ②探究重力势能大小与质量的关系 让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 重力势能 动能和势能的比较 产生原因 影响因素 相同特点 动能 势能 重力势能 弹性势能 运动 质量、速度 处于高处 质量、高度 发生弹性形变 弹性形变程度、材料 具有能的物体都可以做功，动能和势能的单位都是焦耳(J) 第4节 机械能转化及其应用 考点串讲 动能和势能的相互转化 弓的弹性势能哪里去了？ 弓的弹性势能 箭的动能 蹦极的人从高空跳下后，重力势能减小，重力势能是不是能量消失了呢？ 思考：滚摆在上升过程中，它的动能和势能如何变化？减小的能去哪里了？增加的能又从哪来？能量是否能从一种形式转化为另一种形式呢？ (1)滚摆实验 (2)单摆实验 单摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。上升过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 将小球拉至A点静止释放,小球加速摆至C点,由于惯性再减速摆至B点,到B点速度为零,之后再经过 C 点回到A点，不断往复 现象观察 现象分析 B C A 实验方法 ①实验器材及装置图：斜面、钢球、弹簧、支架等。 ②实验步骤：如图，当钢球从高处滚下来，撞到弹簧上后会发生什么现象？这些过程中弹簧的能量是如何转化的？ ③实验结论: 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 (3)钢球撞击弹簧实验 实验方法 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能大小会变化，但机械能总和不变。 想一想：从鼻尖释放的铁锁，会再次打到鼻尖吗？ 不会； 因为铁锁除了受到重力和拉力外还受空气阻力。 铁锁在运动过程中会克服摩擦力做功，从而消耗机械能，把机械能转化为内能，从而使机械能越来越小。 (4)鼻尖释放铁锁实验 如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。 机械能 = 动能 + 势能 势能 动能 + 保持不变 机械能守恒 没有摩擦(“光滑”“不计空气阻力”等)的情况下 在动能和势能的转化中，若有摩擦，则机械能的总和减小 实验方法 人造地球卫星的机械能转化： 人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。 水能和风能是自然界中丰富的机械能资源。 机械能的应用 水能 水的流动 风能 空气的流动 水的重力势能转化成动能，通过水轮机带动发电机发电，可以将水的机械能转化为电能，再通过输电线送到用电地区。 （1）水力发电 我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。 （2）古代对风能的利用 （3）风力发电 风力发电的能量转化： 风能→风车叶片的动能→电能 null 46680.375 $