初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）动能和势能获奖教学ppt课件

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1.能通过实例从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能的单位。(物理观念)2.能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象。(物理观念)3.能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。(物理观念、科学探究)
观看视频，并思考问题：子弹射击物体，为什么会将物体击碎呢？
本节课，我们一起来探讨子弹击碎物体的秘密！
观察并思考:下面的图片，重锤、弓和海啸能物体否做功？为什么？
1.能量的概念物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
重锤、弓和水流等，这些物体都能够对外做功或具备做功的本领。其原因是这些物体具有能量。
2.对能的理解 物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。3. 单位物体做功的过程就是能的转化过程。因此能的单位和功的单位是相同的。在国际单位制中，能和功的单位都是焦耳，简称焦，符号（J）。
4.功和能的区别及联系
【典例1】关于能的概念，下列说法中正确的是（　　）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能
【详解】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；
B． 物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误；
C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；
D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。
观察以下运动的物体，思考它们是否具有能量？
空气在流动的过程中对帆做功
水在流动的过程中对沙石做功
子弹在运动的过程中对靶子做功
空气、子弹和水都是由于运动而具有的能
1. 动能的定义 物体由于运动而具有的能量，叫做动能。 一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。【特别提示】叙述动能的定义时，只能说“物体由于运动而具有的能”，不能说“运动的物体具有的能”，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能，如高空飞行的飞机除了具有动能外，还具有重力势能和内能等。
（1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关；（2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关。
物体动能的大小跟哪些因素有关？
②实验原理：如下图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰到木块B后，能将B撞出一段距离s。在同一水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对B做的功就越多，A的动能越大。
①实验器材：质量不同的钢球A、木块B、斜面等。
视频欣赏——《转换法》
③实验方法：转换法、控制变量法。
控制速度不变，改变质量的方法：质量不等的小球从同一高度滚下。
控制质量不变，改变速度的方法：同一小球从不同高度滚下。
①探究动能大小与速度的关系
②探究动能大小与质量的关系
探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与速度有关，速度越大，动能越大。
视频演示——《动能大小与速度的关系》
探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与质量有关，质量越大，动能越大。
视频演示——《动能大小与质量的关系》
物体动能的大小跟速度、质量有关，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，它的动能也越大。
（1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。（2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。（3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。（4）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。
（5）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。（6）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大）。
视频演示——《探究物体的动能跟那些因素有关》
4. 理解动能大小时应注意的问题一切运动的物体都具有动能,物体的动能由物体的质量和运动的速度决定,在讨论物体动能大小时,必须同时分析两个因素。例如,一颗子弹的速度大于火车的速度,但子弹的动能不一定比火车的动能大,因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多,就认为火车的动能一定比子弹的动能大,例如当火车的速度为零时,动能也为零,其动能一定比飞行的子弹小。
5. 小资料——《一些物体的动能》
（1）如图所示，该实验的研究对象是 （选填“钢球”或“纸盒”），分析甲、乙两图可知， （选填“甲”或“乙”），图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大；（2）比较甲、乙两图可得出的结论 ；（3）比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。
在质量一定时，速度越大，动能越大
如图所示，观察打桩机打桩的过程：打桩机在工作时，先把“重锤”高高举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。
天空落下的陨石、举高的重锤是否能够对外做功？是否具有能量？对比动能产生的原因，这种能量又是怎么产生的？
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，叫做重力势能。
分析：天空落下的陨石、被举高的重锤都能对外做功，具有能量。这种能量是由物体受到重力产生的。
（1）生活中手机从几厘米高处跌落一般不会损坏，但从几米高处跌落，一般会造成较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关；（2）下冰雹时，重冰雹比轻冰雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关。
物体重力势能的大小跟哪些因素有关？
2. 影响重力势能大小的因素
②实验原理：如图所示，让物体由某一高度从静止下落到小桌面上，观察桌腿在沙坑下陷的深度。深度越大，物体做功越多，重力势能就越大。
①实验器材：水槽（内盛细沙）、桌腿尖的小桌、不同质量的重物。
控制变量法： 探究重力势能的大小与物体高度的关系时，控制质量不变，改变高度； 探究重力势能的大小与物体质量的关系时，控制高度不变，改变质量。
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。
探究①中：同一物体从不同高度的位置下落时，桌腿在沙坑下陷的深度不同；高度越高，桌腿在沙坑下陷的深度越大。 说明：质量相等的物体，高度越高，重力势能越大。
探究②中：质量不同的物体从同一高度下落时，质量越大，桌腿在沙坑下陷的深度越大. 说明：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
物体重力势能的大小跟高度、质量有关。质量相同的物体，高度越高，它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
在建筑工地上，常常看到以下的指示牌，你知道这些安全警示牌表示什么含义？其中包含的物理原理是什么？
这些安全警示牌表示防止高空物体的下落。可见高空坠物非常危险，为什么？
因为处于高空的物体具有很大的重力势能，一旦下落后，做的功也多，对人的伤害更大。
【典例3】小明同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关。猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关。猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。为此小明设计了如图所示的实验。
（1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙中的深度更大，由此可得出的结论是 ；（3）为验证猜想二，应比较 两球，可得出结论，当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大；
当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大
（4）由B、C两球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是 __________________；（5）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相 同，由此可得出结论，物体的重力势能与物体运动的路径 （填“有关”或“无关”）；（6）实际情况下，管道还是粗糙的，摩擦力会导致小球D陷入沙子中的深度变小。在力学分析时，例如某一个力相对非常小，对物体运动状态影响不大时，物理学中经常采用忽略次要因素，建立理想模型的方法来研究问题。为了使管道对小球的摩擦力成为“次要因素”，除了使用更光滑的管道之外，本实验可以选用质量更 （填“大”或“小”）的小球进行实验。
没有控制下落高度相同
弹弓上被拉长的橡皮筋存储了能量，能把“子弹”射出，且橡皮筋的弹性形变越大，“子弹”被射出的距离越远；
被压缩的弹簧存储了能量，能把小车弹开，且弹簧形变量越大，小车被弹开的距离越远。。
1. 现象探究：物体发生弹性形变与做功
归纳总结：发生弹簧形变的物体在恢复形变时可以对外做功，即发生弹性形变的物体具有能量。
2. 弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。3. 决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
弹性势能概念的理解 一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变。 若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；若物体虽然发生了形变，但不是弹性形变，则没有弹性势能，如一捏就扁的的面团，就不具有弹性势能。
【典例4】同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图甲所示）。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文提出如下猜想。
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。（1）为验证猜想一，他设计了如图乙、丙所示实验，实验时将同一弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小；
（2）为验证猜想二，需选用 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（3）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
长度和粗细相同，材料不同
【典例5】2001年1月16日“神舟二号”无人飞船在环绕地球108圈顺利完成预定空间科学试验任务后，在内蒙古中部成功着陆。飞船穿越大气层时，若有一段为匀速降落过程，则在此过程中，飞船的（　　）A．动能减小，机械能增大B．动能不变，机械能减小C．动能增大，机械能减小D．动能减小，机械能不变
【详解】飞船匀速降落过程中，质量不变，速度减小，高度降低，则动能不变，重力势能减小，机械能等于势能与动能之和，则机械能减小。
定义：物体由于 而具有的能叫做动能.
物体由于发生 而具有的能.
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
影响因素：物体的运动 和 .
影响因素：物体的 和所在的 .
影响因素：物体的 .
物体由于运动而具有的能量
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
物体由于发生弹性形变而具有的能量
都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领
1．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　）A．速度大的物体动能一定大B．静止的物体没有机械能C．质量一定的物体，速度越大，动能越大D．没有做功的物体不具有能量
2．下列选项能够表明被举高的物体具有能量的是（　　）A．打桩机能将桩打入地下 B．人被形变的撑杆弹起来C．人被弯曲的跳板弹起来 D．箭被拉开的弓射出去3. 下列物体既具有动能又具有重力势能的是（　　）A．在空中飞行的子弹B．被压缩的弹簧C．水平地面上行驶的汽车D．高山上的石头
4. 如图所示为人拉弓射箭的示意图，下列说法正确的是（　　）A．在弹性限度内，弓弦拉得越弯，弓弦的弹性势能越大B．弓弦张紧时，放在弓弦上的箭具有弹性势能C．箭离弦的过程中，弓弦的弹性势能转化为弓弦的重力势能D．箭离弦后下落过程中，箭的动能转化为它的重力势能
同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是 。如图所示，弹簧的一端固定在竖直木板上，用手推小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开。弹簧的弹性形变越 ，弹性势能越 ，小车滑行的距离越远。