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初中物理沪科版八年级全册第六节 合理利用机械能授课课件ppt
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这是一份初中物理沪科版八年级全册第六节 合理利用机械能授课课件ppt，共52页。PPT课件主要包含了逐点导讲练，课堂小结，作业提升，学习目标，课时讲解，课时流程，知识点，感悟新知，答案D，机械能等内容，欢迎下载使用。
能量机械能动能的大小跟哪些因素有关势能的大小与哪些因素有关动能和势能的相互转化
1. 定义：在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2. 理解：(1)有无能量的判断：根据物体能否对别的物体做功，判断物体是否具有能量；若物体A 能对别的物体做功，则物体A具有能量。
(2)能量多少的判断：物体能够对别的物体做的功越多，则该物体具有的能量越多。(3)能量的单位：与功的单位相同，都是焦耳( J ) 。
思想方法转换法理解能：一个物体是否具有能量，具有能量的多少，是不能直接观察或测量到的。通过转换法，我们利用物体能对外做功的多少，来反映或测量物体具有能量的多少。
深度理解功和能的区别:功是一个力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程而言的，是一个过程量。能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。
关于功和能的关系, 下列说法中正确的是( )A. 具有能的物体一定正在做功B. 物体具有的能越多, 它做的功就越多C. 物体做的功越多, 它具有的能越多D. 物体能够对外做的功越多, 它具有的能越多
解析：具有能量的物体不一定在做功；物体能够对外做的功越多，物体具有的能量越多。
归纳总结功与能的关系：一个物体具有能量，说明它具有做功的本领，但该物体不一定在做功。
思想方法利用归纳法推导出动能、势能的概念：根据实例，归纳出能对外做功物体的共同特点，从而得出动能、重力势能和弹性势能的概念。
(1)定义：物体由于运动具有的能，叫做动能。(2)理解：动能是指与物体运动有关的能量；不能说“运动的物体具有的能就是动能”，因为运动的物体还可能具有其他形式的能(下面学习)。
2. 势能(1)重力势能
①定义：物体由于高度位置所具有的能叫做重力势能。② 理解：重力势能是指与物体高度位置有关的能量；不能说“处于一定高度的物体具有的能就是重力势能”，因为处于一定高度的物体若运动，会同时具有动能和重力势能。
知识扩展法律中的物理知识：《民法典》第一千二百五十四条第一款规定：禁止从建筑物中抛掷物品。从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任。
①定义：物体因弹性形变而具有的能叫做弹性势能。② 理解：弹性势能是指与弹性形变有关的能；不能说“发生弹性形变的物体具有的能就是弹性势能”，因为发生弹性形变的物体若在一定高度，会同时具有弹性势能和重力势能。
深度理解对于一个物体，可能同时具有动能、重力势能和弹性势能。其中：物体由于运动具有的那部分能量叫做动能；物体由于高度位置所具有的那部分能量叫做重力势能；物体因发生弹性形变而具有的那部分能量叫做弹性势能。
3. 机械能(1)机械能：动能和势能统称为机械能。
(2)机械能的理解：① 一个物体可以具有机械能的一种或几种，比如空中飞翔的小鸟，具有动能和重力势能。② 一个物体可以不具有机械能，比如静止在水平地面上的石头。
归纳总结物体具有机械能的三种情况：(1)只有动能；(2)只有势能；(3)既有动能又有势能。
一只在空中飞翔的燕子，具有的动能为45 J，机械能为345 J，则其具有的重力势能为______ J。
解析：燕子的机械能包括动能、重力势能，所以重力势能为机械能与动能的差，即345 J-45 J=300 J。
思路点拨机械能=动能+势能势能=机械能-动能
动能的大小跟哪些因素有关
1. 猜想：物体动能大小与物体的质量和速度有关。2. 实验设计利用如图1 所示的装置探究物体动能大小与物体的质量和速度的关系，让钢球由静止沿斜面向下运动撞击木块，根据木块被钢球撞击后运动的距离来判断钢球动能的大小。
(1)转换法：用木块运动的距离s 来反映钢球动能的大小。(2)控制变量法：① 探究动能大小跟物体速度的关系时，控制钢球质量不变，改变钢球到达水平面的速度；② 探究动能大小跟物体质量的关系时，控制钢球到达水平面的速度不变，更换不同质量的钢球。
3. 实验过程及现象分析：mB>mA、h2>h1。
4. 实验探究结论：物体的动能与物体的质量和速度有关。质量越大、速度越大，物体具有的动能就越大。
实验点拨(1) 研究对象：钢球的动能大小。(2) 观察对象：木块运动的距离。(3) 探究动能大小影响因素的方法：① 改变物体质量：更换质量不同的钢球。② 改变物体速度：改变钢球下滑的高度。切记，改变钢球下滑的高度，是为了改变钢球到达斜面底端的速度，所以探究的是动能大小与速度的关系，而不是动能大小与高度的关系。
细节点拨若木块滑出水平面，就无法判断钢球动能大小，所以需防止木块滑出水平面，方法如下：(1) 选用比较粗糙的水平面；(2) 选用质量较小的钢球；(3) 使钢球下滑高度较低。
在空中飞翔的质量较小的燕子的动能，比以相同速度飞翔的质量较大的鸽子的动能_____。
解析：动能大小与质量、速度有关；燕子和鸽子的速度相同，燕子比鸽子质量小，所以燕子的动能比鸽子的动能小。
势能的大小与哪些因素有关
1. 重力势能(1)猜想：物体重力势能大小与物体的质量和被举的高度有关。
(2)实验设计利用如图2 所示的装置探究物体重力势能大小与物体的质量和被举的高度的关系，让被举高的铁块自由下落冲击小桌，比较小桌在沙子中下陷的深度，进而推断铁块具有的重力势能的大小。
① 转换法：用小桌在沙子中下陷的深度来表示铁块具有的重力势能的大小。②控制变量法：●探究重力势能大小跟物体被举的高度的关系时，控制铁块质量相同，改变铁块被举的高度；●探究重力势能大小跟物体质量的关系时，控制铁块被举的高度相同，更换不同质量的铁块。
(3)实验过程及现象分析：
(4)实验探究结论：物体被举得越高、质量越大，它具有的重力势能就越大。2. 弹性势能弹性势能大小的影响因素：物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。
实验点拨(1) 研究对象：铁块重力势能的大小。(2) 观察对象：小桌陷入沙子的深度。(3) 探究重力势能大小影响因素的方法：① 改变物体质量：更换质量不同的铁块。② 改变物体高度：改变铁块距离桌面的竖直距离。
知识拓展1. 物体所处的高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。例如，放在桌面上的课本，相对于地面来说有一定的高度，具有重力势能；相对于桌面来说其高度为零,重力势能为零。2. 在没有特别说明的情况下，“高度"一般是相对于地面而言的。在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成零。3. 重力势能和弹性势能可以储存，而动能不能储存。
情境题·体育赛事北京冬奥会引入的AI 评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。
如图3 所示，某次比赛系统呈现运动员上升(ab)及下落(bc)瞬间，下列说法中正确的是( )A. 运动员在ab 段重力势能增大，动能减小B. 运动员在ab 段重力势能减小，动能增大C. 运动员在bc 段重力势能减小，动能减小D. 运动员在bc 段重力势能增大，动能增大
解析：ab 段，运动员质量不变，高度增大，速度减小，故重力势能增大，动能减小；bc 段，运动员质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大。
思路点拨通过影响因素判断动能和重力势能的变化：
[中考·常德] 小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其( )A. 动能增加，重力势能增加，机械能增加B. 动能增加，重力势能不变，机械能增加C. 动能不变，重力势能增加，机械能增加D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
解析：小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，书包的质量不变，速度不变，高度增加，故书包动能不变，重力势能增加，机械能等于动能和势能的总和，所以其机械能增加。
方法点拨判断机械能是否变化的思路：在判断动能和势能变化情况的基础上，推理动能和势能总和的变化情况。
1. 动能和势能的相互转化
深度理解能的转化过程中，总是变小的那种形式的能转化为变大的那种形式的能。动能和势能的相互转化，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。比如，悬挂的小球由高处释放，在下摆过程中，小球的重力势能转化为动能，在上摆的过程中，小球的动能转化为重力势能；人蹦蹦床时，人被弹起的过程中，蹦床的弹性势能就转化为人的动能和重力势能。
熟透的杨梅会从树上自然掉落，下落过程中速度越来越大，杨梅的_______能转化成_______能。
解析：杨梅在下落时质量不变，高度变小所以重力势能变小，速度变大所以动能变大，故杨梅的重力势能转化为动能。
思路点拨分析动能和重力势能的相互转化：
能量机械能动能的大小跟哪些因素有关势能的大小与哪些因素有关动能和势能的相互转化
1. 定义：在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2. 理解：(1)有无能量的判断：根据物体能否对别的物体做功，判断物体是否具有能量；若物体A 能对别的物体做功，则物体A具有能量。
(2)能量多少的判断：物体能够对别的物体做的功越多，则该物体具有的能量越多。(3)能量的单位：与功的单位相同，都是焦耳( J ) 。
思想方法转换法理解能：一个物体是否具有能量，具有能量的多少，是不能直接观察或测量到的。通过转换法，我们利用物体能对外做功的多少，来反映或测量物体具有能量的多少。
深度理解功和能的区别:功是一个力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程而言的，是一个过程量。能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。
关于功和能的关系, 下列说法中正确的是( )A. 具有能的物体一定正在做功B. 物体具有的能越多, 它做的功就越多C. 物体做的功越多, 它具有的能越多D. 物体能够对外做的功越多, 它具有的能越多
解析：具有能量的物体不一定在做功；物体能够对外做的功越多，物体具有的能量越多。
归纳总结功与能的关系：一个物体具有能量，说明它具有做功的本领，但该物体不一定在做功。
思想方法利用归纳法推导出动能、势能的概念：根据实例，归纳出能对外做功物体的共同特点，从而得出动能、重力势能和弹性势能的概念。
(1)定义：物体由于运动具有的能，叫做动能。(2)理解：动能是指与物体运动有关的能量；不能说“运动的物体具有的能就是动能”，因为运动的物体还可能具有其他形式的能(下面学习)。
2. 势能(1)重力势能
①定义：物体由于高度位置所具有的能叫做重力势能。② 理解：重力势能是指与物体高度位置有关的能量；不能说“处于一定高度的物体具有的能就是重力势能”，因为处于一定高度的物体若运动，会同时具有动能和重力势能。
知识扩展法律中的物理知识：《民法典》第一千二百五十四条第一款规定：禁止从建筑物中抛掷物品。从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任。
①定义：物体因弹性形变而具有的能叫做弹性势能。② 理解：弹性势能是指与弹性形变有关的能；不能说“发生弹性形变的物体具有的能就是弹性势能”，因为发生弹性形变的物体若在一定高度，会同时具有弹性势能和重力势能。
深度理解对于一个物体，可能同时具有动能、重力势能和弹性势能。其中：物体由于运动具有的那部分能量叫做动能；物体由于高度位置所具有的那部分能量叫做重力势能；物体因发生弹性形变而具有的那部分能量叫做弹性势能。
3. 机械能(1)机械能：动能和势能统称为机械能。
(2)机械能的理解：① 一个物体可以具有机械能的一种或几种，比如空中飞翔的小鸟，具有动能和重力势能。② 一个物体可以不具有机械能，比如静止在水平地面上的石头。
归纳总结物体具有机械能的三种情况：(1)只有动能；(2)只有势能；(3)既有动能又有势能。
一只在空中飞翔的燕子，具有的动能为45 J，机械能为345 J，则其具有的重力势能为______ J。
解析：燕子的机械能包括动能、重力势能，所以重力势能为机械能与动能的差，即345 J-45 J=300 J。
思路点拨机械能=动能+势能势能=机械能-动能
动能的大小跟哪些因素有关
1. 猜想：物体动能大小与物体的质量和速度有关。2. 实验设计利用如图1 所示的装置探究物体动能大小与物体的质量和速度的关系，让钢球由静止沿斜面向下运动撞击木块，根据木块被钢球撞击后运动的距离来判断钢球动能的大小。
(1)转换法：用木块运动的距离s 来反映钢球动能的大小。(2)控制变量法：① 探究动能大小跟物体速度的关系时，控制钢球质量不变，改变钢球到达水平面的速度；② 探究动能大小跟物体质量的关系时，控制钢球到达水平面的速度不变，更换不同质量的钢球。
3. 实验过程及现象分析：mB>mA、h2>h1。
4. 实验探究结论：物体的动能与物体的质量和速度有关。质量越大、速度越大，物体具有的动能就越大。
实验点拨(1) 研究对象：钢球的动能大小。(2) 观察对象：木块运动的距离。(3) 探究动能大小影响因素的方法：① 改变物体质量：更换质量不同的钢球。② 改变物体速度：改变钢球下滑的高度。切记，改变钢球下滑的高度，是为了改变钢球到达斜面底端的速度，所以探究的是动能大小与速度的关系，而不是动能大小与高度的关系。
细节点拨若木块滑出水平面，就无法判断钢球动能大小，所以需防止木块滑出水平面，方法如下：(1) 选用比较粗糙的水平面；(2) 选用质量较小的钢球；(3) 使钢球下滑高度较低。
在空中飞翔的质量较小的燕子的动能，比以相同速度飞翔的质量较大的鸽子的动能_____。
解析：动能大小与质量、速度有关；燕子和鸽子的速度相同，燕子比鸽子质量小，所以燕子的动能比鸽子的动能小。
势能的大小与哪些因素有关
1. 重力势能(1)猜想：物体重力势能大小与物体的质量和被举的高度有关。
(2)实验设计利用如图2 所示的装置探究物体重力势能大小与物体的质量和被举的高度的关系，让被举高的铁块自由下落冲击小桌，比较小桌在沙子中下陷的深度，进而推断铁块具有的重力势能的大小。
① 转换法：用小桌在沙子中下陷的深度来表示铁块具有的重力势能的大小。②控制变量法：●探究重力势能大小跟物体被举的高度的关系时，控制铁块质量相同，改变铁块被举的高度；●探究重力势能大小跟物体质量的关系时，控制铁块被举的高度相同，更换不同质量的铁块。
(3)实验过程及现象分析：
(4)实验探究结论：物体被举得越高、质量越大，它具有的重力势能就越大。2. 弹性势能弹性势能大小的影响因素：物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。
实验点拨(1) 研究对象：铁块重力势能的大小。(2) 观察对象：小桌陷入沙子的深度。(3) 探究重力势能大小影响因素的方法：① 改变物体质量：更换质量不同的铁块。② 改变物体高度：改变铁块距离桌面的竖直距离。
知识拓展1. 物体所处的高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。例如，放在桌面上的课本，相对于地面来说有一定的高度，具有重力势能；相对于桌面来说其高度为零,重力势能为零。2. 在没有特别说明的情况下，“高度"一般是相对于地面而言的。在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成零。3. 重力势能和弹性势能可以储存，而动能不能储存。
情境题·体育赛事北京冬奥会引入的AI 评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。
如图3 所示，某次比赛系统呈现运动员上升(ab)及下落(bc)瞬间，下列说法中正确的是( )A. 运动员在ab 段重力势能增大，动能减小B. 运动员在ab 段重力势能减小，动能增大C. 运动员在bc 段重力势能减小，动能减小D. 运动员在bc 段重力势能增大，动能增大
解析：ab 段，运动员质量不变，高度增大，速度减小，故重力势能增大，动能减小；bc 段，运动员质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大。
思路点拨通过影响因素判断动能和重力势能的变化：
[中考·常德] 小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其( )A. 动能增加，重力势能增加，机械能增加B. 动能增加，重力势能不变，机械能增加C. 动能不变，重力势能增加，机械能增加D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
解析：小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，书包的质量不变，速度不变，高度增加，故书包动能不变，重力势能增加，机械能等于动能和势能的总和，所以其机械能增加。
方法点拨判断机械能是否变化的思路：在判断动能和势能变化情况的基础上，推理动能和势能总和的变化情况。
1. 动能和势能的相互转化
深度理解能的转化过程中，总是变小的那种形式的能转化为变大的那种形式的能。动能和势能的相互转化，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。比如，悬挂的小球由高处释放，在下摆过程中，小球的重力势能转化为动能，在上摆的过程中，小球的动能转化为重力势能；人蹦蹦床时，人被弹起的过程中，蹦床的弹性势能就转化为人的动能和重力势能。
熟透的杨梅会从树上自然掉落，下落过程中速度越来越大，杨梅的_______能转化成_______能。
解析：杨梅在下落时质量不变，高度变小所以重力势能变小，速度变大所以动能变大，故杨梅的重力势能转化为动能。
思路点拨分析动能和重力势能的相互转化：
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