沪科版 物理 八年级 下册 第 10 章 机械与人 合理利用机械能 第6节 导入新知 情景引入：观察 情景引入：观察 疾驰的汽车 高挂在枝头的苹果 拉伸变形的皮筋 导入新知 情景引入：观察 情景引入：观察 高举的重锤 拉开的弓 流动的水 导入新知 情景引入：观察、思 情景引入：观察、思 考 考 过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？ 活 物理与生 素养目标 1. 知道能量、动能、重力势能、弹性势能，机 械能的概念； 2. 知道影响动能、重力势能大小的因素； 3. 能用实例说明动能和势能之间可以相互转化 ； 4. 能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间 相互转化的简单现象。 探究新知 1 、能 量 能 量 物体能够对外做功，物体就具有能量，简称为“能”。 能量单位与功的单位相同，是“焦耳”，简称“焦”，符合是“ J” 。 运动的物体能对外做功，运动物体具有能量（飞行的子弹）； 高处的物体能对外做功，高处物体具有能量（流下的水）； 旋转的物体能对外做功，旋转物体具有能量（旋转的砂轮）。 探究新知 2 、动能 动 能 物体由于运动而具有的能量。 吹动的柳枝具有动能 师生互动 转动的风车具有动能 请大家举出生活中利用动能的例子 转动的水轮具有动能 探究新知 实验探究动能的影响因 素 探究物体的动能与哪些因素有关 猜想：动能大小可能与速度有关；动能大小可能与质量有关 如下图所示，钢球从高为 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， B 被撞得越远， A 对 B 做的功就越多， A 的动能越大 . 探究新知 1. 让钢球 A 分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球运动 到水平面时的快慢一样吗？哪次木块 B 被撞得远？ 2 实验表明，钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到底部时 越快_____( 快、慢 ) ，木块 B 被撞得越远 . 所以，质量相同时 ，钢球的速度越大，动能越 大 ______. 探究新知 2. 改变钢球的质量，让质量不同的钢球从同一高度由 静止开始滚下，哪个钢球把物体 B 撞得远？ 2 m m 探究新知 实验结论 大 实验表明，速度相同时，质量越 _______ 的钢球能将木块 B 撞 大 得越远 . 所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越 ________. 结论：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 . 探究新知 3 、势能 观察与思考 物体能对外做功，物体具有能量。下面的场景中，物体的能量具有哪些 特点呢？ 甲 . 举高的“夯”能夯实地面 乙 . 弓拉得越开，箭射得越远 探究新知 1. 物体具有的能量与动能不同； 2. 甲图是由于“夯”被举高而具有的能量，“夯”离开地面越高，能量越大； 3. 乙图是由于“弓”被拉开（发生形变）而具有的能量，“弓”被拉开越厉害，能量越大。 甲图中，夯离开地面所具有的能量叫重力势能； 乙图中，弓由于发生形变所具有的能量叫弹性势能。 重力势能 物体由于被举高而具有的能 量。 弹性势能 物体由于发生形变而具有的能量。 重力势能与弹性势能统称为势能。 探究新知 把下列物体具有的能量类型填入表格 能量分类 分组 A. 撑杆跳高 D. 射出的子弹 动能 重力势能 弹性势能 B、 E A、 F C、 D B. 无人机静止在空中 E. 举起的杠铃 C. 奔跑的小汽车 F. 运动员起跳 实验探究重力势能的影响因素 重力势能的大小跟哪些因素有关？ 猜想 重力势能大小可能与物体质量大小 、举高的高度有关； 设计实验时要用控制变量法，同时重力势能的 大小要转化为对物体做功多少来判断。 下面 ，我们模拟打桩机打木桩的过程来 分析重力势能的大小跟质量和高度的关系： 探究新知 如图甲将同一铁块举起不同的高度落下，观察 木桩陷入沙中的深度。 结论 1 ：质量一定时，物体高度越大，重力势能越大； 如图乙将质量不同的铁块举起相同的高度落下 ，观察木桩陷入沙中的深度。 结论 2 ：高度一定时，物体质量越大，重力势能越大； m m m m′ ＞ m 探究新知 4 、动能和势能的转化 物体的动能和势能是可以相互转化的。 探究新知 1. 观察滚摆的运动，滚摆的 运动过程中动能与势能是如 何变化的。 参考面 （最低点） 高度 重力势能 速度 动能 最低点 最小 零 最大 最大 最高点 最大 最大 零 零 探究新知 2. 分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化 。 （ 1 ）皮球下落： 重力势能减小 高 度 减 小 速 度 增 大 转 化 动能增大 探究新知 （ 2 ）皮球接触地面： 开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的 速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。 动能减小 速 度 减 小 形 变 增 大 转 化 弹性势能增大