初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）动能和势能教学课件ppt

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）动能和势能教学课件ppt，共68页。PPT课件主要包含了教学难点，知识点1能量，知识点2动能，实验结论，知识点3重力势能，知识点4弹性势能，弹性势能的应用，课堂小结，动能和势能，动能和势能的比较等内容，欢迎下载使用。
1. 影响动能、重力势能大小因素的探究实验设计与分析。2. 运用控制变量法探究影响动能、重力势能大小的因素；3. 准确阐释生活中动能与势能相互转化的现象。
1. 运用控制变量法探究影响动能、重力势能大小的因素；2. 准确分析生活中动能和势能相互转化的实例，并解释相关现象。
一辆车停在某高层住宅的楼下，车顶遭到损毁，警察在现场只看到了一些碎的西瓜皮。经过分析，原来“罪魁祸首”正是这些西瓜皮。思考：坚固的车顶居然能被西瓜皮击坏，这是什么原因呢?
1.现象探究：能做功的物体具有能量
思考：为什么从高处落下的西瓜皮可以砸坏车顶，压缩的弹簧能将小球弹起，湍急的流水能推动小车？
高处的西瓜皮、压缩的弹簧和流水等，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。
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。（2）在国际单位制中，能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）.
（1）能量表示的物体做功本领强弱的物理量。（2）物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
4.功和能的区别及联系
【典例1】下列关于能量的说法正确的是（    ）A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量B．做功多的物体能量就多C．能够做功的物体具有能量D．能量多的物体所做的功一定就多
【详解】A.能量是物体 “能够做功” 的本领，不做功的物体也可能具有能量（如静止在高处的物体具有重力势能，只是未做功），故A错误；
B.做功多的物体，可能是能量转化得多，但不能直接说明其本身能量多（例如一个能量少的物体持续做功，也可能累计做功较多），故B错误；
C.能量的定义是 “物体能够做功的本领”，因此能够做功的物体具有能量，故C正确；
D.能量多的物体不一定做功多（例如具有大量能量的物体未对外做功），做功多少还与能量转化的情况有关，故D错误。
1.现象探究：运动的物体是否具有能量
从斜面上运动下来的小球，遇到木块，木块被撞走。
钢球运动过程中具有能量。
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
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。
3.实验：研究物体的动能跟哪些因素有关
（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。
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——《探究物体的动能跟哪些因素有关》
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》
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80 km/h(如右图)。请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?
提示：车型不同，车的质量往往也不同。如果车的行驶速度相同，质量大的车，动能大，行驶时危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定:不同的最高行驶速度。
【典例2】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       。
【详解】[1]物体的动能与质量和速度有关，同一辆汽车，故质量不变，行驶的速度增大时，汽车的动能增大。[2]小轿车和大货车均满载，大货车质量大，以相同的速度行驶时，质量大的动能大，所以大货车动能较大。
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】用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m3mB，则（　　）A．A飞机飞得快 B．A飞机飞得慢C．A飞机飞得高D．A飞机飞得低
5．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）大课间我们训练立定跳远时，蹬地起跳，当脚离开地面后，人在上升过程中（    ）A．动能变大，重力势能变大B．动能变小，重力势能变小C．动能变小，重力势能变大D．动能变大，重力势能变小
6．（25-26九年级上·陕西渭南·期中）下列情境没有利用弹性势能的是（　　）
7．（24-25八年级下·福建泉州·月考）2024年4月25日，中国长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞，将神舟十八号载人飞船发射升空。飞船在加速上升的时间内，它的动能 （选填“增加”，“减少”或“不变”），重力势能______ （选填“增加”，“减少”或“不变”）
8．（25-26九年级上·江苏苏州·月考）科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在水平方向匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景。喷洒农药的过程中，飞机的动能______ （增大/减小/不变），重力势能________（增大/减小/不变）。
9．如图所示是挑战者进行蹦极运动的情景，弹性橡皮绳一端系住人的腰部，另一端系于跳台上，当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，从Q点继续下落到最低点的过程中，弹性势能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
10．（24-25八年级下·吉林长春·期中）说出下列物体各具有什么形式的机械能。(1)在平直公路上行驶的汽车具有 。(2)山顶上静止的石块具有 。(3)正在降落的跳伞运动员具有 。(4)被压缩的弹簧具有 。
11．如图所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止释放，推动水平长木板上的小木块在水平方向上向右移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三次实验。
(1)实验中探究的动能是指______；A．碰撞时小球的动能   B．碰撞后小球的动能   C．碰撞后木块的动能
(2)实验过程中动能大小是通过        来反映的；(3)利用图示器材       （可以/不可以）探究重力势能与高度的关系；(4)实验时，小球经常不容易推动木块一起向前运动，而是撞击木块后，从长木板两侧滚落。对此，你有什么改进实验的建议：_____________        ；(5)分析场景甲和丙的实验现象，可推理得出结论：_________________________________；生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能       （选填“超速”或“超载”）。
在斜面和水平面上刻上凹形的滑槽，使小球沿滑槽运动，同时适当增加木块质量
速度相同时，质量越大，动能越大
12．沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关；
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察              来反映的；（2）分析A、B、C球的实验现象，可得出结论：          _______________________________________________；（3）为了验证猜想二，他应分析           （填写字母）三球的实验现象；（4）为了验证猜想三，沈仔细同学正确操作，G球和H球的质量应分别为           、           ；实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积        （选填“有关”或“无关”）。
当物体所在高度和物体体积相同时，物体质量越大重力势能越大
13．如图所示，在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：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，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩       不同（相同/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，需选用长度和粗细相同，        不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩       （相同/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       ，则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       （能/不能）达到探究目的。