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1、第1节 功,第十一章 功和机械能,新课标人教版八年级物理下册,哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？,用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？,F 对小车做了功,对静止的木块受力情况分析？,导入新课,叉车举高货物,物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，就说这个力对物体做了功。,导入新课,1.掌握力学中的功的含义，理解做功的两个必要因素；（重点）2.掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算。（重点）,学习目标,导入新课,共同点?,讲授新课,马拉车,1.功,拉力对车做了功,如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动
2、了一段距离，这个力对物体做了功。,讲授新课,起重机吊起货物,拉力对货物做了功,讲授新课,（作用在物体上的力）,（物体在力的方向上移动的距离）,F,注意：二者缺一不可。,s,现在你知道用什么标准来判断是否做功吗？,讲授新课,2.做功的两个必要因素：,作用在物体上的力，物体在这个力的方向上移动的距离。,讲授新课,有力无距离（劳而无功）,人用力推石头而没推动,s0,F0,分析,讲授新课,（1）当你抱着一摞书不动时，你累吗？你对书做功了吗？为什么？（2）用力推讲台，讲台没有动，人累吗？人对讲台做功了吗？,讲授新课,无力有距离（不劳无功）,分析,s 0,F = 0,冰壶在平滑的冰面上滑行,讲授新课,用脚
3、踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？,讲授新课,有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）,分析,F 0,s 0,力的方向与运动方向垂直,提箱子在水平路上走,讲授新课,不做功,不做功,讲授新课,不做功的三种典型情况,有力无距离（劳而无功）,有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）,无力有距离（不劳无功）,讲授新课,功力距离,W = Fs,注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。,1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。,讲授新课,2.功的单位和物理意义,牛（N）,米 （m）,焦耳（J）,即：1 J1 N m,W = Fs,物理意义：1 N的力
4、使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。,单位：焦耳,讲授新课,例：在平地上，用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功？,解：W1 Fs 50 N10 m500 J,答：他推箱子做功500 J，举箱子做功150 J。,W3=Gs=100 N10 m=1 000 J,水平向前推时，箱子的重力做了多少功？,讲授新课,焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月， 在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量
5、的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验。直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复做了四百多次实验，结果都相差不远。,伟大的物理学家焦耳,讲授新课,功,做功的两个必要因素,不做功的三种情况,功的计算,作用在物体上的力,物体在这个力的方向上移动的距离,有力无距离,有距离无力,力与距离垂直,W=Fs,课堂小结,第2节 功率,第十一章 功和机械能,新课标人教版八年级物理下册,他们爬相同的楼梯时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？,导入新课,1.知道功率的概念及物理意义；(重点
6、)2.掌握功率的定义式、推导式及单位；(重点)3.会用功率公式进行简单计算。(重点)4.了解功率在实际生活中的应用。,学习目标,导入新课,人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？,做一样多的功，所用时间不同。,讲授新课,在相同的时间内，做功多少不一样。,人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？,讲授新课,比较做功快慢的方法：,方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；,方法二：t甲= t乙时，做功多的则做功快。,若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？,讲授新课,例甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：,甲、乙、
7、丙做功分别是多少？,600,450,600,甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？,应选取同一标准进行比较,讲授新课,比较做功快慢的一般方法,600,450,600,60,30,22.5,选取时间为标准进行比较,功与做功时间的比表示物体做功的快慢,讲授新课,功率：功与做功所需时间之比叫做功率。,功率的物理意义：表示物体做功快慢的物理量。,公式:,单位：,国际单位：瓦特 ，符号 W,常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）,换算关系： 1kW=103W 1W=1J/s,讲授新课,瓦特James Watt英国发明家1736-1819,早期蒸汽机,讲授新课,在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效
8、率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。,讲授新课,一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。,型号：5C11 流量：52m3 /h 吸程：10m 功率：1.2kW,功率1.2kW表示什么物理意义？,表示物体在1s内做功1200J。,抽水机,讲授新课,功率70 W表示：在1 s内做了70 J的功。,功率70 W表示什么物理意义？,讲授新课,一些运动物体的功率,昆虫功率约210 -5 W,讲授新
9、课,骑车功率约70 W,慢跑功率约几十瓦,百米飞人的功率可达1 kW,讲授新课,蓝鲸游动时功率约350 kW,马车功率约几百瓦,讲授新课,功率可达5 000 kW,电力机车,内燃机车,讲授新课,轿车的功率约可达200 kW,讲授新课,远洋货轮的功率达10 000 kW 以上,讲授新课,例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？,解 ：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F = G = mg = 6103 kg10 N/kg = 6104 N石头在拉力方向上移动的距离 s =1m拉力做的功是：W = Fs = 6
10、104 N 1 m = 6104 J起重机提升大石头的功率是,讲授新课,计算功率的另一公式：,F表示物体受的力，v表示物体的运动速度。适用条件：F与v在同一条直线上。,讲授新课,思维拓展,物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：,为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？,分析：机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小。,讲授新课,例题：山娃家住农村，爷爷想买一台离心式水泵，把水抽到高出水面30m处容积是50m3的储水池中，要求1h能把储水池充满即可。爷爷让山娃
11、算一算需要购买功率至少是多少kW的水泵？可是山娃刚上八年级，你能帮帮他吗？（g=10N/kg),讲授新课,已知：V= 50m3， 1103kg/m3， h=30m，t=1h=3600s， g=10N/kg。,求：P。,解：,m=V= 1103kg/m350m3=5104kg。,G=mg= 5104kg10N/kg=5105N。,W=Gh= 5105N 30m=15106J。,答：水泵的功率应不小于4.2kW。,讲授新课,功率,功率,功与做功所需时间之比叫做功率,物理意义,表示物体做功快慢的物理量,功率的表达式,P =Fv,课堂小结,第3节 动能和势能,第十一章 功和机械能,新课标人教版八年级物
12、理下册,高挂在枝头的苹果,疾驰的汽车,拉伸变形的皮筋,不同形式的能量,导入新课,拉开的弓,流动的水,高举的重锤,不同形式的能量,导入新课,高举的重锤能把地面 砸陷,流动的水 能把石头 冲走,拉圆的弓 能把箭 弹射开,导入新课,1.知道能量、动能、重力势能、弹性势能的概念；2.知道影响动能、重力势能大小的因素。,学习目标,导入新课,物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）。,讲授新课,动能,势能,讲授新课,1.动能：物体由于运动而具有的能。,2.势能,重力势能：物体由于被举高而具有的能量。,弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。,讲授新课,动能大小可能与
13、速度有关动能大小可能与质量有关,实验观察,猜想与假设,讲授新课,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？哪次物体B被撞得远？,讲授新课,实验表明钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越_(快、慢)，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越 _。,快,大,讲授新课,2.改变钢球的质量，让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？,讲授新课,实验表明，速度相同时，质量越_的钢球能将物体B撞得越远 。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
14、动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。,大,大,讲授新课,1.重力势能大小与高度、质量有关,质量一定，位置越高，重力势能越大；,讲授新课,高度一定，质量越大，重力势能越大。,讲授新课,2.弹性势能大小与形变大小有关,物体的弹性形变越大，弹性势能越大,射箭时弓的形变越大，箭射得越远，弹性势能越大。,讲授新课,重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越大，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。,弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。,小结,讲授新课,动能和势能,能量,物体能够对外做功，表示这个物体具有能量,动能,物体由于运
15、动而具有的能,影响因素：质量、速度,势能,重力势能,弹性势能,物体由于被举高而具有的能量,影响因素：质量、高度,物体由于弹性形变而具有的能量,课堂小结,第4节 机械能及其转化,第十一章 功和机械能,新课标人教版八年级物理下册,将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么出人意料的现象发生吗？,你有问题想提出吗？,导入新课,想想议议,开始铁罐在斜面上具有什么能？ 向下滚动时具有什么能？ 铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？,看看内部有什么？,导入新课,1.能用实例说明物体的动能和势能的转化；2.理解机械能守恒；3.了解人类对水能、风能的开发与利用。,学习目标,导入新课,飞行中的飞机,飞行中的飞机具
16、有动能和重力势能,讲授新课,跳水运动员具有动能和重力势能,讲授新课,1.动能、势能统称为机械能。,2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。,讲授新课,弓的弹性势能哪里去了？,讲授新课,举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？,讲授新课,1.动能和势能能够相互转化 弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；自由下落的球，重力势能转化成动能。,讲授新课,滚摆,初始态,最低点,最高点,观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？,讲授新课,铁锁会打到鼻子吗？,分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。,单摆,A,B,C,讲授新课,2.机械能守恒 当只有动能
17、和势能互相转化时，机械能总量不变。,机械能 = 动能 + 势能,1.动能和势能能够相互转化。,保持不变,讲授新课,图中的过山车具有什么能？,过山车为什么能够不断地翻滚？,讲授新课,1.水能和风能是机械能,讲授新课,水能的破坏性释放造成灾害,讲授新课,2.在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。,讲授新课,风力发电,讲授新课,机械能及其转化,机械能,动能、重力势能和弹性势能统称为机械能,机械能及其转化,机械能守恒,水能和风能的利用,水能发电,风能发电,课堂小结,小结与复习,第十一章 功和机械能,新课标人教版八年级物理下册,物体在力的方向上移动的距离s,功W=Fs,作用在物体上的力F,典型
18、不做功的三种情况,1功,转 化,动 能,重力势能,弹性势能,速 度,高 度,形变程度,机械能,质 量,质 量,守 恒,2机械能,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。 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，W = Fs 。,功与时间的比叫功率， 功率表示做功的快慢，数值上等于单位时间内所做的功。,1功,2功率,例甲、乙、丙三位同学分别把质量不同的物体匀速竖直向上提，所测数据如下表：,根据上表可知，做功最多的是_同学，做功最快的是_ 同学， 你是根据比较_来判断出做功快慢的。,乙,甲,单位时间内完成的功, 物体由于运动而具有的能叫动能。 物体的质量
19、越大、运动速度越大，动能越大 。 在地球表面附近，物体由于高度所具有的能叫重力势能。 物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。 物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。 物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。,3动能和势能, 动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。 动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒。,4机械能及其转化,1做功的两个必要因素,2. 三种不做功的情况,作用在物体上的力 F 物体在力的方向上通过的距离 s,有力，但在力的方向上通过的距离为零； 通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用； 有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直。,例下列关于物体是否做功的说法
20、中正确的是()。A小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功B起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对 钢筋做了功C被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球 做了功D小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功,D,3物体匀速运动时的功率,功率定义式 匀速运动时 导出公式 P = Fv,4功和能的关系,例 物体自由下落重力势能减少，重力做功； 举起重物克服重力做功，重力势能增加。, 做功的过程就是能量转化或转移的过程。 物体的动能和势能发生了变化，一定有力对物体做了功。,探究物体的动能跟哪些因素有关, 怎样控制钢球在水平面上的的速度？ 根据什么现象判断钢球的动能？,例如，钢球从斜面上由
21、静止滑下，撞击到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。,1如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )。,B,2. 关于功率下列叙述中正确的是( )。 A做功的时间越短，功率越大 B做功的时间越长，功率越大 C用的力越大，做功时间越短，功率越大 D做功越多，做功时间越短，功率越大,D,3在100 m深的矿井里，每分钟积水9 m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？,解：每分钟水泵抽起的水重 G=mg=rgV， 水泵克服重力做功W=Fs =Gh =rgVh 水泵抽水功率,4甲、乙两个同学体重之比是4 : 5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为8 : 7，那么甲、乙做功之比为_，功率之比为_。,4 : 5,7 : 10,5一辆汽车匀速上坡，它的( )。 A动能增加，势能增加 B动能不变，势能增加 C势能增加，机械能不变 D势能增加，机械能减少,B,
