初中八年级人教版物理下册第十一章《功和机械能》课件

PowerPoint主讲人:202X.X时间:第十一章功和机械能目录三、动能和势能四、机械能及其转化一、功二、功率PowerPoint一、功PART01PowerPoint在日常生活中，我们常常会提到“功”这个词，比如工作、功劳等，它通常带有一种付出努力并取得成果的含义。而在物理学里，功有着严格且特定的定义，它与力和物体在力的方向上移动的距离密切相关，这与生活中的“功”概念既有联系又有区别。生活中的功与物理学中的功当一个力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。例如，叉车托起货物，货物在叉车向上的力的作用下向上移动了一段距离，叉车对货物做了功。功的定义01一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离，二者缺一不可。比如人搬而未起，虽然人对物体施加了力，但物体没有移动距离，力不做功；冰壶在平滑的冰面上滑行，是由于惯性，没有力对它做功；服务员托着食品盘送菜，托力方向与运动方向垂直，托力也没有做功。做功的两个必要因素02力学中的功01功的计算公式力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，公式为W=Fs，其中W表示功，单位是焦耳（J）；F表示力，单位是牛（N）；s表示物体在力的方向上移动的距离，单位是米（m），1J=1N·m。例如，将两个鸡蛋举高1米，大约做1焦耳的功。02计算功的注意事项力F与距离s具有对应性，即距离s是物体沿受力的方向移动的距离，F与s在同一直线上；F与s具有同体性，即F与s对应同一个物体；式中物理量全部用国际单位制。03例题讲解质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的拉力做的功。（g=10N/kg)解：因为雪橇在平直的雪地匀速前行，所以马的水平拉力与摩擦力是平衡力，F拉=F摩=800N，雪橇沿水平拉力的方向移动的距离s=3000m，根据公式W=Fs，可得马的水平拉力做的功W=Fs=800N×3000m=2.4×10⁶J。功的计算PowerPoint二、功率PART02PowerPoint我们通过生活中的实例，比如不同的人搬同样多的货物，用时不同，来引出比较做功快慢的问题。在物理学中，我们用功率这个物理量来表示做功的快慢。”比较做功的快慢01功率表示单位时间内完成的功，它是衡量能量转换速率的重要物理量，反映了物体做功的效率。功率的定义功率等于功与完成该功所用时间的比值，公式为P=W/t，其中P表示功率，单位是瓦特（W）；W表示功，单位是焦耳（J）；t表示时间，单位是秒（s）。功率的计算公式功率的推导式为P=Fv，其中F表示作用在物体上的力，v表示物体在力F方向上运动的速度。这个推导式表明，当P一定时，F与v成反比，即减小速度可以增大动力，比如汽车在上坡时要减速，就是为了增大牵引力，更容易上坡。功率的推导式一辆5G无人配送车，质量为500kg，在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是250N。若某次配送车在水平路面上匀速行驶120m，用时2min，g取10N/kg。(1)求配送车牵引力做的功。(2)求配送车牵引力做功的功率。(3)若一汽车以20m/s的速度匀速通过一段平直公路时，发动机的功率为20kW，求此时汽车受到的阻力。解：(1)根据功的计算公式W=Fs，配送车牵引力做的功W=Fs=250N×120m=30000J。(2)先将时间2min换算成120s，再根据功率公式P=W/t，可得配送车牵引力做功的功率P=W/t=30000J÷120s=250W。(3)已知汽车的功率P=20kW=20000W，速度v=20m/s，根据功率推导式P=Fv，可得汽车的牵引力F=P/v=20000W÷20m/s=1000N，因为汽车匀速行驶，所以牵引力和阻力是一对平衡力，汽车受到的阻力f=F=1000N。01例题讲解PowerPoint三、动能和势能PART03PowerPoint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）。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。01能量的概念STEP.01STEP.02动能的定义物体由于运动而具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有动能，例如运动的汽车、飞行的子弹等都具有动能。影响动能大小的因素通过实验探究发现，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，它的动能越大。比如高速行驶的汽车比低速行驶的汽车动能大，大货车比小汽车动能大。动能重力势能的定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，例如举高的重锤、树上的榴莲等都具有重力势能。影响重力势能大小的因素：重力势能大小与高度、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。比如同样质量的物体，放在高楼楼顶比放在地面具有的重力势能大；高度相同的情况下，大石头比小石头重力势能大。重力势能弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能，例如拉开的弹弓、压弯的跳杆等都具有弹性势能。影响弹性势能大小的因素：弹性势能大小与弹性形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。比如蹦床的形变越大，人跳得越高，弹性势能越大。弹性势能势能PowerPoint四、机械能及其转化PART04PowerPoint动能和势能统称为机械能，一个物体可以同时具有动能和势能，例如空中飞行的小鸟，它既有由于运动而具有的动能，又有由于被举高而具有的重力势能。01机械能的概念01.实例分析通过滚摆实验，我们可以看到滚摆下降时，速度变大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；滚摆上升时，速度变小，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。再比如荡秋千，在A→B过程中，小孩的重力势能减小，动能增大；在B→C过程中，小孩的重力势能增大，动能减小。02.规律总结实验表明，物体的动能和重力势能是可以相互转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能；动能和弹性势能之间也可以相互转化，在拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能；铁球压缩弹簧过程中，铁球的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧恢复过程中，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能。动能和势能的相互转化机械能守恒的条件：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。例如，在忽略空气阻力和摩擦力的情况下，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，仅有动能和势能互