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第十一章 功和机械能
第三节 动能和势能
初中物理八下（人教版）
学
习
目
标
了解能量与做功的关系
掌握动能和势能的概念
知道影响动能、势能的因素
课程导入
一、能量
湍急的流水能推动水车，水对水车做功，水具有能量
拉开的弓能将箭射出，弓对箭做了功
风吹动风力发电设备，空气对设备做了功，风具有能量
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能，单位焦耳（J）。
生活中的橡皮筋、流动的水、飞行的子弹、高举的锤子都具有能量。
一、能量
一个物体能够做的功越多，这个物体的能量就越大。
（1）物体做功的过程就是能的转化或转移的过程。一个物体能够做的功越多，表示这个物体所具有的能量越大。
（2）具有能量的物体不一定正在做功，将要做功或可以做功而现在没有做功的物体也具有能量。
（3）功是一个过程量，能是一个状态量。功是能量变化的量度。
二、动能
呼啸的海浪有时会冲坏海堤、推到房子；弹出去的玻璃球能把静止的球弹的远远的；狂风吹断树木……这些现象说明了运动的物体有对其他物体做功的能力，也就是说运动的物体具有能量。
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。
那么，动能的大小跟哪些因素有关呢？
实验探究：探究影响动能大小的因素
①风越大，水面上木船运动越快，猜想动能可能与物体的运动速度有关；
②同样速度的自行车和汽车，碰撞物体的程度不同，猜想动能大小与物体的质量有关。
（1）猜想与假设
动能的大小可能与物体的速度、质量等因素有关。
质量一定，动能大小与速度的关系
质量一定，动能大小与质量的关系
①控制变量法
（2）设计实验
②转化法：钢球动能的大小不能直接显示,可以通过块被铁撞击后移动距离的远近来反映,铁块被推得越远,说明钢球对铁块做的功越多,说明钢球的动能越大 。
（3）实验器材
钢球、铁块、斜槽
（4）实验步骤
①让质量不同的钢球从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后推动铁块移动，比较两次铁块被推距离的远近。
从同一高度滚下是为保证钢球到达平面的速度一样。
②让同一钢球从斜面的不同的高度处由静止开始滚下，滚下后推动铁块移动，比较两次铁块被推距离的远近。
从不同高度滚下是为保证钢球到达平面的速度不一样。
①质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
实验结论：
思考：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80km/h。
请你用物理知识解释：
（1）为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？
（2）为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
动能大小的决定因素是物体的质量和运动的速度，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。当车辆的质量相等时，车辆的速度越大，动能越大，越不容易刹住车，所以要对车辆的速度加以限制，以免发生交通事故。当车辆的速度相等时，质量越大，动能也越大，所以大型客车、载货汽车的限制速度比小型客车的小。
一些物体的动能
物体 动能/J 物体 动能/J
抛出去的篮球 约30 跑百米的运动员 约3×103
行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约5×103
从10 m高处落下的砖块 约2.5×103 行驶的小轿车 约2×105
三、势能
1.重力势能：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。
楼上的物品具有重力势能，所以高空抛物很危险。
探究方法：
控制变量法
对比法
(1)让同一重物从不同的高度降落砸在小桌子上;
(2)让质量不同的重物从相同的高度降落砸在小桌子上;
观察桌子腿陷入沙中的深度,来比较重物重力势能的大小。
猜想：
重力势能的大小跟物体的高度和物体质量有关。
实验步骤：
转换法：通过小桌陷入沙子的深度来反映重力势能的大小。
实验探究：物体重力势能的大小跟和哪些因素有关
实验结论：在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在质量一定时，高度越大，物体具有的重力势能越大。
发生弹性形变的物体产生的弹力可以做功，具有能量。
2.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
弹性势能的大小与弹性物体的弹性以及形变的程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
例如：压弯了的铁丝不是弹性形变，不具有弹性势能。
一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变。若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；若物体虽然发生了形变，但不是弹性形变，则此物体就不具有弹性势能。
3.势能：重力势能和弹性势能统称为势能．
重力势能和弹性势能是常见的两种势能，单位都是焦耳，简称焦，用符号J表示。
概念 特点 决定大小的因素
重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能 弹性形变程度、材料等因素
区别 动能 势能
重力势能 弹性势能
不同点 形成原因 物体由于运动而具有的能量 物体由于被举高 物体由于发生弹性形变而具有的能量
特点 一切运动的物体都具有动能 一切被举高的物体都具有重力势能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能
决定因素 质量和速度 　质量和高度　 弹性形变程度、材料
相同点 都是能量的一种具体形式,都具有做功的本领
动能和势能的区别
课堂总结
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
影响因素：物体质量、运动速度
重力势能
弹性势能
势能
能量
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量
物体由于受到重力并处在一定高度时
所具有的能
影响因素：质量、高度
物体由于发生弹性形变而具有的能
影响因素：弹性形变程度
动能和势能
课堂训练
1．下列关于各种形式的能量的说法正确的是（ ）
A．质量大的物体具有的重力势能一定大
B．速度大的物体具有的动能一定大
C．同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能也越大
D．以一定速度运动的物体，对于不同的参照物，它的动能是相同的
C
2.疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（ ）
A．动能减少，重力势能增加
B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变
D．动能增加，重力势能减少
B
3.如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是 （ ）
A．物块在a点动能大
B．物块在b点动能大
C．物块在b点重力势能大
D．物块在a、b两点的重力势能一样大
B
谢谢

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