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第十一章 第３节动能和势能
【学习目标】
1．了解能量的概念。
2．知道什么是动能及影响动能大小的因素。
3．知道什么是弹性势能、重力势能及影响弹性势能、重力势能大小的因素。
4、通过观察和分析，知道动能和势能是可以相互转化。能用实例说明。
2、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_____，重力势能______ (填“变大”或“变小”)
变小
变小
3、一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的（ ）
A、动能不变，势能不变
B、动能不变，势能增加
C、动能增加，势能增加
D、动能增加，势能不变
B
1、动能的多少由物体的_____和_____决定，重力势能的多少由物体的____________和_________决定，弹性势能由物体的____________决定
试一试 你是最棒的
速度
质量
质量
被举的高度
弹性形变
新民晚报
一铁路职工“中弹”昏倒
1990年6月10日
沈阳开往上海的195次列车经过上海分局管辖的沪宁线103区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏。
为什么小小的馒头能把人砸伤
小小的飞鸟为什么能给这么大的战斗机造成重创？
2006年11月14日，兰州空军某部河南籍飞行员李剑英驾驶某型歼击机，在训练结束下降途中，飞机撞鸟，当时飞机上还有800多公升航空油，李剑英看到飞机下方的密集的村庄和人群，依然决定改跳伞为迫降，为了保护国家和人民群众的生命财产安全而不幸殉难。
创设情境
子弹能击穿障碍物，流水能推动竹排
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位和功的单位一样都是：焦耳（J）
思考
为何飞机与大鸟碰撞有那么大的力量？
原来这和动能有关
物体由于运动而具有的能叫做动能
认识“能”
2.一个物体能够做的功越多，它
具有的能量就越大。
１.一个物体能够做功，我们就说
它具有能。
4.能的单位:焦(J)
3.能量大小可以用做功的多少来衡量。
注意:说一个物体具有能量,并不是说这个物体一定正在做功,但是它一定具有做功的本领(能力)。
动能的大小跟哪些因素有关？
猜想：
1、动能的大小跟物体运动的速度有关
2、动能的大小跟物体的质量有关
设计实验方案：
探究：
提示
（1）考虑“控制变量法”“转换法”
（2） 怎样比较动能的大小？
　　——动能的大小转化为水平面上木块被撞击距离的远近来判断
——转换法
动能大小与速度的关系
探究：
如何改变物体的速度？
使同一小球放在斜面的不同高度上
动能大小与质量的关系
探究：
如何使不同质量的小车具有相同的速度？
使不同小球放在斜面的同一高度上
结论:(1)在质量一定时，物体的速度越大，物体的动能就越大。
(2)运动速度相同时，物体的质量越大，物体的动能就越大。
（1）钢球动能的大小是如何显示的？
答；在同一平面上，木块被撞得越远，钢球动能越大。（转换法）
（2）为什么让不同的钢球在同一位置释放？
答：控制不同的钢球在撞击木块时速度相同。
（3）为什么让同一个钢球在不同的位置释放？
答：控制同一个钢球在撞击木块时速度不同。
（4）如果实验中水平面绝对光滑，实验将不能达到实验目的，原因是什么？
答：木块将与小球一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离。
探究物体的动能与那些因素有关的实验装置。在实验过程中应明确下列问题：
用物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？
想想议议
科学与生活
车型 设有中心双实线、中心分隔带、机动车道下非机动车道分隔设施的道路 其它道路
小型客车 70 60
大型客车、载货汽车 60 50
…… 从能量的角度分析解释，（1）为什么要对机动车的行驶速度进行限制？（2）为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？
（1）同一辆汽车的速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要
对车辆加以限速。
（2）当速度相同时，因为汽车质量越大，动能也越大，所以大型
客车的限制速度比小型客车小。
（4）一些物体的动能（单位：J）
抛出去的篮球 约30
行走的牛 约60
从10 m高处落下的砖块 约2.5×103
跑百米的运动员 约3×103
飞行的步枪子弹 约5×103
行驶的小轿车 约2×105
练一练
如图是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意图。表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。由表中数据可知：甲球的动能_______（选填”大于”、”小于”、或”等于”）乙球的动能；在质量和速度两个物理量中，对动能影响较大的是___________.
小 球 小球质量 小球碰撞物体A时的速度 物体A被推动的距离
甲 球 2m v s
乙 球 m 2v 2s
小于
速度
“感动中国”的最美妈妈吴菊萍，当一个2岁女童突然从10楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩稚嫩的生命得救了，但吴菊萍的手臂成粉碎性骨折。
为什么“最美妈妈”手臂受伤如此严重？
二、重力势能
打桩机上被举高的重锤落下来可以把桩打进地里
高处的石头下落撞击地面
物体由于被举高而拥有的能量
叫做重力势能
生活情景再现2：
重力势能的大小与什么因素有关
探究：
猜想：
物体的质量
被举的高度
设计实验、进行实验：
利用你身边的物品，例如笔、纸、橡皮等进行实验，验证你的猜想，可以从物体下落时的破坏力来判断它的势能大小。
提示
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？
探究：
怎样才能使桩打得深些
想一想：
你要采用的实验方法是　　　；
你的探究步骤是　　　　；
你比较动能大小的标准是　 。
1.质量相同时,物体被举得越__，具有的重力势能越大
猜想：
设计实验方案：
实验：
归纳结论：
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？
2.被举高度相同时,物体的质量越__，具有的重力势能越大。
高
大
1、重力势能的大小跟物体被举高度有关
2、重力势能的大小跟物体的质量有关
归纳结论：
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？
探究：
物体重力势能的大小与____________和_______有关,_______越大,_________越大,物体的重力势能就越大.
物体的质量
物体所处的高度
质量
所处高度
注意：
重力势能中，高度是相对的，重力势能也是相对的。在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成0
1. 试比较下列物体重力势能的大小。
（1）相同高度，体积相同的铅球和铁球；（2）质量相同，高度不同的铁球。
（1）铁球重力势能 > 铅球重力势能。
答案：
（2）高度大的铁球重力势能大。
巩固练习
三、弹性势能
物体由于发生（弹性）形变而具有的势能叫弹性势能。
被拉长的弹簧
体验一下
1.用手拉动橡皮筋
2.用弯曲的钢尺拨动书本
3.用自制的弹弓将橡皮块射出
使橡皮块射的更远，应如何做？
弹性势能与哪些因素有关
弹性势能的大小跟物体（弹性）形变的大小有关，物体的（弹性）形变越大，弹性势能就越大。
一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能
练习：怎样使发条小汽车运动时间更长？
A.把小汽车放在教室内
B.给小汽车增加两个轮子
C.把发条拧紧
D.给小汽车加装电灯
答案：
C
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
动能与势能统称为机械能。
①
②
⑥
⑤
④
③
我们都具有能量，你能给我们分分类吗？
流水推竹排前进
风吹帆船前进
举高的重锤
高山上的大石块
①
流水推竹排前进
高山上的大石块
风吹帆船前进
举高的重锤
④
②
⑥
③
⑤
动能
物体由于 而具有的能量
运动
重力势能
物体由于 而具有的能量
被举高
弹性势能
弹性形变
物体由于________而具有的能量
势能
下列物体具有什么形式的能：
（1）水平行驶的汽车：___________
（2）正在爬坡的汽车：___________
（3）山顶上的石头：___________
（4）山顶上滚下的石头：___________
（5）天花板上的吊灯： ___________
（6）天花板上摇摆的吊灯：___________
（7）拉长的橡皮筋：___________
（8）下落的雨滴：___________
动能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
动能和重力势能
弹性势能
学以致用
我学到了？
小结
能量
动能
势能
重力势能
弹性势能
与速度和质量有关
与被举高度和质量有关
与形变大小有关
本课小结
一 动能：
1.物体由于运动而具有的能量叫动能。
2.一切运动的物体都具有动能。
3. 运动物体质量越大，速度越大，动能就越大。
二 势能：
1.物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
2. 物体质量越大，位置越高，具有的重力势能就越大。
3. 物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
2、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_____，重力势能______ (填“变大”或“变小”)
变小
变小
3、一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的（ ）
A、动能不变，势能不变
B、动能不变，势能增加
C、动能增加，势能增加
D、动能增加，势能不变
B
1、动能的多少由物体的_____和_____决定，重力势能的多少由物体的____________和_________决定，弹性势能由物体的____________决定
试一试 你是最棒的
速度
质量
质量
被举的高度
弹性形变
巩固练习
1．下列物体具有哪种能。
A．拉长的弹簧具有＿＿＿＿＿。
B．水库中的水(被大坝提高)具有＿＿＿＿＿ 。
C、桌子上的茶杯具有＿＿＿＿。
D．正在爬坡的汽车具有 ＿＿＿＿。
E．在空中飞行的小鸟具有＿＿＿＿ 。
弹性势能
重力势能
重力势能
机械能
机械能
当堂测试：
2、物体由于运动而具有的能叫＿＿＿。
3、物体动能的大小跟＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿有关。
4、物体由于被举高而具有的势能叫 ＿＿＿＿。
物体的＿＿＿＿,被举得越＿＿,它具有的＿＿＿＿就越大。
5、物体由于发生 ＿＿＿＿而具有的能叫弹性势能。
动能
物体的质量
运动的速度
重力势能
质量越大
高
重力势能
弹性形变
3、一盆花放在你的身边，你会看到它的美.可是当把这盆花放在楼顶的边沿处，你从下边走过时，这时你注意到的不是它的美，而是心中充满了恐惧.这是为什么呢？
联系生活：在楼上的我们能够随便往窗外乱抛杂物吗？
答：因为它具有重力势能。
切记：高“凶”掷物易伤人，请勿伤人累己
4.判断：
(1)不做功的物体一定不具有能量。（　）
(2)运动物体具有的能就是动能。（　）
(3)一颗子弹的动能可能比一列火车的还大（　）
(4)一个物体举的越高，重力势能就越大。（　）
5.判断机械能的变化：
(1)匀速上升的气球:动_____,势_____,
(2)匀速下降的气球:动_____,势_____,
(3)匀速水平的汽车:动_____,势_____,
(4)加速上升的火箭:动_____,势_____,
(5)边洒水边匀速水平的洒水车:动__ , 势___,
×
√
√
×
不变
增加
不变
减少
不变
不变
增加
增加
减少
不变
A
B
C
质量相同时,物体被举得越高重力势能越大
被举高度相同时,物体的质量越大重力势能越大.
(1)比较图中A、B两个实验可得：
(2)比较图中＿、＿两个实验可得：
A
C
3、实验题
5、在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,让三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中,如图所示,在此实验中,我们是通过观察 来比较各铁块重
力势能的大小
木桩陷入沙坑的深度
随堂精品
若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA hB,若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mA mc.实验得出的结论是：物体重力势能的大小与 有关。
<
<
物体的质量和被举的高度
7 .一个物体在不断升高，且其质量不变，则可以肯定的是物体的 (　　)
A、势能增大 B．势能增大，动能减小
C．机械能增大 D．机械能不变
8.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行,同时向地面空投救灾物资。投下物资后飞机的动能和势能发生了怎样的变化？（ ）
A、动能不变，势能变小
B、动能变小，势能不变
C、动能和势能都变小
D、动能和势能都不变
A
C
4.—物体沿斜面匀速下滑，物体的 A．动能增加，势能减小
B．动能、势能都减小
C．动能不变，势能减小
D．动能、势能都增加
3. 唐诗中有“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的 能.
6.下表中给出了一头牛慢步行走和一颗飞行的子弹的一些数据：
物体 质量m(Kg) 速度v(m/s) 动能
Ek(J)
牛 约600 约0.5 约75
子弹 约0.02 约700 约5×103
分析数据,可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是 。你的依据是：
物体的速度
牛的质量较大，但速度较慢，动能并不大；子弹尽管质量不大，但速度大，动能大。

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