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动能和势能
第11章 第3节
1.能说出能量与做功的关系，知道能量的单位
4.初步形成从能量的角度分析物理问题的意识
3.掌握动能、势能的大小跟哪些因素有关
2.掌握动能和势能的概念
湍急的流水能推动水车，对水车做功，具有能量。
飞行的子弹能穿透苹果，对苹果做功，具有能量。
知识点1 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）。
视频中的橡皮筋、流动的水、飞行的子弹、高举的锤子都具有能量。
能量是表示物体做功本领的物理量。
高举的锤子具有能量
下列关于物体具有能量的叙述，不正确的是（ ）
A．拉弯的弓能把箭射得很远，拉弯的弓具有能量
B．高空坠物会砸伤人，高空的物体具有能量
C．台风把大树连根拔起，台风具有能量
D．激流能将石头冲走，激流没有能量，石头具有能量
激流将石头冲走，激流对石头做了功，故激流具有能量。
D
知识点2 动能
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？
风吹动船帆使船航行，说明流动的空气具有能量。
流动的水具有动能
行驶的汽车具有动能
（1）猜想与假设
实验探究：物体的动能跟哪些因素有关
②同样速度的自行车和汽车，碰上行人后造成的伤害不同，可猜想动能大小与物体的质量有关。
①风越大，帆船运动越快，可猜想动能可能与物体的运动速度有关；
（2）设计实验
实验方法：控制变量法、转换法。
②转换法：动能不能直接测量，我们根据被撞击木块运动距离的远近来反映钢球动能的大小。木块被推得越远，说明钢球的动能越大。
①控制变量法：控制质量相同来探究动能与速度的关系；
控制速度相同来探究动能与质量的关系。
（3）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，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
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 ________。
②让同一钢球从斜面的不同的高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
实验表明钢球从高出滚下，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 ______。
1. 钢球到达水平面上不能立即停下的原因由于钢球具有惯性
木块在水平面上最终会停下来的原因：木块受到摩擦力的作用。
2. 实验时，如果水平面是光滑的，则不能完成本实验，钢球将做匀速直线运动，不能达到探究的目的。
知识小结
动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
动能的大小决定于物体的质量和速度。
（1）在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小。
（2）在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。
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？
（2021·天津中考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究:【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟________有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟__________有关.
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
速度
质量
物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能越__________。
大
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:_________________________________
______________________。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________(选填“超载 或“超速”)行驶时危险性大的现象。
质量相同时，汽车（物体）的速度越
超载
大，动能越大
二、势能
物体由于受重力作用并处在一定高度或者发生弹性形变而具有的能，叫做势能。
1、物体由于被举高具有的能量叫重力势能。
2、物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。
知识点3 势能
从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑。表明位于高处的陨石具有能量。
水滴石穿，表明位于高处的水具有能量。
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。
重力势能
楼上的物品具有重力势能，所以高空抛物很危险。
实验探究：重力势能的大小与哪些因素有关
知识准备：③重物下落撞击平放在沙上的物体时，物体陷入沙子越深，说明重物原来具有的重力势能越大。
1、探究重力势能与高度关系
控制下落物体的质量
结论(1)：在物体的质量相同时， 物体的被举的 越高，重力势能就越 。
高度
大
2、探究重力势能与质量的关系
控制下落物体的高度
结论(2)：在物体被举高度相同时，物体的质量越 ，重力势能就越 。
大
大
影响重力势能大小的因素：质量、高度质量
（1）在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能越大，物体所处的高度越低，它的重力势能越小。
（2）在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能越大，物体的质量越小，它的重力势能越小。
弹弓上被拉长的橡皮筋存储了能量，能把“子弹”射出，且橡皮筋的形变越大，“子弹”被射出的距离就越远。被拉长的橡皮筋具有的能量叫做什么呢？
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能
拉弯的弓能将箭射出，具有弹性势能。
发生形变的网球拍具有弹性势能。
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。
例如：压弯了的铁丝不是弹性形变，不具有弹性势能。
物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料等因素有关。对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
动能
定义:物体由于运动而具有的能
影响因素:物体的质量和速度
势能
重力势能
定义:物体由于被举高而具有的能
影响因素:物体的质量和高度
弹性势能
定义:物体由于弹性形变而具有
的能
影响因素:物体弹性形变的大小
A
2.如图所示,两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处,此时两弹簧均未发生形变.用手向右拨动滑块M,它就可以在光滑的水平面上来回运动.当滑块从O点向右运动时(弹簧在弹性限度内) (　　)
A.弹簧K1和K2的势能同时增大
B.弹簧K1和K2的势能同时减小
C.弹簧K1的势能增大,K2的势能减小
D.弹簧K1的势能减小,K2的势能增大
（2021·南京中考）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知,足球（ ）
A.在B点时受力平衡
B.在A、D两点动能可能相等
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变
D.在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
B
2. 下列关于能的叙述中,都正确的一组是
①一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能;
②一个物体没有做功,它一定不具有能;
③一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多;
④运动的物体具有能,静止的物体没有能;
⑤物体具有的能越多,做的功越多;
⑥物体具有的能越多,它能做的功就越多.
A.①⑥ B.①②⑤ C.④⑤⑥ D.①③⑥
动能和势能
动能
势能
重力势能
物体由于运动而具有的能
弹性势能
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
物体由于发生弹性形变而具有的能
1.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
2.（2021·北京中考）在体育课上,小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（ ）
A.排球在脱离胳膊后能继续上升,是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B.排球在脱离胳膊后的上升过程中,受到方向向上的力
C.排球在脱离胳膊后的上升过程中,重力势能逐渐减小
D.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能逐渐减小
D
惯性不是力
下
3.（2021·嘉兴中考）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1、t2、t3三个时刻具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A.E1B.E1>E2>E3
C.E1D.E1=E2C
4.（2021·随州中考）2021年5月我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，令国人自豪不已。梳理这一伟大征程，其中包含着丰富的物理知识。“天问一号”火星探测器发射升空，历经200
多天的飞行稳稳地着陆火星。祝融号火星车从着陆器上“走下”(如图)，它有六个宽大的车轮,四片太阳能板,两根高耸的天线，它将通过搭载的相机、雷达、磁场探测器等仪器把火星的小秘密迅速报告给国人!
请考生列出两条:
示例:相机是利用光的折射工作的。
(1)___________________________________________；
(2)________________________________________________________。
探测器发射升空过程中,探测器的动能增加
火星车六个宽大的车轮是通过增大受力面积来减小压强的
根据划线句子的提示描述，分析其中包含的物理知识。
“天问一号”火星探测器发射升空
它有六个宽大的车轮,四片太阳能板,两根高耸的天线
相机、雷达、磁场探测器

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