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1.能通过实例从做功的角度，了解能量的概念.
2.知道动能和势能．
3.能通过实验了解影响动能、势能大小的因素．
4.能运用动能和势能解释相关的现象．
1.现象探究：能做功的物体是否具有能量
实例 _________________________________ 湍急的流水 能推动水车 ___________________________ 升高的重锤能 将桩打入土中 _______________________________________
发生形变的跳板能
使运动员弹起
现象 分析 说明湍急的 流水能够对 水车做功 说明升高的重 锤能够对桩做 功 说明发生形变的跳
板能够对运动员做
功
探究 归纳 物理学中，如果一个物体能够对其他物体做功， 我们就说这个物体具有能量，简称能 2.能的物理意义
能量是表示物体做功本领的物理量，能量的大小可以用
能够做功（但不一定“做了功”）的多少来衡量.一个物体
具有的能量越大，它能够对外做的功就越多.
3.能的单位
动能、势能等各种能的单位与功的单位相同.在国际单位
制中，功的单位是焦，能的单位也是焦.
典例1 （原创）下列关于功和能的说法，正确的是
( )
B
A.激流能将石头冲走，说明石头具有能量
B.物体具有做功的本领，就说它具有能
C.功就是能，因为它们的单位相同
D.物体做的功越多，具有的能量越大
[解析] 激流能将石头冲走，说明激流具有能量.
功和能是两个不同的物理量，单位相同，但物理意义不
同. 物体能够做的功越多（不是做的功越多），具有
的能量越大.
1.现象探究：运动的物体是否具有能
实例 ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________
风吹动帆船航行
滚动的保龄球击
倒球瓶
子弹能击穿鸡蛋
现象 分析 风（流动的空 气）对帆船做了 功，说明风具有 能量 保龄球对球瓶做 了功，说明滚动 的保龄球具有能 量 子弹对鸡蛋做了
功，说明运动的
子弹具有能量
探究 归纳 运动的物体能够对其他物体做功，说明运动的物体
具有能量.物理学中把物体由于运动具有的能
（不能说运动的物体具有的能）叫做动能
2.实验探究：动能的大小跟哪些因素有关
（1）探究影响物体动能大小的因素
提 出 问 题 一切运动的物体都能做功，都具有动能，但不同的
运动物体做功的能力存在差异，说明动能是有大小
的，那么物体具有动能的大小与哪些因素有关呢
猜 想 猜想1：因为动能是物体由于运动具有的能，所以动
能的大小可能与物体的运动速度有关.
猜想2：人们被汽车撞伤比被相同速度的自行车撞伤
更严重，所以动能的大小可能与物体的质量有关
进 行 实 验 如图甲所示，让质量为 的钢球分别从斜面上
处和 处由静止滚下，通过比较可以发现，钢球的
初始位置越高，滚动到水平面上时的运动速度越大.
________________________________________________________________________________
进 行 实 验 ②如图乙所示，让质量为的钢球分别从斜面上 处
和处由静止滚下（控制变量：相同, 不同），并
撞击静止在水平面上的木块，测出木块移动的距离.
进 行 实 验 如图丙所示，让质量分别为和 的钢球先后
从同一高度处由静止滚下，通过比较可以知道，不
同质量的钢球，从同一高度处滚动到水平面上时的
运动速度相同.
________________________________________________________________
丙
丁
进 行 实 验 ②如图丁所示，让质量分别为和 的钢球从斜面的
同一高度处由静止滚下（控制变量：不同, 相
同），测出木块移动的距离已知,
分 析 论 证 （1）由图甲、乙可知，同一钢球，从斜面的不同高
度由静止滚下，高度越高，钢球到达水平面时速度
越大，木块被推得越远（ 转换法），钢球对木块做
的功越多，说明钢球具有的动能越大；
（2）由图丙、丁可知，质量不同的钢球，从斜面的
同一高度由静止滚下，钢球到达水平面时速度相
同，质量越大，木块被推得越远，钢球对木块做的
功越多，说明钢球具有的动能越大
探 究 结 论 物体的动能与物体的速度和质量有关.质量相同时，
速度越大的物体具有的动能越大;速度相同时，质量
越大的物体具有的动能越大
（2）对动能大小的理解
一切运动的物体都具有动能，物体的动能取决于物体的
质量和速度.
在讨论动能大小时，必须同时分析这两个因素.例如，一颗
子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车
的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小很多；也不能
因为火车的质量比子弹的质量大很多，就认为火车的动能
一定比子弹的动能大，因为火车的速度可能很小.
教材深挖
对生活中机动车限速和严禁超载的理解
质量越大，速度越大，物体的动能就越大.对速度进行限
制，实质上就是为了控制动能的大小，避免交通事故的
发生.同样的路面，不同的车型，其质量不同，若速度相
同，则质量越大的车辆动能越大，遇到紧急情况时越不
容易控制，对路面造成损坏的同时也易发生交通事故，
因此机动车严禁超载.
典例2 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，
小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验.让铁球从
同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平
面上的纸盒相碰，铁球钻入纸盒并与纸盒在水平面上共
同移动一段距离后静止.
（1）探究动能大小与物体质量的关系时，应保证铁球到
达水平面的______相同，为了达到这一目的所采取的具
体操作方法是使铁球____________________________.
速度
从斜面的同一高度由静止滚下
[解析] （1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球
到达水平面的速度相同，质量不同，即应使质量不同的
铁球从斜面的同一高度由静止滚下.（2）在甲、丙两次实
验中，铁球的质量相同，甲实验中铁球由静止滚下的高
度大于丙实验中铁球由静止滚下的高度，甲实验中纸盒
被推得更远，说明甲实验中铁球具有的动能更大，从而
可以得出结论：质量相同的物体，运动速度越大，具有
的动能就越大.
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是物体质量相
同时，____________________.
速度越大，动能越大
（3）该实验是通过观察__________________________来
比较铁球动能的大小从而得出结论的.这里所用的研究方
法是________.
纸盒被铁球推动距离的远近
转换法
实例 __________________________________ 从高空落下的陨 石能把地面砸出 一个大坑 __________________________________ 从高处下落的水 时间长了能把石 头滴穿 _________________________________
掷出的铅球落
在沙地中会砸
出一个坑
1.重力势能
（1）现象探究：被举高的物体是否具有能
现象 分析 陨石对地面做了 功，说明从高空 落下的陨石具有 能量 位于高处的水滴 对石头做了功， 说明高处的水滴 具有能量 铅球对沙地做
了功，说明掷
出去的铅球具
有能量
探究 归纳 被举高的物体能够对其他物体做功，说明被举高
的物体具有能量.物理学中把物体由于处于一定的
高度所具有的能叫做重力势能
（2）实验探究：重力势能的大小跟哪些因素有关
探究 方法 控制变量法和转换法（物体重力势能的大小通过
小桌陷下去的深度来判断）
实验 装置 ________________________________________________________________________________
探究 过程 （1）如图甲、乙所示，将质量相等质量为 的
重物分别从不同高度高度分别为和 由静止释
放（控制变量：相同, 不同），比较两次小桌下
陷的深度，探究重力势能跟高度的关系；实验表
明，相同的重物被举得越高，受到撞击的小桌陷
入沙中越深;
探究 过程 （2）如图甲、丙所示，将质量不等质量分别为
和的重物都从相同高度高度为 由静止释放
（控制变量：不同, 相同），比较两次小桌下陷
的深度，探究重力势能跟物体质量的关系；实验
表明，重物质量越大，受到撞击的小桌陷入沙中
越深
探究 结论 物体具有的重力势能与物体所在位置的高度和质
量有关.质量相同时，越高的物体具有的重力势能
越大；高度相同时，质量越大的物体具有的重力
势能越大
（3）对重力势能大小的理解
物体被举得高不等于物体的重力势能大.在分析重力势能
的大小时，要同时考虑物体的质量和高度两个因素，质
量大的物体重力势能不一定大，同理，被举得高的物体
重力势能也不一定大.
典例3 某实验小组用“模拟打桩”来探究
影响重力势能大小的因素，已知物体
质量的关系为 ，使用的
器材有沙子、木桩等.实验时，让重物
从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，
三次实验木桩进入沙中的深度如图所示.
（1）本实验被研究的物体是______（选填“重物”或“木
桩”）.
重物
[解析] 比较的是重物在不同因素下的重力势能的大小，
故被研究的物体是重物.
（2）选择和 两图实验进行分析，可以探究物体重力势
能大小与______的关系.
质量
[解析] 分析和 两图实验可知，重物所处的高度相同，
质量不同，可以探究物体重力势能大小与质量的关系.
（3）为了探究重力势能大小与高度的关系，应让质量相
同的重物，从__________（选填“相同高度”或“不同高度”）
由静止自由落下.结论：当质量一定时，物体所处的高度
越大，重力势能越____.
不同高度
大
[解析] 要探究重力势能大小与高度的关系，需控制重物的
质量相同，从不同高度由静止自由落下.分析图a和图b可得：
当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大.
2.弹性势能
（1）现象探究：发生弹性形变的物体是否具有能
实例 __________________________________________________________ 被拉开的橡皮筋能把“子 弹”打出去 _____________________________________________________
被压弯的撑竿能把运动
员弹得很高
现象 分析 弹弓的橡皮筋对“子弹” 做了功，说明被拉开的 橡皮筋具有能量 撑竿对运动员做了功，
说明被压弯的撑竿具有
能量
探究 归纳 发生弹性形变的物体能够对其他物体做功，说明 发生弹性形变的物体具有能量.物理学中把物体因 发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 （2）影响弹性势能大小的因素
物体的弹性势能与物体的弹性形变程度和本身的材料有
关.同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大.
特别提醒
不是发生形变的物体都具有弹性势能，只有发生弹性形
变的物体才具有弹性势能.例如，橡皮泥被捏后发生形变，
但不具有弹性势能，因为它的形变不是弹性形变.
3.势能
重力势能和弹性势能这类能统称为势能.
辨析比较
动能 势能 重力势能 弹性势能
产生原因 运动 位于高处 发生弹性形变
影响因素 质量和速度 质量和所处 高度 弹性形变程度和
材料
相同点 都是能量的一种具体表现形式； 单位都是焦耳 教材深挖
重力势能的相对性
物体所在位置，总是相对于一定的参考位置而言的，即
物体所处的高度具有相对性，则物体的重力势能大小也
具有相对性.例如，放在书桌上的课本，相对于地面有一
定的高度，具有一定的重力势能，而相对于桌面其高度
为0，重力势能为0.
典例4 小明看到运动员拉
弓射箭时，弓拉得越弯，
箭射得越远.小明猜想：弹
性势能的大小可能与物体
的弹性形变有关.为验证其猜想是否正确，他设计了如下
实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）.如图所示，将
同一个弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的长度，
将小球置于弹簧的右端，松开弹簧后小球碰到同一位置
的相同木块上，通过比较____________________，从而
比较弹性势能的大小.
不同
木块移动距离的远近
[解析] 要验证弹性势能的大小与物体的弹性形变有关，
需控制弹簧相同，改变弹性形变的程度，因此要将同一
个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，通过观察木块移
动距离的远近来比较弹性势能的大小.

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