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第1节 动能与势能
第十二章 机械能
知识点
知1－讲
1
动能
1. 能量
(1)定义 物体能够对外做功，如图1 所示，我们就说这个物体具有能量，简称能。
具有动能
具有弹性势能
具有重力势能
知1－讲
2. 单位 在国际单位制中，能量的单位与功的单
位相同，都是焦耳(J)。
3. 理解
(1)能量的大小可以用能够做功的多少来衡量，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。
(2)物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明越多的能发生了变化。
易错警示：做功多的物体，具有的能量不一定大。
知1－讲
2. 动能
(1)定义 物体由于运动而具有的能量叫动能。一切运动的物体都具有动能。
知1－讲
(2)探究物体的动能的大小跟哪些因素有关
①提出问题：物体的动能跟哪些因素有关？
②猜想与假设：动能大，表明物体由于运动而具有的能量大，故动能可能跟物体运动的速度有关，还可能跟物体本身的质量有关。
知1－讲
③设计实验：利用如图2 所示的装置探究动能与质量、速度的关系，根据木块被推动的距离来判断物体动能的大小。
转换法
知1－讲
④进行实验：a.让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，发现钢球的位置越高，木块被推得越远；b.让质量不同的钢球从斜面上同一高度处由静止滚下，发现钢球的质量越大，木块被推得越远。
⑤分析与论证：实验步骤a.说明物体的动能与速度有关；实验步骤b.说明物体的动能与质量有关。
控制变量法
控制变量法
知1－讲
⑥实验结论：动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
知1－讲
深度理解:
功和能的区别：功是一个力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程而言的，是一个过程量。能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。
知1－讲
深度理解
◆运动和静止具有相对性，因此速度具有相对性，在没有特别说明的情况下，我们采取的参照物是地面。
知1－练
下列关于能量的说法，正确的是( )
A. 做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B. 做功多的物体具有的能量就大，做功少的物体具有的能量就小
C. 能够做功的物体具有能量，但不一定做功
D. 能量大的物体所做的功一定多
例 1
知1－练
解题秘方：判断物体是否具有能量，关键是看物体能否对外做功。
解析：做功的物体具有能量，不做功的物体不一定不具有能量，高山上的石头静止，不做功但具有重力势能，故A错误；做功多的物体具有的能量大，做功少的物体具有的能量不一定小，故B 错误；
知1－练
能够做功的物体具有能量，但具有能量的物体不一定做功，故C 正确；能量大的物体做功不一定多，有能量不一定用来做功，故D 错误。
答案：C
知1－练
1. 下列关于能量的叙述，不正确的是( )
A. 弯弓射箭，弓具有能量
B. 高空坠物伤人，坠物具有能量
C. 风吹船行，风具有能量
D. 激流冲走巨石，激流没有能量， 巨石具有能量
D
知1－练
[中考·苏州改编]为了提高环境质量，经常有如图3所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时做匀速直线运动，喷雾车的动能______(填“变小”“不变”或“变大”)。
例2
变小
知1－练
解题秘方：分析喷雾车的质量和速度变化，即可得到答案。
解析：动能的大小与速度和质量有关，喷雾车在喷雾的过程中质量减小，速度不变，所以动能变小。
知1－练
2. 如图所示，农民赶着牛、扶着犁在田里劳动，他们以相同速度向前行进，则( )
A．农民的动能最大
B．犁的动能最大
C．牛的动能最大
D．他们的动能一样大
C
知识点
势能
知2－讲
2
1. 势能 包括重力势能和弹性势能。
(1)重力势能：物体由于位置较高而具有的能量。一切被举高的物体都具有重力势能。
(2)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。
易错警示：发生形变的物体不一定具有弹性势能。
知2－讲
温故知新:
形变不同于弹性形变，物体受到外力作用而发生形状变化叫形变；如果外力撤销，物体能恢复原状，这种形变叫弹性形变；如果外力撤销，物体不能恢复原状，这种形变叫塑性形变；形变包括弹性形变和塑性形变。
知2－讲
2. 探究影响重力势能大小的因素
(1)提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
(2)猜想与假设：重力势能是物体由于位置较高而具有的能量，故重力势能的大小可能跟物体的质量和被举的高度有关。
知2－讲
(3)设计实验：如图4 所示，将小方桌的桌腿放置在铺平的沙面上，让铁块从某一高度处自由落下冲击方桌，根据方桌下陷的深浅判
断铁块重力势能的
大小。
转换法
知2－讲
(4)进行实验：①让同一铁块从不同的高度处自由下落冲击方桌，发现下落高度大的铁块使方桌下陷得深；②让质量不同的铁块从同一高度处自由下落冲击方桌，发现质量大的铁块使方桌下陷得深。
(5)分析论证：实验步骤①说明重力势能的大小与高度有关；实验步骤②说明重力势能的大小与质量有关。
控制变量法
控制变量法
知2－讲
(6)实验结论 物体的重力势能与质量和高度有关。质量一定，物体的位置越高，重力势能越大；高度一定，物体的质量越大，重力势能越大。
延伸拓展
物体所处的高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。例如，放在桌面上的课本，相对于地面来说有一定的高度，具有重力势能；相对于桌面来说其高度为零，重力势能为零。
知2－讲
3. 影响弹性势能大小的因素 物体的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有关。同一材料的物体，发生弹性形变的程度越大，物体的弹性势能越大。
知2－练
[中考·徐州]听到信号出警时，消防员为了尽快从二楼
下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下。认为消防员是运动的，是以_______为参照物；如果消防员重700 N，下滑过程中，受到的摩擦力为_______N，重力势能_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
例 3
地面
700
变小
知2－练
解题秘方：解答本题的关键是知道影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。
解析：消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，以地面为参照物，消防员的位置发生改变，消防员是运动的。消防员匀速运动，受到的摩擦力和重力是一对平衡力，由二力平衡条件得到摩擦力f=G=700 N。消防员抱着竖直的滑杆匀速滑下，质量不变，高度减小，故重力势能减小。
知2－练
3. 如图所示，货架上放着甲、乙、丙、丁四个体积相同的实心球，其中甲和乙为铁球，丙和丁为铜球(已知ρ铜＞ρ 铁)。则四个球中势能最大的是( )
A. 甲球 B. 丙球
C. 丁球 D. 无法比较
D
动能与势能
动能和势能
动能
势能
重力势能
弹性势能
产生原因
影响因素
能量
功
物体做功的过程就是能量的转移或转化的过程

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