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第3节 动能和势能
第十一章 功和机械能
1.了解能量的概念和单位，知道物体做功的实质。
2.理解动能、势能的概念，能判断生活中常见的物体是否具有动能和势能。
3.通过实验，了解动能、重力势能、弹性势能的大小分别与什么因素有关，并能解释简单的现象。
　　一辆车停在某高层住宅的楼下，车顶遭到损毁，警察在现场只看到了一些碎的西瓜皮。经过分析，原来“罪魁祸首”正是这些西瓜皮。
　　坚固的车顶居然能被西瓜皮击坏，这是什么原因呢？
湍急的流水
能推动水车
高处落下的西瓜
可以砸坏车玻璃
压缩的弹簧
能将小车推动
处于高处的西瓜、压缩的弹簧、流水都能对外做功，所以他们都具有能量。
知识点一：能量
1.定义
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量就越大。
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。“能量”简称“能”，用符号 “E”表示。
2.单位
焦耳，简称“焦”，用符号 “J”表示。
物体只要具有做功的本领，它就具有能，与当时是否正在做功无关
注意
1.定义：
物体由于运动而具有的能叫动能。
飞驰的汽车发生碰撞
球场上奔跑的运动员撞人
知识点二：动能
想一想，动能的大小与什么因素有关？
控制变量法、转换法
【猜想与假设】
【实验方法】
（1）速度一定、改变质量，比较动能大小
（2）质量一定、改变速度，比较动能大小
研究物体的动能跟哪些因素有关
动能大小可能与速度有关、质量有关
小球A 的动能大小可用物块B被撞出的距离来表示。
探究一：物体的动能大小与速度的关系
获取动能：
使同一小球从不同高度斜面上释放获得速度
比较动能：
【实验过程】
【实验记录】
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}实验序号
速度
塑料块移动的距离
动能
1
小
近
小
2
较大
较远
较大
3
最大
最远
最大
　　质量相同的物体，运动的速度 _____，物体能够做的功________，表明它的动能________。
越大
越多
越大
【实验结论】
小球A 的动能大小可用物块B被撞出的距离来表示。
探究二：物体的动能大小与质量的关系
获取动能：
使不同质量小球从同一斜面上释放获得速度
比较动能：
【实验过程】
【实验记录】
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}实验序号
质量
塑料块移动的距离
动能
1
小
近
小
2
较大
较远
较大
3
最大
最远
最大
　　速度相同的物体，物体的质量 _____，物体能够做的功________，表明它的动能________。
越大
越多
越大
【实验结论】
　　为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度？
交通标志牌
车型不同，车的质量也不同。运动速度相同的物体，质量越大，动能越大，危险性越大。同一道路，不同的车型有不同的最高行驶速度。
想想议议
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。
湖北丹江口水库大坝泄洪
高举的重锤
1.重力势能
知识点三：势能
重力势能大小可能与物体的质量质量有关
重力势能大小可能与所处的高度有关
控制变量法、转换法
【猜想与假设】
【实验方法】
（1）高度一定、改变质量，比较重力势能大小
（2）质量一定、改变高度，比较重力势能大小
研究物体的重力势能跟哪些因素有关
【实验设计】
A:将不同质量的重锤，举高到同一高度后让其自由下落，观察每次木桩下陷的程度。
B:将同一重锤举高到不同高度后让其自由下落，撞击木桩，观察每次木桩下陷的程度。
A实验记录
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}实验序号
质量
木桩下陷的程度
高度
1
100g
小
40cm
2
200g
大
40cm
B实验记录
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}实验序号
质量
木桩下陷的程度
高度
1
200g
小
20cm
2
200g
大
40cm
高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能越大
质量相同时，物体的位置越高，具有的重力势能越大
结论
物体的重力势能与物体的质量和它所在位置的高度有关。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。
我国的乌东德水电站的拦河拱坝高 270 m。
水电站满负荷发电时，一天的发电量就可以满足
30 万人 1 年的生活用电。
　　我国葛洲坝水电站的拦河坝高 70 m。有人
说前者水的重力势能比后者的大，这样的说法
对吗？
乌东德水电站的
拦河拱坝
　 物体的重力势能影响因素是物体的质量和高度，所以只考虑高度忽
略质量的分析是不对的。
思考讨论
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
拉弯的弓
拉弯的竿
影响弹性势能大小的因素：形变程度、材料
3. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。
物体能够对外做功，表示物体具有能量。
能量
动能
物体由于运动而具有的能。
影响因素：物体的速度和质量。
动能和势能
重力势能
势能
弹性势能
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。
影响因素：物体的质量和高度。
物体由于发生弹性形变而具有的能。
影响因素：物体弹性形变程度和材料。
　　1.请你判断下列物体具有哪种形式的能量：
在水平公路上行驶的汽车
1
悬挂在天花板上的吊灯
2
在空中飞行的飞机
3
被拉开的弹弓
4
重力势能和动能
重力势能
动能
弹性势能
2.流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能，下列说法正确的是( )
A. 静止的物体不具有能
B. 没有做功的物体不具有能
C. 具有能的物体一定在做功
D. 能够做功的物体一定具有能
D
3.判断下列说法正确的是( )
A．速度大的球一定比速度小的球动能大
B．同一辆车运动速度越大动能就越大
C．子弹的速度比火车的速度大，所以子弹动能就比火车动能大
D．平直公路上匀速行驶洒水的洒水车动能不变
B
4.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因
素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁
球A、铁球B和塑料球C，球A、C 离沙地高度
相同。现让三个球同时由静止释放，球落到
沙地上的状态如图中虚线球所示。可以判断
出___球释放前的重力势能最大；比较球A、C 可得出影响重
力势能大小的因素是___________；比较球A、B 可得出的结
论是________________________________________。
?
A
质量大小
质量相同时，物体的高度越大，重力势能越大

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