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第十二章
苏科版2025
机械能和内能
第1节 机械能
活动12.2 模拟打桩机
学习目标
情景引入
当堂检测
弹性势能
活动12.1 探究影响动能大小的因素
功与能
动能
重力势能
①
苏科版2025
1.通过实例分析，认识到运动的物体能对其他物体做功，具有动能。
2.通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，并能解释简单的现象。
3.通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，并能解释简单的现象。
1. 由于物体的运动所具的能量，叫作 能，鸟撞击飞机极易导致安全事故。这是由于小鸟相对于飞机的 很大，因而具有很大的 能；
动
速度
动
2. 发生弹性形变的物体具有弹性势能，举例说明生活中弹性势能的事例：撑杆跳时，人被形变的撑杆弹起来、箭被拉开的弓射出去、人被形变的蹦床弹起等；
撑杆跳时，人被形变的撑杆弹起来、箭被拉开
的弓射出去、人被形变的蹦床弹起
3. 从高处流下的水能带动水轮发电机发电，从高处落下的重锤能夯实地基。事实表明，被举高的物体具有能量，这种能量叫作 能。
重力势
认真学习教材，交流讨论，完成下面内容。
一、功与能
两分钟计时开始
1. 能量：一个物体能对另一个物体 ，就表明这个物体具有能量。
能够做功的物体 (选填“一定”或“不一定”)具有能量，具有能量的物体 (选填“一定”或“不一定”)做功，做功多的物体_______(选填“一定”或“不一定”)能量大。能够做的功越多，物体具有的能量越大，因此人们常用做功多少来衡量物体能量的大小。
2.功与能的关系：
做功
一定
不一定
不一定
练习
判断下列说法正误
(1)做的功越多，物体具有的能量越大。(　　)
(2)能够做的功越多，物体具有的能越大。(　　)
(3)物体具有的能越大，做的功就越多。(　　)
(4)正在做功的物体，一定具有能。(　　)
(5)做了功的物体，一定具有能。(　　)
×
√
×
×
√
学以致用　
生活实例：
概念：物体由于 而具有的能量叫作动能。
等
判断物体具有动能的方法：
看物体是否运动
运动
一切运动的物体都具有动能。
运动的汽车、奔驰的骏马、飞行的子弹、滚动的皮球、流动的河水
二、动能
12.1
探究影响动能大小的因素
实验猜想：
影响物体动能大小的因素可能与物体的 、 等有关。
质量
运动速度
12.1
探究影响动能大小的因素
实验方法
(1)物体的动能与多个因素有关，实验应采取 的物理研究方法。
控制变量
(2)物体动能的大小，通过观察 来判断。木块移动的距离越远，说明小车具有的动能 。此处利用了 的物理研究方法。
木块被撞击后移动距离的远近
越大
转换
12.1
探究影响动能大小的因素
实验设计
(1)研究物体的动能与质量关系时，应保持物体的 相同；研究物体的动能与速度关系时，应保持物体的 相同。
(2)实验中，为保证不同质量的小车获得相同的初速度，采取__________
的方法。
(3)探究动能和速度的关系时，让 从斜面不同高度处自由滑下。
速度
质量
让小车从
斜坡的同一高度由静止开始滑下
同一小车
12.1
探究影响动能大小的因素
进行实验
点击播放
结论：质量相同时，物体运动的速度 ，具有的动能就 。
(1)将 小车分别从 高度由静止开始下滑，撞击水平面上相同位置的同一木块，比较木块移动的距离，如图所示。
越大
越大
同一
不同
探究动能与速度的关系
12.1
探究影响动能大小的因素
进行实验
点击播放
(2)在小车上放一些槽码，改变小车的 ，让不同质量的小车从 高度由静止开始下滑，撞击水平面上相同位置的同一木块，比较木块移动的距离，如图所示。
质量
结论：运动速度相同时，物体的质量 ，具有的动能就 。
越大
越大
同一
探究动能与质量的关系
12.1
探究影响动能大小的因素
影响物体动能大小的因素：
练习
物体动能的大小与物体的 和 有关， 越大， 越大，物体的动能越大。
速度
质量
速度
质量
答案　物体的动能与 和 有关。汽车质量一定，速度越大，动能 ，能够做的功越 ，刹车时制动距离越大，发生交通事故时，造成的损害就 ，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的汽车质量不同，速度相同时，质量越大的动能 ，能够做的功越 ，制动距离越大，质量小的车动能 ，制动距离 ，当制动距离相同时，不同车型的限速就不同。
3
学以致用
1.如图所示，为高速公路上的限速标志牌。为什么汽车在高速公路上要限速？为什么不同车型的限速标准不一样？
质量
速度
越大
多
越大
越大
多
小
小
1
2
2.(2024·哈尔滨二模)甲、乙两质量相同的人，同时从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，某时刻他们的位置如图所示，此时甲的速度______
乙的速度，甲的动能　　　乙的动能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
小于
小于
解析　从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，相同的时间内，乙的路程比甲的路程大，故甲的速度小于乙的速度。
质量相同时，甲的速度小于乙的速度，甲的动能小于乙的动能。
3
1
2
3.(2025·河南期末)为了有效阻断病毒的传播，多地用洒水车在水平路面上喷洒消毒液，消毒车匀速前进喷洒过程中，消毒车的动能　　 (选填“变大”“变小”或“不变”)；若以2 m/s匀速直线行驶的消毒车受到的牵引力为1 500 N，则消毒车牵引力的功率为　 W。
变小
3 000
解析　动能的影响因素有质量和速度，消毒车匀速前进喷洒过程中，速度不变，质量减小，所以消毒车的动能减小。
若以2 m/s匀速直线行驶的消毒车受到的牵引力为1 500 N，则消毒车牵引力的功率为P＝Fv＝1 500 N×2 m/s＝3 000 W
3
1
2
2.生活实例： 、 、 、 等。
自学教材，完成下列内容。
两分钟计时开始
点击播放
三、弹性势能
1.发生 形变的物体能够对其他物体做功，表明它具有 ，这种能量叫作弹性势能。
弹性
能量
拉伸的弹簧
折弯的竹竿
拉长的橡皮筋
上紧的发条
3.弹性势能和弹性形变的关系
物体的弹性势能大小与物体发生 的程度有关。物体发生________
程度越大，物体具有的弹性势能就越大。
弹性形变
弹性形变
练习
(1)一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能；
(2)判断物体具有弹性势能的方法：看物体是否发生 形变。
理解
弹性
学以致用
1.如图所示，探究弹性势能和弹性形变的关系：
(1)操作：改变弓弦的形变程度，将同一支箭射出，观察并比较
。
(1)现象：同一弓弦的弹性形变越 ，松手后将箭射出的距离越 。
(2)结论：物体发生弹性形变的程度越 ，具有的弹性势能就越 。
箭在空中前进的水平距离
大
远
大
大
1
2
2.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。
(1)为验证其猜想是否正确，他设计了如图实验(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，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块　　　 　　，从而比较弹簧弹性势能的大小；
不同
运动的距离
1
2
(2)若水平面绝对光滑，本实验将　　 (选填“能”或“不能”)达到探究目的，理由是___________________________________________________
　　　　　　 ；
(3)在此实验中你猜想：弹性势能的大小还与弹簧的　　　有关。
不能
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较
材料
木块移动距离的远近，达不到探究目的
自学教材，完成下列内容。
两分钟计时开始
四、重力势能
1.物体由于 而具有的能量，叫作重力势能 。
2.理解：
(1)一切被举高的物体都具有重力势能；
(2)判断物体具有重力势能的方法： 。
3.生活实例： 、 、 、_______
等。
被举高
看物体是否被举高
的重锤
阳台上的花盆
树上的果实
空中落下的冰雹
被举高
12.2
模拟打桩
1. 如何判断“重锤”重力势能的大小？此处利用了哪种物理研究方法？
答：根据 来判断“重锤”具有重力势能的大小，“桩”被打入沙中的 ，说明“重锤”具有的重力势能越大。利用了 的物理研究方法。
“桩”进入沙中的深度
深度越深
转换
2. 活动中，研究的对象是 ，观察的对象是 。
“重锤”
“桩”
12.2
模拟打桩
探究过程
(1)探究重力势能和质量的关系：
① 操作：让 (相同/不同)质量的“重锤”从同一高度处自由落下，观察并比较“桩”被打入沙中的深度。
② 现象：“重锤”的质量越大，落下时将“桩”被打入沙中的深度越深。
③ 结论：被举的高度相同时，物体的质量越 ，重力势能就越 。
点击播放
不同
大
大
探究重力势能与质量的关系
12.2
模拟打桩
探究过程
(2)探究重力势能和高度的关系：
① 操作：让同一“重锤”从 (不同/相同)高度处自由落下，观察并比较“桩”被打入沙中的深度。
② 现象：“重锤”被举的高度越高，落下时“桩”被打入沙中的深度越深。
③ 结论：物体的质量相同时，物体被举的高度越 ，具有的重力势能就越 。
点击播放
不同
高
大
探究重力势能与高度的关系
12.2
模拟打桩
练习
影响物体重力势能大小的因素：
物体的重力势能与物体的 和 有关， 越大， 越高，重力势能越大。
高度
质量
高度
质量
1.(2025·长春一模)高空抛物存在巨大的安全隐患，因为同一物体在高处具有较大的(　　)
A.重力 B.动能
C.重力势能 D.弹性势能
学以致用　
C
3
1
2
2.(2025·苏州阶段练习)建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中　　锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，　　锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则　　锤的质量要大一些。(均选填“A”“B”或“C”)
A
B
B
3
1
2
3.飞机在林场上空某一高度处喷洒农药时，水平匀速飞行，飞机的动能 ，重力势能 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
变小
变小
3
1
2
1. 下列物体各具有哪种能.
①沿平直轨道行驶的火车.
②被拉长的橡皮筋.
③被拦河坝挡住的河水.
④正在空中下落的伞兵.
⑤在路上行走的人.
⑥被拧紧的钟表发条.
动能
弹性势能
重力势能
动能和重力势能
动能
弹性势能
做一做
2.下表中给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据。分析数据，可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是 。你这样判断的依据是什么
物体 质量m(kg) 速度v(ms-1) 动能E(J)
牛 约600 约0.5 约75
中学生 约50 约6 约900
速度
中学生的动能大
3/1
1.在平直的公路上甲、乙两辆质量相同的汽车由北向南行驶，但甲车上的司机却看到乙车向北行驶，可见甲车的动能　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙车所具有的动能。
大于
3/2
2.如图是小明玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越　　，橡皮筋对“子弹”做的功越　　，由此说明橡皮筋的弹性势能与　　　　　　　有关。
远
多
弹性形变程度
3/3
3.(2025·泰州阶段练习)在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图所示。分析如下：A、B、C三个金属小球中　 球做的功最多，由此判断该球释放前重力势能最大，该实验法叫　　　 ；如果A和B球质量相等，则刚开始落下时，　　球的高度要高些；小球在下落过程中，重力对小球做功大小与时间关系图应是　　(选填“A”“B”或“C”)。
A
转换法
C
A
解析　由题图知，A球陷入沙中最深，说明A球做的功最多，从而得出A球释放前重力势能最大，应用了转换法，将金属小球的重力势能大小转换为陷入沙中的深度。
重力势能大小与物体的质量和所处高度有关，由以上分析知，A球的重力势能大于B球的重力势能，而A和B球质量相等，则刚开始落下时，A球的高度要高些。
金属小球在下落过程中，速度越来越快，做功越来越快；A图重力对金属小球做功快慢不变，B图重力对金属小球做功越来越慢，C图重力对金属小球做功越来越快。所以金属小球在下落过程中，重力对金属小球做功大小与时间关系图应是C图。
第1节 机械能
课堂小结
机械能
动能：质量和速度
势能
重力势能：质量和高度
弹性势能：弹性形变和材料
动能和势能能够相互转化
谢谢

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