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(共35张PPT)
第十一章 功和机械能
第3节 动能和势能
课时学习目标
1.能通过实例从做功的角度描述能量。能说出能量与做功的关系。记住能量的单位。。
2.能通过实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象。
3.能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟那些因素有关。
4.初步形成从能量的角度分析物理问题的意识。
知道动能和势能的概念。
学习重点
学习难点
了解动能、重力势能的大小跟哪些因素有关。
学习重点、难点
导入新课
高空抛下的西瓜皮砸坏汽车车顶
导入新课
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
第3节 动能和势能
西瓜皮具有能量，从高处落到车顶对车顶做了功。
处于高处的西瓜皮、压缩的弹簧、流水都能做功。
知识点一 能量
一 能量
从高处落下的西瓜皮可以砸坏车顶
压缩的弹簧能推动小车
湍急的流水能推动水车
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
能量的单位与功的单位相同，是焦耳。
知识点一 能量
一 能量
2.具有能量的物体对外做功，物体具有的能量减少，对外做多少功，物体具有的能量就减少多少。
1.物体能够对外做功，物体具有能量。
一个物体能够对外做的功越多，这个物体具有的能量越大。
3.功是能量变化（改变）的量度。
功（W）=能量的变化量
功的能量的单位相同，是焦耳（J）。
功是描述对物体作用过程中所取得成效的物理量，是过程量；能量是指物体能够对外做功的本领，是状态量。物体做功的过程就是能量转化或转移的过程。
具有能量的物体不一定做功；正在做功的物体一定具有能量。
物体具有的能量大，做功不一定多。
1.动能
物体由于运动而具有的能，叫作动能。
一切运动的物体都具有动能。
二. 动能
知识点二 动能
飞行的子弹能穿过木头对木头做功具有能量
流动的水能够推动橡皮船对船做功具有能量
流动的空气（风）能够推动物体对物体做功具有能量
2. 影响动能大小的因素
知识点二 动能
汽车的质量越大，发生交通事故时造成的损伤越大。
风（风速）越大，推动帆船运动得越快。
物体动能的大小跟哪些因素有关？
运动物体动能的大小可能与物体的质量、速度等因素有关。
知识点二 动能
实验思路
图示装置中，钢球从斜槽上高为h处由静止滚下，在水平面上运动。运动的钢球碰上木块后，将木块撞出的距离为s.在同样的水平面上，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功就越多。木块被撞的远近反映了钢球动能的大小。
研究物体的动能大小跟哪些因素有关
通过被撞物体运动的距离s来反映做功物体动能的大小。（转换法）
知识点二 动能
实验步骤
1. 让同一个钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的快慢一样吗？哪次木块被撞得远？
研究物体的动能大小跟哪些因素有关
控制质量不变，改变速度的方法：让同一小球从不同高度滚下。
木块被撞后滑动距离 s1＜s2＜s3
质量 mA一定
速度 v1＜v2＜v3
钢球动能
E1＜E2＜E3
知识点二 动能
实验表明，钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远。
研究物体的动能大小跟哪些因素有关
实验结论：物体的动能跟物体的运动速度有关。质量相同时，钢球（物体）的速度越大，动能越大。
知识点二 动能
实验步骤
2.让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。哪个钢球把木块撞得远
研究物体的动能大小跟哪些因素有关
控制速度不变，改变质量的方法：让质量不等的小球从同一高度滚下。
木块被撞后滑动距离 s1＜s2＜s3
速度 v1＝v2＝v3
质量 mA＜mB＜mC
钢球动能
E1＜E2＜E3
知识点二 动能
实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块撞得越远。
研究物体的动能大小跟哪些因素有关
实验结论：物体的动能跟物体的质量有关。速度相同时，钢球（物体）的质量越大，动能越大。
知识点2 动能
二 动能
物体动能的大小跟速度、质量有关。
质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
实验结论
某段道路的标示牌显示：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。请利用物理知识解释，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，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
知识点2 动能
车型不同，质量不同，若车的行驶速度相同，质量大的车动能大，行驶时危险性大。所以质量大的大型车辆最高行驶速度要限制的小些。
物体的质量一定，速度越大，动能越大。限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全。
知识点二 动能
3.一些运动物体的动能
抛出去的篮球约30J
百米运动员冲刺时约3000J
牛行走时约60J
小轿车行驶时约2×105J
飞行的子弹约5000J
____
【例题1】(2024年陕西中考题)如图，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越______。如果要探究动能大小与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的______（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。
课堂练习
【解析】物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。如图，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，根据小车被撞后通过的距离来表示小球的动能大小，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度（释放时的高度越大，小球到达水平面时的速度越大）由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越大。如果要探究动能大小与物体质量的关系，要控制小球的速度相同，应该将质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。
大
相同
____
【例题2】(2025年江西南昌中考一模题）如图所示，是某高速路旁的限速标志。限速是因为质量一定时，速度越大，物体的____能越大。不同车型限速的要求不同，请推测标有“120” 数字的牌子对应的是______（选填 “小型”或“中型及以上”）车。
课堂练习
【解析】物体的动能大小跟物体的质量和速度有关。物体的质量一定时，速度越大，动能越大。限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全。
动
小型
机动车的车型不同，质量不同，若车的行驶速度相同，质量大的车动能大，行驶时危险性大。所以质量小的小型车辆最高行驶速度要限制的大一些。由此可知标有“120” 数字的牌子对应的是小型车。
____
【例题3】(2026年河南平顶山中考一模题）推铅球时，铅球的运动过程如图所示，下列说法正确的是【　　】
A．推出去的铅球能在空中继续运动，是因为它受到了惯性的作用
B．若铅球运动到最高点所受力全部消失，它将保持静止
C．铅球在运动过程中受到平衡力作用
D．铅球落地后静止时，铅球的动能为零
课堂练习
D
【解析】A．推出去的铅球能在空中继续运动，因为它具有惯性，惯性不是力，不能说物体受到惯性的作用，故A说法错误；
B．铅球运动到最高点仍有沿水平方向向右的速度，此时若所有力突然消失，由牛顿第一定律可知，铅球将会沿水平方向向右做匀速直线运动，故B说法错误；
C．铅球在运动过程中运动方向和速度大小不断发生变化，处于非平衡状态，受到的是非平衡力作用，故C说法错误；
D．铅球落地后静止时，质量不变，速度为零，铅球的动能为零，故D说法正确。
1. 重力势能
打桩机在工作时，把重锤高高举起，重锤落下就可以把桩打入地下，重锤对桩做了功。这说明高处的重锤具有能量。
三、势能
知识点三 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，叫作重力势能。
重力势能是储存于一个系统内的能量，是静止物体的潜在能量，可以释放或转化为其它形式的能量。
2. 影响重力势能大小的因素
知识点三 势能
物体重力势能大小可能与所在位置的高度有关。
物体重力势能的大小跟哪些因素有关？
举高的重锤
观察打桩机打桩的过程，打桩机在工作时，先把重锤高高举起，重锤落下，可以把桩打入地里。
同一重锤从不同高度落下，重锤开始落下时所处高度越大，桩被打入地里越深；质量不同的重锤从相同高度落下，重锤质量越大，桩被打入地里越深。
物体重力势能大小可能与物体的质量有关。
2. 影响重力势能大小的因素
知识点三 势能
探究物体重力势能的大小跟哪些因素有关
知识点三 势能
物体重力势能的大小跟高度、质量有关。物体的质量越大，位置越高，它的重力势能就越大。
质量相同的物体，高度越大，它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
实验结论
2. 影响重力势能大小的因素
水力发电站要想发出更多的电，就要想办法储存更多的水，将水位提得更高，尽量增大水的重力势能。
知识点三 势能
我国的乌东德水电站的拦河拱坝高270m.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70m，有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？
不能。重力势能的大小不仅与物体所处的高度有关，还与物体的质量有关。要比较两个水电站中水的重力势能的大小，不仅要看水位的高度，还要看储存水的质量。仅凭水位高低，不能得出正确结论。
在建筑工地上，常常看到以下的指示牌，知道这些安全警示牌表示什么含义？
防止高空物体的下落，可见高空坠物非常危险，为什么会危险呢？
当心吊物　　　　 当心落物　　 必须戴安全帽
知识点三 势能
因为处于高空的物体具有很大的重力势能，一旦下落后，能够做的功多，对人的伤害更大。
知识点三 势能
楼上的物品具有很大的重力势能，一旦抛下，能够对地面上的物体做的功多，对物体的破坏程度大。所以高空抛物很危险。
3. 弹性势能
发生形变的物体在恢复原状时可以做功，因此也具有能量。
三、势能
知识点三 势能
物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
发生形变的网球拍能将网球弹出，具有能量
拉弯的弓能将箭射出，具有能量
被压弯的跳板能将运动员弹起，具有能量
重力势能、弹性势能是常见的两种势能。
4. 影响弹性势能大小的因素
知识点三 势能
物体弹性势能的大小跟哪些因素有关？
物体的弹性势能大小跟弹性形变有关。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
知识点三 势能
产生原因 影响因素 相同特点
动能 运动 质量和速度 具有能的物体都可以做功，动能和势能的单位都是焦耳(J)
势能 重力势能 被举高、受重力 质量和高度 弹性势能 发生弹性形变 弹性和弹性形变 5.动能和势能的比较
____故选D。
【例题4】(2024年黑龙江佳木斯六中月考题）唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的______能，后一句表明长江水具有大量的____能。
课堂练习
【解析】物体的重力势能跟高度和质量有关，物体所处的高度越大、质量越大，物体的重力势能越大。物体的动能跟速度和质量有关，物体速度越大、质量越大，物体的动能越大。
“黄河远上白云间”表明黄河水来自高度很大的青藏高原，存储着大量的重力势能。
“不尽长江滚滚来”表明长江水流速很大，具有大量的动能。
重力势
动
____
【例题5】（2025年天津中考题）我国大力发展新质生产力。最新研发的人形机器人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，可减小______，使其动作更灵活；山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山下的过程中，这筐橙子的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
课堂练习
【解析】液态润滑剂形成的润滑膜将两个相互接触的表面彼此分离，可以减小摩擦。
橙子从山上运往山下的过程中，橙子的质量不变，位置变低，即所处高度减小，这筐橙子的重力势能减小。
摩擦
减小
____
【例题6】(2025年安徽中考题）（改编）网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，球拍的形变程度越大，具有的弹性势能越_____（填“大”或“小”）。如图所示，在球拍恢复原状的过程中，球拍的弹性势能转化为网球的______。
课堂练习
【解析】物体的弹性势能跟弹性形变有关，物体发生的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
在球拍恢复原状的过程中，球拍的形变程度减小，弹性势能减小，网球在网拍力的作用下做加速运动，速度增大，动能变大，球拍的弹性势能转化为网球的动能。
大
动能
物体能够对外做功，物体具有能量
动能
和势能
影响动能大小的因素：质量、速度
课时知识总结
能量
能量的单位是焦耳
物体由于被举高且受重力而具有的能
物体由于运动而具有的能
势能
影响重力势能大小的因素：质量、高度
物体由于发生弹性形变而具有的能
影响弹性势能大小的因素：弹性、弹性形变
动能
弹性势能
重力势能
练习与应用： 1、2、3、4、5题
布置作业

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