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第十一章 第３节
动能和势能
2022年1月 ，北京一六旬老太从21楼抛下装有西瓜皮的垃圾袋， 导致楼下汽车的后挡风玻璃 被砸碎，维修费用2185元；最终被判拘役四个月、缓刑四个月，罚金4000元 。
引入
实验视频
这是什么原因？
2．路边危石
1．风推帆船
有类似能耐的物体　
5．拉弓射箭
3．撑杆跳高
6．峡谷漂流
4．重锤打桩
除了高处的西瓜，还有哪些物体也有类似能耐？
归纳小结
高举的重锤 能　　 将水泥桩砸进地里
路边的危石 能 将车辆、公路或人员砸坏（伤）
高处的西瓜 能 将车窗玻璃砸坏
流动的江水 能 将小船推动
流动的空气　 能 将帆船推动
拉开的弓 能 将箭弹射开
压弯的撑杆 能 将人弹起来
　　
物体 能 对外做功
具有能量，简称能，单位为J
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。
一、
能
量
运
动
重力势能
弹性势能
势能
二、能量的不同形式
悬而
未落
引而
待发
动
能
某种态势
二、能量的不同形式
1．动能：物体由于运动而具有的能。
重力势能：物体由于受到重力并处在
一定高度所具有的能量
弹性势能：物体由于弹性形变
而具有的能量
2．势能：
动能大小可能与速度有关
动能大小可能与质量有关------
实验·观察
猜想与假设
三、探究：物体动能的大小跟那些因素有关
控制变量法
转 换 法
动能大小 → 物体B移动的距离
动能 → 速度
动能 → 质量
小球质量相同
B与平面摩擦相同
A与斜面摩擦相同
小球在斜面高度相同
B与平面摩擦相同
A与斜面摩擦相同
实验方法
三、探究：物体动能的大小跟那些因素有关
1．让钢球A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，哪次物体B被撞得远？
实验表明钢球从高出滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越快，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越 ________。
大
2. 改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，哪个钢球把物体B撞得远？
实验表明，速度相同时，质量越大的钢球能将物体B 撞得越远 。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越 ________。
结 论
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。
大
某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h（图11.3-3）。
请你用物理知识解释，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，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度？
答：对机动车限速的原因：质量一定时，速度越大，具有的动能越大，能做的功越多，发生交通事故时造成的损失就越大。因此，为了减少交通事故的发生，需要对机动车的行驶速度进行限制。
超载
超速
图11.3-3
某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h（图11.3-3）。
请你用物理知识解释，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，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度？
答：不同车型限速不同的原因：动能与质量和速度有关。例如，大货车的质量比小轿车大，因此在相同速度下，大货车的动能更大，制动距离更长，所以对大货车的限速通常比小轿车低。
超载
超速
图11.3-3
　 重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；位置相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
1．探究重力势能大小的影响因素
实验原理：让钢珠从一定高度落下，
砸到橡皮泥上。砸出的坑的深度越大，说明钢珠的重力势能越大。
实验步骤：如右图：
四、势能
怎样提高打桩机重锤的重力势能？
为什么？
我国的乌东德水电站的拦河拱坝高270 m（图11.3-5）。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。能够这样简单地得出结论吗？ 为什么？
图11.3-5
乌东德水电站
葛洲坝水电站
答：不能这样简单地得出结论。因为重力势能不仅与高度有关，还与质量有关。题目没有提及两个坝内水量的多少，所以不确定谁的重力势能更大。
现代打夯机
夯实基础中的“夯”是什么意思？
射箭时弓的形变越大，箭射得越远，说明弓的弹性势能越大。
物体的弹性形变越大，它所具有的弹性势能越大
2．弹性势能大小与形变大小有关
发生形变的网球拍也具有弹性势能
1、几位同学使用同种弹簧拉力器锻炼身体，每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂伸直；当两臂伸直时，弹簧拉力器的弹性势能最大的是
A．几个同学都一样大 B．手臂长的同学
C．体重大的同学 D．力气大的同学
B
练一练
（2）若两种拉力器被拉伸的长度相同，它们具有的弹性势能大小相同吗？这说明弹性势能的大小还与什么因素有关？
（1）用拉力器锻炼身体，刚拉开时没感到费力，但两手拉开的距离越大，就感到越费力。这是因为物体的弹性形变越大，它的弹性势能越 。
2、生活中常用拉力器锻炼身体，如下甲、乙图所示：
甲 乙
大
一般不同；
发生弹性形变的物体的材质
　 重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越大，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。
　弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。它还与物体的材质有关。
结 论
练习1　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
练一练
B
练习2　一架沿竖直方向上升的直升机，它具有 (　 )
A．动能 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能和重力势能
练习3　某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的 （ ）
A．动能变大，重力势能变大
B．动能变小，重力势能变小
C．动能不变，重力势能不变
D．动能变小，重力势能变大
D
D
练习4　判断下列说法错误的是 ( )
A．只有正在做功的物体具有能量
B．运动的物体都具有动能
C．被举高的物体都具有重力势能
D．发生弹性形变的物体都具有弹性势能
A
2．高挂在枝头的苹果
1．疾驰的汽车
3．拉伸变形的皮筋
练习5　下列物体具有什么形式的机械能？
动能
重力势能
弹性势能
课堂小结
动能大小与什么因素有关？
重力势能大小与什么因素有关？
弹性势能大小与什么因素有关？
根据《中华人民共和国刑法》第二百九十一条之二：
从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的，处一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金。
有前款行为，同时构成其他犯罪的，依照处罚较重的规定定罪处罚。

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