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(共60张PPT)
物理八年级下册 人教版
第十一章 　功和机械能
第3节 　动能和势能
致：老师同学
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ppt共有60张、3段视频，可根据需要选择点播
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2. 视频资源：
①实验视频—《物体的动能跟哪些因素有关1、2、3、4》
②实验视频—《物体的重力势能跟哪些因素有关1、2》
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ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。
新课导入
　　一辆停在楼下的汽车，车顶被砸坏了，但是现场只发现了
一些西瓜皮。大家觉得，轻飘飘的西瓜皮怎么会有这么大的威力，把车顶都砸坏呢？这背后隐藏着什么样的物理知识呢？
学习目标
物理观念
1. 能说出能量与做功的关系。记住能的单位。
2. 初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关现象。
科学思维
1. 通过分析现象和抽象概括建立动能、重力势能、弹性势能的概念，发展科学思维。
2. 能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。
实验探究
在探究动能、势能的大小跟哪些因素有关的实验中，学生能基于生活经验，提出动能、势能相关研究问题，经历实验探究过程，运用转换的方法进行分析论证，提升科学探究能力。
科学态度与责任
1. 在通过探究动能、势能的大小跟哪些因素有关的过程中，
实事求是，提高严谨的科学思维态度。
2. 通过解释生活现象，培养用能量的视角分析实际问题的能力。
重点难点
教学重点
通过实验，探究动能的大小跟哪些因素有关。
科学难点
1. 从做功的角度描述能量，了解能量和做功的关系。
2. 实验探究中，会用转换的方法分析动能、势能的大小。
学习内容
01
能量
02
动能
03
势能
一、能量
第3节 动能和势能
一、能量
思 考
湍急的流水
拉弯的弹弓
高举的重锤
请同学们观察以下场景，思考这些物体的共同特征是什么？
一、能量
　　这些物体虽然形式不同，但似乎都有一种“本领”，
能够对别的物体产生作用。
物体的这种“本领”是什么？
湍急的流水
拉弯的弓
高举的重锤
能把水车
能将子弹
能把桩
推动
弹射出去
打入地里
物体
能量
能够对外
做功
一、能量
1. 能量
（1）定义：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。
（3）能量大小的比较：一个物体能够
做的功越多，表示这个物体的能量就越大。
一、能量
（4）能与功的区别与联系
区别
功是描述力对物体作用过程中取得成效的物理量，是过程量；能是描述一个物体做功本领强弱的物理量，是状态量。
具有能的物体不一定正在做功；
正在做功的物体一定具有能量。
联系
功是能量变化的量度
“能够做功”与“做了功”
物体”能够做功"与”做了功"是两个不同的概念：
“能够做功功”表示物体具有做功的本领，与做不做功没关系；
“做了功”"表示结果，是力经过一段距离后对物体取得了成效。
第3节 动能和势能
二、动能
二、动能
注意看，下面这些物体具有能量吗？他们有什么共同特点？
子弹穿透西瓜，对西瓜做功，子弹具有能量。
雪橇犬能拉动雪橇在雪地中穿行，对雪橇做功具有能量。
白球将红球撞开，白球对红球做功，具有能量。
共同特点：
运动
二、动能
1. 动能
（1）定义：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。
一切运动的物体都具有动能。
流动的风
飞行的飞机
叙述动能的定义时，不能说"运动的物体具有的能叫动能”，因为运动的物体除了有动能外,还可能有其他形式的能量。
二、动能
暴躁的飓风破坏力十足，甚至将大树连根拔起......
温和清缓的微风，给人清晰
自然，十分舒适的感受......
　　同样是运动的风，为什么情况会不一样呢，动能的大小与什么因素有关呢？
思 考
二、动能
2. 实验：物体的动能跟哪些因素有关
【猜想与假设】
①物体运动的速度
②物体的质量
铁锤砸石块时，
铁锤质量越大，
越容易砸碎石块。
风越大，
帆船运动越快。
二、动能
【设计实验】
问题1：怎样比较物体的动能大小？
问题2：实验需要研究的物理量？
通过观察小球推动塑料块移动的距离来判断，距离越远，动能越大。
质量和速度。这是决定物体动能大小的两个关键因素。
问题3：怎样控制小球撞击时的速度？
让小球从斜面的同一高度由静止开始滚下，以保证到达水平面时速度相同。
问题4：物理研究方法？
控制变量法、转化法。
二、动能
【实验方案】
　　如图所示，实验中通过换用不同质量的钢球改变质量；让同一钢球从不同高度处释放下来改受速度。（控制变量法）
　　钢球动能的大小由木块被推动的距离来反映，木块被推动得越远，说明钢球的动能越大。（转换法）
h
s
二、动能
【实验过程】
1.让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始释放，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近如图甲，乙所示关系。
二、动能
速度
小
较大
木块移动的距离
动能
近
远
小
大
结论一：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
越大
越多
二、动能
2.换用质量不同的钢球，从斜面的相同高度处由静止开始释放，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙，丁所示关系。
二、动能
质量
小
大
木块移动的距离
动能
近
远
小
大
结论二：运动速度相同的物体，质量____，物体能够做的功____，表明它的动能____。
越大
越大
越多
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。
【归纳总结】
二、动能
【交流与合作】
将钢球由斜面某一高度静止释放。
①如何使钢球获得动能？
影响：钢球撞击木块后，木块可能滑出，其移动的距离无法确定，
钢球动能的大小无法比较。
②假设水平面绝对光滑，对实验有何影响？如何解决？
解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板，也可在桌上铺上毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能大小。
二、动能
讨论交流
　　在高速路上经常会看到，对不同车型设定了不一样的最高行驶速度，这么做的目的是什么？依据又是什么？
动能大小的决定因素是物体的质量和运动的速度
　　当车辆的质量相等时，车速越快，动能越大，
越难刹住车，所以要时车辆的速度加以限制。
　　当车辆的速度相等时，质量越大，动能也越大，所以大型客车、最赁汽车的限制速度比小型家车的小。
第3节 动能和势能
三、势能
三、势能
观察下面这些物体具有能量吗？他们有什么共同特点？
水库泄洪，放出的水具有极其强大的冲击力，具有能量。
打桩机在工作时，先把“重锤”举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。被举高的重锤能够对桩做功，说明被举高的重锤具有能量。
共同特点：
具有一定高度
三、势能
1. 重力势能
（1）定义：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。
楼上的物品具有重力势能，所以高空抛物很危险！
三、势能
物体动能的大小跟速度、质量有关。
物体的重力势能的大小是否也跟速度、质量有关呢？
三、势能
2. 实验：影响重力势能大小的因素
【提出问题】
物体重力势能跟哪些因素有关
【猜想与假设】
①物体的高度
②物体的质量
手机掉落时的高度越高，越容易摔碎。
山上滚落的石块越大，破坏力越大。
三、势能
【实验方案】
　　如图所示，小桌放置在沙路中镇平的沙面上，让物体以某一高处自由下落撞击小桌，观察小桌下陷得深浅情况，下陷越深说明下落的物体做的功越多（转换法）；
　　改变同一物体的下落高度，然后从同一高度释发不同质量的物体，比较物体对小桌做功的多少（控制变量法）。
三、势能
【实验过程】
1. 让同一个物体从不同的高度自由下落撞击小桌，
比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图甲，乙所示关系。
三、势能
结论一：
质量相同的物体，高度____，物体能够做的功____，
表明重力势能____。
越高
越大
越多
三、势能
1. 让两个质量不同的物体从同一的高度自由下落撞击小桌，
比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图丙，丁所示关系。
三、势能
结论二：
高度相同的物体，质量____，物体能够做的功____，
表明重力势能____。
越大
越大
越多
三、势能
重力是势能的大小与高度、质量有关。
质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；
高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。
【归纳总结】
三、势能
发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。
发生形变的网球拍能将网球弹出，其对网球做了共，具有能量。
发生形变的物体是否具有能量呢？
发生形变的蹦床把人弹起来，弹簧对人做了功，其具有能量。
撑弯的杆将运动员撑起来，对运动员做了功，具有能量。
三、势能
3. 弹性势能
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：
弹弓的形变程度越大，弹头射得越远。
物体的弹性形变程度有关
物体的材料有关
三、势能
4. 势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
动能 势能
重力势能 弹性势能
概念 物体由于运动 而具有的能量 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 物体由于发生弹性形变而具有的能量
决定因素 质量和速度 质量和高度　 弹性形变程度和材料
相同点 都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领。
（1）动能和势能的比较
三、势能
（2）动能和势能的相对性
①物体所处的高度也具有相时性，所以物体所具有的重力势能也具有相时性。
　　放在桌上的课本，相对于地面来说有一定的高度，课本具有重力势能，而课本相时于桌面其高度为0，则课本的重为势能为0。
三、势能
②物体的运动速度大小与选取的参照物有关，即速度大小具有相对性，那么动能的大小也具有相时性，对于不同的参照物来说，同一物体其动能也可能不同。
　　在行驶的汽车中，桌面上的茶杯相对于乘客是静止的，此时茶杯对乘客无害；但是相对于列车外的行人，其速度很大，动能很大，一旦扔出窗外砸到行人就会对行人造成伤害。
四、课堂总结
动能和势能
物体能够对外做功，表示物体具有能量。
能量
定义：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
势能
重力势能
弹性势能
定义：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。
定义：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. 关于功和能的说法正确的是（　　）
A．具有能量的物体一定正在做功
B．物体具有的能量越大，它做的功就越多
C．物体能够做的功越多，它具有的能就越大
D．静止的物体一定不具有机械能
五、练习与应用
C
五、练习与应用
【解析】解：A、能够做功的物体具有能，具有能的物体不一定正在做功，故A错误；
B、物体具有能量大，它可能没做功，例如，静止在高处的石块可以做功，但还未做功，故B错误；
C、物体能够做的功越多，那么它具有的能量一定越大，故C正确。
D、静止的物体一定不具有动能，但可以具有重力势能，例如：静止在高处的石块，因而可以具有机械能，故D错误；
故选：C。
2. 随着高层住宅越来越多，预防高空坠物很有必要。有实验数据表明，一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，
足以砸碎成年人的头骨。针对这一现象，下列四个问题中最有探究价值且易于探究的科学问题是（　　）
A．鸡蛋重力势能的大小跟高度有什么关系？
B．鸡蛋重力势能的大小跟质量有什么关系？
C．物体重力势能的大小跟高度有什么关系？
D．物体重力势能的大小跟哪些因素有关系？
五、练习与应用
C
五、练习与应用
【解析】解：一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨；由此可知，鸡蛋的质量一定，所处的高度越高，落到地面时对外做的功就越多，说明最初鸡蛋具有的重力势能就越大，产生的危害就越大，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是：物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系，故C正确。
故选：C。
3. 如图1所示，汽车的头枕是为了减小汽车在前进时，因_____（选填“车顶”“车底”“车头”或“车尾”）发生碰撞对驾驶员可能造成的伤害；高速公路上的限速标志牌如图2所示，小汽车最高限速比大货车更高的原因是小汽车的_____小。
五、练习与应用
质量
车尾
五、练习与应用
【解析】解：车尾碰撞时，车向前加速运动，人由于惯性保持原来的运动状态，人向后运动，头枕起到保护作用，故汽车的头枕是为了减小汽车在前进时，因车尾发生碰撞对驾驶员可能造成的伤害；动能与质量和速度有关，质量越大，速度的越大，动能越大，小汽车比大货车的质量小，故小汽车最高限速比大货车更高。
故答案为：车尾；质量。
4. 某次运动会，中国选手包揽女子蹦床项目冠、亚军。运动员从蹦床弹起后，在空中先后经过N、S两点，人的重力势能的数据如表所示，不考虑空气阻力，则N、S两点位置分布
可能正确的是（　　）
五、练习与应用
C
五、练习与应用
【解析】解：重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大。运动员从蹦床弹起后，在空中经过N、S两点时质量一定，由表中数据可得N点的重力势能大于S点的重力势能，所以运动员在N点的高度大于在S点的高度，对照各选项可知，只有C选项符合要求。
故选：C。
1. 关于功和能的说法正确的是（　　）
A．具有能量的物体一定正在做功
B．物体具有的能量越大，它做的功就越多
C．物体能够做的功越多，它具有的能就越大
D．静止的物体一定不具有机械能
五、练习与应用
C
五、练习与应用
【解析】解：A、能够做功的物体具有能，具有能的物体不一定正在做功，故A错误；
B、物体具有能量大，它可能没做功，例如，静止在高处的石块可以做功，但还未做功，故B错误；
C、物体能够做的功越多，那么它具有的能量一定越大，故C正确。
D、静止的物体一定不具有动能，但可以具有重力势能，例如：静止在高处的石块，因而可以具有机械能，故D错误；
故选：C。
1．如图所示，用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
六、提升训练
C
六、提升训练
【解析】解：A．地球周围的一切物体都会受到重力作用，在A位置时，小球受到重力作用，故A错误；
B．B位置是弹簧自身长度的位置，此时弹簧弹力为0，但小球由于惯性会继续向上运动，小球只受重力，不是平衡状态，故B错误；
C．从B到C位置过程中，小球速度越来越大，重力G不变，速度v增大，
由　　　　　　可知，重力做功越来越快，故C正确；
D．从D到C过程中，开始时弹簧弹力大于重力，小球所受合力向上，小球速度增大，动能增大；当弹簧弹力等于重力时，速度达到最大，动能最大；从C到A过程中，小球所受合力向下，速度减小，动能减小，所以从D到A位置过程中小球的动能先增大再减小，故D错误。
故选：C。
2．同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图甲所示，B→C→D表示实心球离开手之后到刚好接触地面瞬间的运动轨迹。下列分析正确的是（　　）
A．忽略空气阻力，实心球在A处时人对球的推力与实心球的重力是一对平衡力
B．实心球从C→D下降过程速度变大，惯性增大
C．实心球从A→B的过程中人对球做功
D．实心球从B→C→D过程中动能变化
规律如图乙所示
六、提升训练
C
六、提升训练
【解析】解：A、手的推力与实心球的重力大小不一定相等，方向也不相反，也没有作用在一条直线上，故不是一对平衡力，故A错误；
B、惯性只与质量有关，跟运动速度没有关系，故B错误；
C、实心球从A→B的过程中，小明对实心球施加推力，在力的方向上实心球移动，所以小明对实心球做功，故C正确；
D、实心球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，水平方向上速度不为零，仍然具有动能，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以，动能是先减小，上升到最高点动能达到最小值但不为0，然后又增大；图像大概为：
故D错误。故选：C。
3．某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素，已知物体质量的关系为m1=m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。
（1）本实验是通过______________________来反映物体重力势能大小的；
（2）分析图_______两次实验，得出结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大；
（3）比较图甲、丙两次实验，得出结论：
__________________________________________；
（4）对比图甲、乙、丙三次实验，具有的重力势
能最大的是图_____中的物体。
（选填“甲”“乙”或“丙”）
六、提升训练
木桩进入沙中的深度
甲、乙
当高度一定时，物体质量越大，重力势能越大
乙
六、提升训练
【解析】解：（1）根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反映物体的重力势能大小的。
（2）根据控制变量法，应该控制质量一定，改变高度，故选甲、乙两次实验。
（3）比较图甲、丙两图，可知物体所处高度相同，质量大的，木桩进入沙中的深度更深，故得结论当高度一定时，物体质量越大，重力势能越大。
（4）对比图甲、乙、丙三次实验，乙图中木桩进入沙中的深度最深，故乙图中物体具有的重力势能最大。
故答案为：（1）木桩进入沙中的深度；（2）甲、乙；（3）当高度一定时，物体质量越大，重力势能越大；（4）乙。
4．小华在甲、乙两个不同位置开展跨学科研学活动，如图为研学点附近的等高线图。则（　　）
A．河水由乙流向甲
B．甲处的气压比乙处的大
C．小华在甲处具有的重力势能比乙处大
D．质量为50kg的小华从甲处走到乙处，
重力做了1.5×104J的功
六、提升训练
C
六、提升训练
【解析】解：A、由图可知，甲的位置高于乙的位置，河水会由于受到重力作用，从甲处流向乙处，故A错误；
B、由图可知，甲的位置高于乙的位置，甲处的气压比乙处的低，故B错误；
C、小华的质量不变，甲的位置高于乙的位置，所以小华在甲处具有的重力势能比乙处大，故C正确；
D、质量为50kg的小华从甲处走到乙处，重力做的功为：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×（400m-100m）=1.5×105J，故D错误。
故选：C。

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