第十一章

功和機(jī)械能第三節(jié)

動(dòng)能和勢(shì)能素養(yǎng)目標(biāo)1新課講解3課程導(dǎo)入2經(jīng)典例題4總結(jié)歸納5課堂練習(xí)6目錄物理觀念1.通過對(duì)動(dòng)能、勢(shì)能的學(xué)習(xí)，初步建立能量的觀念2.知道動(dòng)能和勢(shì)能，能通過實(shí)驗(yàn)了解影響動(dòng)能、勢(shì)能大小的因素3.能運(yùn)用動(dòng)能和勢(shì)能解釋相關(guān)的現(xiàn)象科學(xué)思維1.根據(jù)生活中的具體實(shí)例，分析得出能量與做功的關(guān)系2.在實(shí)驗(yàn)探究的過程中加強(qiáng)轉(zhuǎn)換法、控制變量法的理解與運(yùn)用?3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推理得出動(dòng)能的大小與物體質(zhì)量和速度的關(guān)系素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)探究探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)，猜想重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能相關(guān)的影響因素，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，通過交流反思，最終能夠進(jìn)行清晰地表述?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任具有從能量的角度分析物理問題的意識(shí)通過科學(xué)探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，養(yǎng)成尊重事實(shí)，探索真理的科學(xué)態(tài)度素養(yǎng)目標(biāo)課程導(dǎo)入

一輛車停在某高層住宅的樓下，車頂遭到損毀，警察在現(xiàn)場(chǎng)只看到了一些碎的西瓜皮。經(jīng)過分析，原來“罪魁禍?zhǔn)住闭沁@些西瓜皮。堅(jiān)固的車頂居然能被西瓜皮砸壞，這是什么原因呢？一、能量湍急的流水能推動(dòng)水車，水對(duì)水車做了功。飛行的子彈能穿透蘋果，對(duì)蘋果做功，具有能量。滾動(dòng)的保齡球被舉高的重錘被拉彎的弓能夠?qū)ν庾龉Φ奈矬w具有能量。1.一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說它具有能量。2.一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。3.單位:焦耳簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是J流動(dòng)的水具有能量流動(dòng)的水推動(dòng)皮筏山頂?shù)木奘哂心芰繚L下的巨石砸毀路面拉彎的弓具有能量拉彎的弓把箭射出區(qū)別功是一個(gè)過程量，能是一個(gè)狀態(tài)量功是描述力對(duì)物體作用過程中取得的成效的物理量，是相對(duì)于一個(gè)過程而言的；能是描述一個(gè)物體做功本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量，是一個(gè)狀態(tài)量具有能量的物體不一定做功，而正在做功的物體一定具有能量聯(lián)系功是能量變化的量度二、動(dòng)能扔出去的保齡球能夠撞到許多靜止的球瓶大力拋出的鉛球可以飛很遠(yuǎn)大量實(shí)例說明，物體動(dòng)能的變化和力對(duì)物體做的功密切相關(guān)研究物體的動(dòng)能離不開對(duì)力做功的分析結(jié)論（1）猜想與假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究：物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)運(yùn)動(dòng)速度物體的質(zhì)量①鉛球初速度越快，擲得越遠(yuǎn)，猜想動(dòng)能可能與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。②同樣速度的小轎車和貨車，貨車剎停需要的時(shí)間更長(zhǎng)、距離更遠(yuǎn)，猜想動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。①控制變量法：控制質(zhì)量相同來探究動(dòng)能與速度的關(guān)系；控制速度相同來探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系。②轉(zhuǎn)換法：動(dòng)能不能直接測(cè)量，我們根據(jù)被撞擊木塊運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近來反映鋼球動(dòng)能的大小。木塊被推得越遠(yuǎn)，說明鋼球的動(dòng)能越大。結(jié)論（3）實(shí)驗(yàn)步驟①讓質(zhì)量不同的鋼球從斜面的同一高度處由靜止開始滾下，滾下后推動(dòng)木塊移動(dòng)，比較兩次木塊被推距離的遠(yuǎn)近。點(diǎn)擊播放視頻②讓同一鋼球從斜面的不同的高度處由靜止開始滾下，滾下后推動(dòng)木塊移動(dòng)，比較兩次木塊被推距離的遠(yuǎn)近。點(diǎn)擊播放視頻同一鋼球從高處滾下，高度越高，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面越___，

木塊B被撞得越__

，鋼球?qū)ν庾龉υ絖_，具有的動(dòng)能越___。質(zhì)量相同時(shí)，鋼球的速度越大，動(dòng)能越______?？齑筮h(yuǎn)大多速度相同時(shí)，質(zhì)量越___的鋼球能將物體B撞得越遠(yuǎn)，鋼球?qū)ν庾龉υ?/p>

，具有的動(dòng)能越_____。速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越____。大大大多動(dòng)能大小可能與速度有關(guān)動(dòng)能大小可能與質(zhì)量有關(guān)生活物理

某段道路的標(biāo)志牌顯示：小型客車最高行駛速度不得超過100km/h；大型客車、載貨汽車最高行駛速度不得超過80km/h

請(qǐng)你用物理知識(shí)解釋，為什么要對(duì)機(jī)動(dòng)車的最高行駛速度進(jìn)行限制？為什么在同樣的道路上，對(duì)不同車型會(huì)設(shè)定不一樣的最高行駛速度？交通標(biāo)志牌質(zhì)量相同的物體，速度越大，動(dòng)能越大速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能也越大三、勢(shì)能在地球表面附近，物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能，叫做重力勢(shì)能。重力勢(shì)能

我國的烏東德水電站的攔河拱壩高270m。水電站滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)，一天的發(fā)電量就可以滿足30萬人1年的生活用電。我國葛洲壩水電站的攔河壩高70m。有人說，前者水的重力勢(shì)能比后者的大。能夠這樣簡(jiǎn)單地得出結(jié)論嗎？為什么？烏東德水電站的攔河拱壩觀察以下這幾張圖中的物體有什么共同點(diǎn)掰彎直尺撐桿拉彈弓鍛煉器械拉弓

彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。壓縮或拉伸彈簧時(shí)，外力要克服彈力做功，彈簧的彈性勢(shì)能增加形變量彈性勢(shì)能影響彈性勢(shì)能的因素動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，下列關(guān)于動(dòng)能的說法正確的是（）A．動(dòng)能只與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)

B．質(zhì)量相同的物體，速度越小動(dòng)能越大

C．速度相同的物體，質(zhì)量越大動(dòng)能越小

D．動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系D經(jīng)典例題答案：D解析：AD、動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系，故A錯(cuò)誤、D正確B、質(zhì)量相同的物體，速度越小動(dòng)能越小，故B錯(cuò)誤。C、速度相同的物體，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，故C錯(cuò)誤。下列物體既有勢(shì)能又有動(dòng)能的是（）A．教室的燈管

B．拉長(zhǎng)的橡皮筋

C．馬路上行駛的汽車

D．飛行的小鳥D經(jīng)典例題答案：D解析：解：A、教室的燈管靜止的，只有重力勢(shì)能，故A不符合題意；B、拉長(zhǎng)的橡皮筋，發(fā)生了彈性形變，只具有彈性勢(shì)能，故B不符合題意；C、馬路上行駛的汽車，有質(zhì)量，有速度，具有動(dòng)能；汽車是在水平公路上，沒有被舉高，不具有重力勢(shì)能，故C不符合題意；D、在飛行的小鳥，有質(zhì)量，有速度，又在高空，既具有動(dòng)能又具有重力勢(shì)能，故D符合題意。高空拋物被稱為“懸在城市上方的痛”，這是因?yàn)楦咛幍奈矬w具有較大的（）A．彈性勢(shì)能 B．重力勢(shì)能 C．體積 D．阻力B經(jīng)典例題答案B解析：“高空拋物”說明物體一開始所處的高度很高，根據(jù)影響重力勢(shì)能的因素可知，一定質(zhì)量的物體，高度越高，物體的重力勢(shì)能越大，在下落過程中將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能就越多，危害就會(huì)越大。故選：B。動(dòng)能勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能與

和

有關(guān)與

和

有關(guān)與

大小有關(guān)能量物體由于

而具有的能物體由于

而具有的能物體由于發(fā)生

而具有的能運(yùn)動(dòng)速度質(zhì)量高度高度質(zhì)量彈性形變彈性形變課堂練習(xí)1.下列關(guān)于能的說法中，錯(cuò)誤的是（）A．正在地面上滾動(dòng)的足球具有動(dòng)能

B．正在二樓教室上課的同學(xué)們相對(duì)于地面具有重力勢(shì)能

C．將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，彈簧測(cè)力計(jì)具有了彈性勢(shì)能

D．動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都與物體的質(zhì)量有關(guān)D1.答案：D解析：解：A、在地面上滾動(dòng)的足球處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以具有動(dòng)能，動(dòng)能多少與足球質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，故A正確；B、正在二樓教室上課的同學(xué)們相對(duì)于地面具有一定高度，所以具有重力勢(shì)能，故B正確；C、將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，彈簧發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢(shì)能，故C正確；D、動(dòng)能、重力勢(shì)能都與物體的質(zhì)量有關(guān)，彈性勢(shì)能與彈性形變的程度有關(guān)，故D錯(cuò)誤。2.一輛灑水車在馬路上勻速前進(jìn)并灑水，它的動(dòng)能（）A．不變 B．變小 C．變大 D．無法判斷B2.答案：B解析：解：灑水車在馬路上勻速前進(jìn)并灑水時(shí)，速度不變，而質(zhì)量不斷減小，所以動(dòng)能不斷變小。故選：B。3.為響應(yīng)“綠色環(huán)保，低碳出行”的號(hào)召，我們常騎自行車出行。騎行中若剎車減速，則（）A．車的慣性變小

B．車的動(dòng)能變大

C．車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變

D．車圈受到的閘皮的滑動(dòng)摩擦力變大D3.答案：D解析：解：A、騎行中若剎車減速，自行車質(zhì)量不變，慣性不變，故A錯(cuò)誤；B、騎行中若剎車減速，質(zhì)量不變，速度變小，動(dòng)能變小，故B錯(cuò)誤；C、騎行中若剎車減速，速度發(fā)生了變化，則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，故C錯(cuò)誤；D、騎行中若剎車減速，閘皮對(duì)車圈的壓力變大，接觸面的粗糙程度不變，車圈受到的閘皮的滑動(dòng)摩擦力變大，故D正確。4.如圖所示，用同樣大小的力作用在甲、乙兩根完全相同的彈簧上，則關(guān)于它們彈性勢(shì)能的大小關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．甲彈簧的彈性勢(shì)能大

B．乙彈簧的彈性勢(shì)能大

C．兩彈簧的彈性勢(shì)能一樣大

D．以上三種情況均有可能C4.答案：C解析：用同樣大小的力作用在甲、乙兩根完全相同的彈簧上，則甲、乙彈簧的形變程度相同，所以兩彈簧的彈性勢(shì)能一樣大。故選：C。5.質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)小球，從同一高度自由下落經(jīng)過如圖所示的位置，不考慮空氣阻力。下列說法正確的是（）