【課件】動能和勢能（課件）人教版物理八年級下學(xué)期

11.3動能和勢能

第十一章功和機(jī)械能RJ八年級下冊（2024）滿載游客的過山車，在機(jī)械的帶動下向著軌道的最高端攀行……忽然，它從軌道的最高端飛駛而下，宛如一條蛟龍，時而上下翻騰，時而左搖右擺，時而駛上高高聳立著的大回環(huán)的頂端……你知道過山車的速度為什么有那么多的變化嗎？你知道過山車為什么能夠到達(dá)大回環(huán)的最高處嗎？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能通過實例從做功的角度描述能量，能說出能量與做功的關(guān)系，記住能的單位。2.能利用實例或?qū)嶒灣醪秸J(rèn)識動能、勢能的概念，并能運用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。3.能通過實驗探究，了解動能、勢能的大小跟哪些因素有關(guān)。導(dǎo)入新課近日家住閔行區(qū)的市民李先生下樓取車準(zhǔn)備外出時，發(fā)現(xiàn)汽車的擋風(fēng)玻璃被砸壞了，于是立即報警。民警迅速到達(dá)現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)車身殘留有大量已干涸的西瓜汁，四周也散落了一地瓜皮，初步判斷為高空拋物致車輛損壞。隨后調(diào)取小區(qū)監(jiān)控，很快鎖定并抓獲住在12樓的周某。堅固的擋風(fēng)玻璃居然能被西瓜皮砸壞，這是什么原因呢？一、能量被壓縮的彈簧將小球彈起，彈簧對小球

。做了功一、能量流動的水推動水車轉(zhuǎn)動，水對水車

。做了功一、能量歸納：處于高處的西瓜皮、壓縮的彈簧、流水都能

。這些物體都有對

做功的本領(lǐng)。做功外一、能量2.能量的定義及單位（1）定義：物體

，我們就說這個物體具有

（energy），簡稱

。一般來說，一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越

。（2）單位：在國際單位制中，能量的單位與功的單位相同，也是

（

）。具有做功的本領(lǐng)，但與是否做功無關(guān)。能夠?qū)ν庾龉δ芰磕艽蠼苟鶭例題1：下列關(guān)于能量的敘述不正確的是（）A．拉彎的弓能把箭射得很遠(yuǎn)，弓具有能量B．高空墜物會砸傷人，墜物具有能量C．臺風(fēng)把大樹連根拔起，臺風(fēng)具有能量D．急流的河水將石頭沖走，河水沒有能量，石頭具有能量D一、能量區(qū)別功是一個過程量，能是一個狀態(tài)量。功是描述一個力對物體的作用過程中所取得的成效的物理量，它是相對于一個過程而言的；能量是指一個物體具有能夠?qū)ν庾龉Φ谋绢I(lǐng)。無論物體有沒有做功，只要物體能夠做功或具有做功的本領(lǐng)，它就具有能量。聯(lián)系功是能量變化的量度。能量與功的關(guān)系一、能量例題2．關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A．一個物體能夠做功，就說這個物體具有能B．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多C．一個物體做了功，說明這個物體具有能D．用線懸掛著的小球，沒有做功，所以沒有能A二、動能風(fēng)（流動的空氣）具有

；能量二、動能運動的子彈具有

；能量二、動能流水具有

。能量二、動能歸納：運動的物體具有能量。二、動能1.動能物體由于

而具有的能，叫作動能（kineticenergy）。一切運動的物體

動能。例如

：空中飛行的鷹、地上運動的汽車、高鐵等都具有動能。運動不能錯誤地認(rèn)為“運動的物體所具有的能量都是動能”，因為運動的物體除具有動能外，還可能具有其他形式的能量。都具有二、動能動能的大小跟哪些因素有關(guān)呢？二、動能猜想與假設(shè)：研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)（1）動能是物體由于運動而具有的能，所以動能可能與物體的

有關(guān)。（2）速度相同的足球和鉛球相比，鉛球能夠做的功比足球大得多，推測動能可能與物體的

有關(guān)。速度質(zhì)量

（1）

法的應(yīng)用：既然動能的大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，所以探究動能與速度的關(guān)系時，應(yīng)控制

不變（取

鋼球），改變鋼球運動的速度（讓鋼球從斜面的

高度由

滾下，到達(dá)水平面時的速度不同）。在探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)控制

相同（讓鋼球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下），改變鋼球的質(zhì)量（取質(zhì)量不同的鋼球）。設(shè)計實驗：控制變量質(zhì)量同一不同靜止速度無論鋼球的質(zhì)量是否相同，只要它從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下，它撞擊木塊時的速度就相同。二、動能二、動能（2）

法的應(yīng)用：讓滾下來的鋼球在水平面上撞擊靜止的木塊，木塊移動的距離越

，說明鋼球具有的動能越大。轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)反映鋼球做功的本領(lǐng)越大。二、動能1.讓同一個鋼球分別從不同的高度由靜止開始滾下，鋼球運動到水平面時的快慢一樣嗎？哪次木塊被撞得遠(yuǎn)？實驗表明，鋼球從高處滾下，高度越高，鋼球運動到水平面時速度越

，木塊被撞得越

。所以，質(zhì)量相同時，鋼球的速度越大，動能越

。2.讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下。哪個鋼球把木塊撞得遠(yuǎn)？實驗表明，速度相同時，質(zhì)量越

的鋼球?qū)⒛緣K撞得越遠(yuǎn)。所以，鋼球的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越

?？爝h(yuǎn)大大大實驗過程：二、動能物體的動能與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大。實驗結(jié)論：二、動能（1）研究對象應(yīng)選擇彈性好且不易變形的鋼球。（2）水平面應(yīng)選擇粗糙程度適中的長木板，如果選光滑的平面，木塊被撞出后由于慣性做勻速直線運動，無法通過木塊移動的距離判斷鋼球動能的大小。（3）實驗中，讓鋼球從不同的高度滾下，目的是使它們到達(dá)水平面時具有不同的速度，探究的是動能與速度的關(guān)系，不是動能與高度的關(guān)系。（4）在比較動能大小或分析動能變化時，必須同時考慮物體的質(zhì)量、運動速度這兩個因素，而不能只考慮其中一個因素。注意事項：二、動能二、動能

二、動能答：同一車輛，其速度越大，動能越大，越不容易剎住車，所以要對機(jī)動車的最高行駛速度加以限制，以免發(fā)生交通事故。車輛速度一定時，質(zhì)量越大，動能就越大，行駛時危險性越大，所以大型客車、載貨汽車的最高行駛速度比小型客車的小。例題3.為了有效阻斷病毒的傳播，多地用灑水車在水平路面上噴灑消毒液，消毒車勻速前進(jìn)噴灑過程中，消毒車的動能______（選填“變大”“變小”或“不變”）變小例題4.為了探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)，小明設(shè)計了如下實驗，用質(zhì)量不同的兩個小鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H>h）由靜止開始滾下，分別測出木塊B被撞擊后移動的距離，結(jié)果是s3>s1>s2。(1)該實驗中是通過觀察_______

_來判斷____（選填“鋼球”或“木塊”）的動能大??；

(2)用來研究超載安全隱患時，我們應(yīng)選擇________兩圖所示實驗來進(jìn)行比較；

(3)若將甲、乙兩圖中的木塊均移走，并適當(dāng)調(diào)節(jié)斜面傾角和鋼球釋放高度，________（選填“能”或“不能”）研究物體的動能大小與速度的關(guān)系；

(4)實驗中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運動一段距離，則開始時鋼球的重力勢能________（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊克服摩擦力所做的功；

(5)若水平面絕對光滑，本實驗將________（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。不能木塊運動距離的長短鋼球乙、丙能大于三、勢能重錘對土做了功，說明高處的重錘具有

；能量三、勢能鉛球?qū)ι趁孀隽斯?，說明被舉高的鉛球具有

；能量三、勢能歸納：物體離開地面一定高度，具有能量。物體處在一定高度且無支持面時，由于受到重力作用會下落，下落過程中就能對其下方的物體做功。三、勢能1.重力勢能：在地球表面附近，物體由于受到

并處在一定

時所具有的能，叫作

。重力高度重力勢能深層理解物體位于高處是一種相對的說法，在沒有特別指明的情況下，“高度”一般是相對于地面而言的。在初中階段，通常認(rèn)為地面上的物體具有的重力勢能為零。三、勢能在高樓的窗外，一顆小小的螺絲釘意外掉落，瞬間能把地面砸出一個小坑；而同樣高度落下的一片羽毛，輕飄飄地落在地上卻毫無動靜。再比如，大壩蓄水時，水位越高，開閘后奔涌而出的水流就能帶動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生更多的電。那究竟是什么因素決定了物體重力勢能的大小？為什么同樣從高處落下，不同物體帶來的“效果”差異這么大？三、勢能猜想與假設(shè)：2.實驗探究：決定重力勢能的大小因素①重力勢能是由于物體處在一定高度而具有的能，所以重力勢能可能與物體的位置

有關(guān)。②位置高度相同的足球和鉛球下落到地面，鉛球?qū)Φ孛孀龅墓Ρ茸闱虼蟮枚?，推測重力勢能可能與物體的

有關(guān)。高度質(zhì)量三、勢能（1）轉(zhuǎn)換法：高處落下的鐵塊撞擊小桌后，通過

來反映重力勢能的大小。（2）控制變量法：探究重力勢能與高度的關(guān)系時，控制

相同，改變高度；探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時，控制

相同，改變質(zhì)量。思想方法：桌腿陷入細(xì)沙中的深度質(zhì)量高度三、勢能①把質(zhì)量為m的重物第1次從h高處由靜止釋放，第2次從2h高處由靜止釋放，比較兩次把小桌子砸人沙子的深度。設(shè)計并進(jìn)行實驗：桌腿較細(xì)，這樣可以在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強(qiáng)，使桌腿更容易陷入沙中。三、勢能②將重物都從h高處由靜止釋放，第1次重物質(zhì)量為m，第2次重物質(zhì)量為2m，比較兩次把小桌子砸人沙子的深度。三、勢能①重物的質(zhì)量相等時，高度大的把小桌子砸人沙子的深度

，說明質(zhì)量相等時，高度大的重物的重力勢能

。分析論證：大大三、勢能②重物的高度相等時，質(zhì)量大的把小桌子砸人沙子的深度

，說明高度相等時，質(zhì)量大的重物的重力勢能

。大大三、勢能物體的重力勢能由物體的質(zhì)量和所處的高度共同決定質(zhì)量相同的物體，高度越高，它的重力勢能越大；所處高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢能越大。實驗結(jié)論：三、勢能例題4.小龍在研學(xué)時發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)夯機(jī)（如圖a所示）在打夯時，夯錘的質(zhì)量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龍猜想，物體的重力勢能可能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。為了驗證自己的猜想是否正確，小龍和科技小組的同學(xué)們設(shè)計了圖b所示的“模擬打樁”實驗，探究物體重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)。已知物體質(zhì)量，實驗時，讓物體從木樁正上方某一高度自由下落，將木樁打入沙中。(1)物體下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為___能，可以通過比較_______

___來判斷物體重力勢能的大小，由圖b可判斷：物體_______（選填“甲”“乙”或“丙”）釋放前的重力勢能最??；動木樁被打入沙中的深度甲(2)通過圖b中、兩木樁被打入沙中的深度，可以得出初步結(jié)論：_________；(3)通過圖b中_______兩木樁被打入沙中的深度，可以得出初步結(jié)論：物體下落的高度一定時，質(zhì)量越大，具有的重力勢能越大；(4)由圖b中B、C兩木樁被打入沙中的深度相同，________（選填“能”或“不能”）說明物體乙、丙釋放前的重力勢能相同，你的理由是________

。物體乙、丙對木樁做的功相同當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體的高度越高，具有的重力勢能越大A.C能例題5.老鷹和麻雀在空中飛行。如果它們的動能相等，則______飛得慢；如果它們的重力勢能相等，則______飛得高。（均選填“老鷹”或“麻雀”）老鷹麻雀三、勢能答：不能。重力勢能的大小不僅與物體所處的高度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)。要比較兩個水電站中水的重力勢能的大小，不僅要看水位的高度，還要看儲存水的質(zhì)量。僅憑水位高低，不能得出正確結(jié)論。三、勢能

三、勢能發(fā)生

形變的撐桿對運動員

；說明發(fā)生彈性形變的撐桿具有

。能量彈性做了功三、勢能發(fā)生彈性形變的弓對箭做了功；說明發(fā)生彈性形變的弓具有

。能量三、勢能歸納：發(fā)生彈性形變的物體具有能量。三、勢能2.彈性勢能：（1）定義：物體由于發(fā)生

而具有的能叫作彈性勢能。深層理解：①并不是只有彈簧具有彈性勢能，任何物體只要發(fā)生了彈性形變就具有彈性勢能。②有彈性的物體不一定有彈性勢能。如：未被拉長或壓縮的彈簧就沒有彈性勢能。③形變分彈性形變和塑性形變，發(fā)生塑性形變的物體沒有彈性勢能。彈性形變?nèi)?、勢能動能和重力勢能的大小都有其影響因素，那彈性勢能的影響因素會是？三、勢能射箭時弓的形變越大，箭射得越遠(yuǎn)。（2）影響因素：對于

，彈性形變越

，它具有的彈性勢能就越大。同一物體大物體的材料也會影響彈性勢能的大小。例題7.小明看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠(yuǎn)。小明猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關(guān)。(1)為驗證其猜想是否正確，他設(shè)計了如圖實驗（彈簧被壓縮后未超過其彈性限度）：如圖所示，將同一個彈簧壓縮___________（選填“相同”或“不同”）的長度，將小球置于彈簧的右端，松開后小球碰到同一位置的相同木塊上，分析比較木塊___________，從而比較彈簧彈性勢能的大小；(2)若水平面絕對光滑，本實驗將______（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的，理由是_

；

(3)在此實驗中你猜想：彈性勢能的大小還與彈簧的___________有關(guān)。材料運動距離不同不能若水平面絕對光滑，木塊就會做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠(yuǎn)近，達(dá)不到探究目的例題8.下圖是玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越遠(yuǎn)，這說明橡皮筋的彈性勢能與___

___有關(guān)；若橡皮筋被拉的長度相同，所用“子彈”的質(zhì)量不同，則發(fā)現(xiàn)射出時“子彈”的速度也不同。在此過程中，橡皮筋對“子彈”做的功______（選填“相同”或“不相同”）。彈性形變程度相同三、勢能3.勢能：

和

是常見的兩種勢能（potentialenergy）。知識拓展：除了重力勢能和彈性勢能外，常見的勢能類型還有以下幾種：電勢能、引力勢能、分子勢能、核勢能、化學(xué)勢能、磁勢能重力勢能彈性勢能三、勢能定義決定大小的因素共同特點動能物體由于運動而具有的能質(zhì)量、速度具有能的物體都能夠做功，動能和勢能的單位都是焦耳(J)勢能重力勢能物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能質(zhì)量、高度彈性勢能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能彈性形變程度、材料動能和勢能的異同點例題9.下列物體既有動能又有勢能的是（）A．靜止在路邊的汽車B．被壓縮的彈簧C．高山上靜止的大石D．C919飛機(jī)在飛行D11.3動能和勢能能量定義能夠?qū)ν庾龉Φ奈矬w就具有能量單位焦耳（J）動能定義物體由于運動