【課件】動(dòng)能和勢(shì)能（課件）人教版物理八年級(jí)下學(xué)期

11.3動(dòng)能和勢(shì)能

第十一章功和機(jī)械能RJ八年級(jí)下冊(cè)（2024）滿(mǎn)載游客的過(guò)山車(chē)，在機(jī)械的帶動(dòng)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(shí)而上下翻騰，時(shí)而左搖右擺，時(shí)而駛上高高聳立著的大回環(huán)的頂端……你知道過(guò)山車(chē)的速度為什么有那么多的變化嗎？你知道過(guò)山車(chē)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(guò)實(shí)例從做功的角度描述能量，能說(shuō)出能量與做功的關(guān)系，記住能的單位。2.能利用實(shí)例或?qū)嶒?yàn)初步認(rèn)識(shí)動(dòng)能、勢(shì)能的概念，并能運(yùn)用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。3.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解動(dòng)能、勢(shì)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(chē)準(zhǔn)備外出時(shí)，發(fā)現(xiàn)汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃被砸壞了，于是立即報(bào)警。民警迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)車(chē)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(chē)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(jiān)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(duì)小球

。做了功一、能量流動(dòng)的水推動(dòng)水車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，水對(duì)水車(chē)

。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(duì)

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(shuō)這個(gè)物體具有

（energy），簡(jiǎn)稱(chēng)

。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越

。（2）單位：在國(guó)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(wú)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(huì)砸傷人，墜物具有能量C．臺(tái)風(fēng)把大樹(shù)連根拔起，臺(tái)風(fēng)具有能量D．急流的河水將石頭沖走，河水沒(méi)有能量，石頭具有能量D一、能量區(qū)別功是一個(gè)過(guò)程量，能是一個(gè)狀態(tài)量。功是描述一個(gè)力對(duì)物體的作用過(guò)程中所取得的成效的物理量，它是相對(duì)于一個(gè)過(guò)程而言的；能量是指一個(gè)物體具有能夠?qū)ν庾龉Φ谋绢I(lǐng)。無(wú)論物體有沒(méi)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(shuō)法中正確的是（）A．一個(gè)物體能夠做功，就說(shuō)這個(gè)物體具有能B．一個(gè)物體已做過(guò)的功越多，說(shuō)明這個(gè)物體具有的能越多C．一個(gè)物體做了功，說(shuō)明這個(gè)物體具有能D．用線(xiàn)懸掛著的小球，沒(méi)有做功，所以沒(méi)有能A二、動(dòng)能風(fēng)（流動(dòng)的空氣）具有

；能量二、動(dòng)能運(yùn)動(dòng)的子彈具有

；能量二、動(dòng)能流水具有

。能量二、動(dòng)能歸納：運(yùn)動(dòng)的物體具有能量。二、動(dòng)能1.動(dòng)能物體由于

而具有的能，叫作動(dòng)能（kineticenergy）。一切運(yùn)動(dòng)的物體

動(dòng)能。例如

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

有關(guān)。速度質(zhì)量

（1）

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

不變（取

鋼球），改變鋼球運(yùn)動(dòng)的速度（讓鋼球從斜面的

高度由

滾下，到達(dá)水平面時(shí)的速度不同）。在探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，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(jì)實(shí)驗(yàn)：控制變量質(zhì)量同一不同靜止速度無(wú)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(shí)的速度就相同。二、動(dòng)能二、動(dòng)能（2）

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

，說(shuō)明鋼球具有的動(dòng)能越大。轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)反映鋼球做功的本領(lǐng)越大。二、動(dòng)能1.讓同一個(gè)鋼球分別從不同的高度由靜止開(kāi)始滾下，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的快慢一樣嗎？哪次木塊被撞得遠(yuǎn)？實(shí)驗(yàn)表明，鋼球從高處滾下，高度越高，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度越

，木塊被撞得越

。所以，質(zhì)量相同時(shí)，鋼球的速度越大，動(dòng)能越

。2.讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度由靜止開(kāi)始滾下。哪個(gè)鋼球把木塊撞得遠(yuǎn)？實(shí)驗(yàn)表明，速度相同時(shí)，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(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越

?？爝h(yuǎn)大大大實(shí)驗(yàn)過(guò)程：二、動(dòng)能物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二、動(dòng)能（1）研究對(duì)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(zhǎng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法通過(guò)木塊移動(dòng)的距離判斷鋼球動(dòng)能的大小。（3）實(shí)驗(yàn)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(shí)具有不同的速度，探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系，不是動(dòng)能與高度的關(guān)系。（4）在比較動(dòng)能大小或分析動(dòng)能變化時(shí)，必須同時(shí)考慮物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度這兩個(gè)因素，而不能只考慮其中一個(gè)因素。注意事項(xiàng)：二、動(dòng)能二、動(dòng)能

二、動(dòng)能答：同一車(chē)輛，其速度越大，動(dòng)能越大，越不容易剎住車(chē)，所以要對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的最高行駛速度加以限制，以免發(fā)生交通事故。車(chē)輛速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大，行駛時(shí)危險(xiǎn)性越大，所以大型客車(chē)、載貨汽車(chē)的最高行駛速度比小型客車(chē)的小。例題3.為了有效阻斷病毒的傳播，多地用灑水車(chē)在水平路面上噴灑消毒液，消毒車(chē)勻速前進(jìn)噴灑過(guò)程中，消毒車(chē)的動(dòng)能______（選填“變大”“變小”或“不變”）變小例題4.為了探究物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，用質(zhì)量不同的兩個(gè)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(kāi)始滾下，分別測(cè)出木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離，結(jié)果是s3>s1>s2。(1)該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察_______

_來(lái)判斷____（選填“鋼球”或“木塊”）的動(dòng)能大?。?/p>

(2)用來(lái)研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇________兩圖所示實(shí)驗(yàn)來(lái)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(dòng)能大小與速度的關(guān)系；

(4)實(shí)驗(yàn)中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離，則開(kāi)始時(shí)鋼球的重力勢(shì)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(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將________（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。不能木塊運(yùn)動(dòng)距離的長(zhǎng)短鋼球乙、丙能大于三、勢(shì)能重錘對(duì)土做了功，說(shuō)明高處的重錘具有

；能量三、勢(shì)能鉛球?qū)ι趁孀隽斯?，說(shuō)明被舉高的鉛球具有

；能量三、勢(shì)能歸納：物體離開(kāi)地面一定高度，具有能量。物體處在一定高度且無(wú)支持面時(shí)，由于受到重力作用會(huì)下落，下落過(guò)程中就能對(duì)其下方的物體做功。三、勢(shì)能1.重力勢(shì)能：在地球表面附近，物體由于受到

并處在一定

時(shí)所具有的能，叫作

。重力高度重力勢(shì)能深層理解物體位于高處是一種相對(duì)的說(shuō)法，在沒(méi)有特別指明的情況下，“高度”一般是相對(duì)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(shì)能為零。三、勢(shì)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(gè)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(wú)動(dòng)靜。再比如，大壩蓄水時(shí)，水位越高，開(kāi)閘后奔涌而出的水流就能帶動(dòng)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(shì)能的大??？為什么同樣從高處落下，不同物體帶來(lái)的“效果”差異這么大？三、勢(shì)能猜想與假設(shè)：2.實(shí)驗(yàn)探究：決定重力勢(shì)能的大小因素①重力勢(shì)能是由于物體處在一定高度而具有的能，所以重力勢(shì)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(cè)重力勢(shì)能可能與物體的

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

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

相同，改變高度；探究重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，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(shì)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(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：桌腿較細(xì)，這樣可以在壓力一定時(shí)，通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)，使桌腿更容易陷入沙中。三、勢(shì)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(shì)能①重物的質(zhì)量相等時(shí)，高度大的把小桌子砸人沙子的深度

，說(shuō)明質(zhì)量相等時(shí)，高度大的重物的重力勢(shì)能

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

，說(shuō)明高度相等時(shí)，質(zhì)量大的重物的重力勢(shì)能

。大大三、勢(shì)能物體的重力勢(shì)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(shì)能越大；所處高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢(shì)能越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：三、勢(shì)能例題4.小龍?jiān)谘袑W(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)夯機(jī)（如圖a所示）在打夯時(shí)，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(shì)能可能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確，小龍和科技小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了圖b所示的“模擬打樁”實(shí)驗(yàn)，探究物體重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)。已知物體質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)__能，可以通過(guò)比較_______

___來(lái)判斷物體重力勢(shì)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(shì)能最小；動(dòng)木樁被打入沙中的深度甲(2)通過(guò)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(guò)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(shí)，質(zhì)量越大，具有的重力勢(shì)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(shuō)明物體乙、丙釋放前的重力勢(shì)能相同，你的理由是________

。物體乙、丙對(duì)木樁做的功相同當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體的高度越高，具有的重力勢(shì)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(dòng)能相等，則______飛得慢；如果它們的重力勢(shì)能相等，則______飛得高。（均選填“老鷹”或“麻雀”）老鷹麻雀三、勢(shì)能答：不能。重力勢(shì)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(gè)水電站中水的重力勢(shì)能的大小，不僅要看水位的高度，還要看儲(chǔ)存水的質(zhì)量。僅憑水位高低，不能得出正確結(jié)論。三、勢(shì)能

三、勢(shì)能發(fā)生

形變的撐桿對(duì)運(yùn)動(dòng)員

；說(shuō)明發(fā)生彈性形變的撐桿具有

。能量彈性做了功三、勢(shì)能發(fā)生彈性形變的弓對(duì)箭做了功；說(shuō)明發(fā)生彈性形變的弓具有

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

而具有的能叫作彈性勢(shì)能。深層理解：①并不是只有彈簧具有彈性勢(shì)能，任何物體只要發(fā)生了彈性形變就具有彈性勢(shì)能。②有彈性的物體不一定有彈性勢(shì)能。如：未被拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧就沒(méi)有彈性勢(shì)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(méi)有彈性勢(shì)能。彈性形變?nèi)?、?shì)能動(dòng)能和重力勢(shì)能的大小都有其影響因素，那彈性勢(shì)能的影響因素會(huì)是？三、勢(shì)能射箭時(shí)弓的形變?cè)酱?，箭射得越遠(yuǎn)。（2）影響因素：對(duì)于

，彈性形變?cè)?/p>

，它具有的彈性勢(shì)能就越大。同一物體大物體的材料也會(huì)影響彈性勢(shì)能的大小。例題7.小明看到運(yùn)動(dòng)員拉弓射箭時(shí)，弓拉得越彎，箭射得越遠(yuǎn)。小明猜想：彈性勢(shì)能的大小可能與物體的彈性形變有關(guān)。(1)為驗(yàn)證其猜想是否正確，他設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)（彈簧被壓縮后未超過(guò)其彈性限度）：如圖所示，將同一個(gè)彈簧壓縮___________（選填“相同”或“不同”）的長(zhǎng)度，將小球置于彈簧的右端，松開(kāi)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(shì)能的大?。?2)若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將______（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的，理由是_

；

(3)在此實(shí)驗(yàn)中你猜想：彈性勢(shì)能的大小還與彈簧的___________有關(guān)。材料運(yùn)動(dòng)距離不同不能若水平面絕對(duì)光滑，木塊就會(huì)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法比較木塊移動(dòng)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(yàn)表明，橡皮筋拉得越長(zhǎng)，同樣的“子彈”射得越遠(yuǎn)，這說(shuō)明橡皮筋的彈性勢(shì)能與___

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

和

是常見(jiàn)的兩種勢(shì)能（potentialenergy）。知識(shí)拓展：除了重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能外，常見(jiàn)的勢(shì)能類(lèi)型還有以下幾種：電勢(shì)能、引力勢(shì)能、分子勢(shì)能、核勢(shì)能、化學(xué)勢(shì)能、磁勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能三、勢(shì)能定義決定大小的因素共同特點(diǎn)動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能質(zhì)量、速度具有能的物體都能夠做功，動(dòng)能和勢(shì)能的單位都是焦耳(J)勢(shì)能重力勢(shì)能物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能質(zhì)量、高度彈性勢(shì)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(dòng)能和勢(shì)能的異同點(diǎn)例題9.下列物體既有動(dòng)能又有勢(shì)能的是（）A．靜止在路邊的汽車(chē)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(dòng)能和勢(shì)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(dòng)能定義物體由于運(yùn)動(dòng)