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第十一章 功和機械能
第3節 動能和勢能
人教版 物理 八年級 下冊
2013年6月2日中午，一幕真實版“憤怒的
小鳥”在江蘇鎮江附近上演，與小鳥相撞
的是一列高鐵。“砰”的一聲悶響后，小
鳥當場死亡，高鐵擋風玻璃則出現大面積
開裂，被迫檢修并換車。平時小鳥撞到我們房子的玻璃上，玻璃安然無恙，而高鐵的玻璃強度是非常高的，那么小鳥撞到高鐵的玻璃上為什么會撞碎玻璃呢？這種力量哪里來的呢？
1. 了解能量的概念和單位，知道物體做功的實質；理解動能、勢能的概念，能判斷生活中常見的物體是否具有動能和勢能。
2. 通過實驗，了解動能、重力勢能、彈性勢能的大小分別與什么因素有關，并能解釋簡單的現象。
知識點 1
能
湍急的流水能推動水車，
高速運動的子彈能擊穿靶體，
颶風能吹倒大樹、
泥石流摧毀房屋……
流水、子彈、颶風、泥石流都做了功。
物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。
一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。
能量的單位與功的單位相同，也是焦耳。
知識點 2
動 能
運動的保齡球打在木瓶上，木瓶被撞開，保齡球對木瓶做了功。
表明保齡球具有能量。
物體由于運動而具有的能，叫做動能。
一切運動的物體都具有動能。
那么，動能大小由什么因素決定？
探究：物體的動能與哪些因素有關
猜想：動能大小可能與物體運動速度、物體質量……有關。
B被推得越遠，A對B做的功就越多，A的動能也就越大。
轉換法
控制變量法
實驗設計：鋼球從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運動。運動的鋼球A碰上物體B后，能將B推動一段距離。
鋼球從高處滾下，高度h越高，鋼球運動到底部時越________(快、慢)，物體B被撞得越遠。所以，質量相同時，鋼球的速度越大，動能越 _______。
快
大
速度相同時，質量越_______的鋼球能將物體B 撞得越遠 。所以，鋼球的速度相同時，質量越大，動能越 ________。
大
大
物體動能的大小跟速度、質量有關。
質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；
運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也越大。
實 驗 結 論
討論：如圖為高速公路限速牌，請用物理學術語解釋。
答:物體的速度大,動能就大,不容易剎車,容易造成交通事故。
答：質量大，動能就大，所以大客車的限速要比小汽車的低。
2. 為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不一樣？
1. 為什么要對機動車的行駛速度進行限制？
根據數據推斷，質量和速度相比，哪個因素對物體的動能影響更大？
速度
一些物體的動能
物體 動能/J 物體 動能/J
拋出去的籃球 約30 跑百米的運動員 約3×103
行走的牛 約60 飛行的步槍子彈 約5×103
從10m的高處落下的磚塊 約2.5×102 行駛的小汽車 約2×105
小資料
知識點 3
重力勢能
例子：高山上的石頭、
舉高的鐵錘、
從高樓扔下的物體……
物體由于被舉高而具有的能量，叫重力勢能。
打樁機工作時，高高舉起的重錘落下時，可以把樁打入地里，重錘對樁做了功。
這說明高處的重錘具有能量。
說一說：知道這些安全警示牌表示什么含義？
當心吊物　　　　當心落物　　 必須戴安全帽
探究：影響重力勢能大小的因素
猜想
設計實驗
A:將不同質量的重錘，舉高到同一高度后讓其自由下落，觀察每次木樁下陷的程度。
B:將同一重錘舉高到不同高度后讓其自由下落，撞擊木樁，觀察每次木樁下陷的程度。
物體重力勢能可能跟_____________與_______________有關。
“控制變量法”
被舉高的高度
物體的質量
“轉換法”
物體被舉高度一定，質量越大，重力勢能越大；
物體質量一定，被舉得越高，重力勢能越大。
水力發電站要想發出更多的電來，就要想辦法儲存更多的水，將水位提得更高，也就是盡量使水的重力勢能更大。
知識點 4
彈性勢能
上緊的發條
被壓彎的跳板
被拉彎的弓
物體由于發生彈性形變而具有的能量，叫彈性勢能。
發生形變的物體在恢復形變時可以做功，它們也具有能量。
物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。
例1（2019 長沙）如圖，小海在研究“物體的動能與哪些因素有關”時，將質量為m的小鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放，鋼球運動到水平面時，將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。小海的部分實驗數據和現象記錄如下：
（1）上述3次實驗中，第
______次實驗鋼球滑到斜
槽底端時動能最大；
（2）上述實驗數據表明：
當速度一定時，鋼球的質
量越大，動能越_______，這個結論可用于解釋汽車________（選填“超速”或“超載”）帶來的危害。
實驗次數 1 2 3
鋼球質量m/g 20 40 60
鋼球下落高度h/cm 20 20 20
木塊滑行距離s 近 較遠 遠
3
大
超載
連接中考
例2（2019 郴州）一架飛機在高空中水平勻速飛行，向災區投放救災物資。該飛機在此過程中 （　　）
A．動能不變
B．動能減小
C．重力勢能不變
D．重力勢能增大
B
高度不變
速度不變
質量減小
連接中考
例3（2018 廣元）小蘇同學的物理興趣小組準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關”。他們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關。
他們的實驗裝置如圖所示，把彈簧放在水平面上，其左端固定在墻上，AO等于彈簧原長，水平面O點左側光滑，右側粗糙。將物體M從O點壓縮彈簧到P點，
然后由靜止釋放，當物體M
運動到O點與彈簧分開，最
終運動到Q點靜止。請補充
完成他們的探究過程：
連接中考
（1）彈簧彈性勢能的大小是通過_______________________來衡量的。
（2）探究彈簧彈性勢能與彈簧長度變化量的關系，應該選用__________（選填“相同”或“不同”）彈簧進行實驗，并先后改變____________之間的距離，測出OQ的距離，重復實驗，測量多組數據并記錄。
（3）小蘇的實驗小組經過多次實驗得出了結論。在上面的實驗中，他們運用到了轉換法和____________________兩種物理思想方法。
物體M被彈出的距離
相同
AP
控制變量法
連接中考
1.下列說法中錯誤的是 (　　)
A. 拉彎的弓能將箭射出，所以拉彎了的弓具有能量
B. 高空墜物會砸傷人，墜物具有能量
C. 流動的空氣能帶動風車、推動帆船，所以流動的空氣具有能量
D. 急流的河水將石頭沖走，河水沒有能量，石頭具有能量
D
基礎鞏固題
2. 一個彈簧既能被拉長也能被壓縮,關于彈簧的彈性勢能,下列說法正確的是 (　　)
A. 彈簧被拉長比被壓縮時的彈性勢能小
B. 彈簧被壓縮時沒有彈性勢能
C. 彈簧被拉長與被壓縮時的彈性勢能不可能相等
D. 無論彈簧被拉長還是被壓縮，在一定范圍內彈簧形變越大，
具有的彈性勢能越大
D
基礎鞏固題
3.一跳傘運動員跳離飛機,當降落傘張開后,他開始勻速下降,此時他的重力勢能將____________,他的動能將____________。(均選填“增大”“減小”或“不變”)
減小
不變
基礎鞏固題
4. 將體積相等的實心鉛球和鐵球放在同一水平桌面上,則鉛球的重力勢能　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)鐵球的重力勢能(以地面為參考面,ρ鉛>ρ鐵)。現將鉛球斜向上方拋出落至地面,此現象表明力是改變物體　_____　　　的原因,此過程中鉛球的動能變化是____________　　　　。
大于
先減小后增大
運動狀態
基礎鞏固題
如圖所示,在探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗中,小陽用同一實驗裝置，讓從斜面上滾下的小鋼球鉆入水平面上的硬紙盒,完成以下實驗。
能力提升題
(1)通過比較甲、乙兩次實驗中硬紙盒被推的遠近,可以得出結論:質量相同時物體的____________越大,動能越大。對比甲、乙兩次實驗還可以得出：質量相同時，物體位置越高，重力勢能_________。在甲、乙兩次實驗中，硬紙盒所受滑動摩擦力_________（選填
“相同”或“不
同”）
速度
越大
相同
能力提升題
(2)如果做乙圖實驗時,硬紙盒被撞后滑出木板掉落,為防止因此造成硬紙盒損壞,需改進乙圖實驗,再與甲圖實驗對比。在不改變木板長度的情況下,應采用以下_____方法(填寫正確選項前的字母)。
A. 換用質量更小的鋼球
B. 給水平木板鋪上毛巾
C. 適當降低鋼球的高度
D. 換用一個較重的硬紙盒
C
能力提升題
(3)若要探究影響動能大小的另一因素,具體的操作方法是：選擇兩個________不同的鋼球,從同一斜面相同高度由靜止滑下。
(4)小陽在原硬紙盒的上
表面粘上砝碼,設計了如
圖丙所示實驗,探究影響
滑動摩擦力大小的因素,
通過比較甲、丙兩次實驗
可得出：滑動摩擦力與_________有關。
質量
壓力大小
能力提升題
作業
內容
教材作業
完成課后“動手動腦學物理”練習
自主安排
配套練習冊練習

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