資源簡(jiǎn)介

第3節(jié)　動(dòng)能和勢(shì)能
【知識(shí)重點(diǎn)】
1．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，記住能量的單位．
2．通過(guò)實(shí)例初步認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能的概念并解釋相關(guān)現(xiàn)象．(重難點(diǎn))
3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解動(dòng)能和勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)．
4．具有從能量的角度分析物理問(wèn)題的意識(shí)．
【課程集訓(xùn)】
★知識(shí)點(diǎn) 能量
高速運(yùn)動(dòng)的子彈擊穿蘋(píng)果(如圖甲所示)，高山上的石頭落到地面會(huì)造成破壞(如圖乙所示)，發(fā)生彈性形變的網(wǎng)球拍將網(wǎng)球彈出(如圖丙所示)．這表明運(yùn)動(dòng)的子彈，高山上的石頭和發(fā)生彈性形變的球網(wǎng)都能對(duì)外界做功．物體能夠?qū)ν饨缱龉Γ覀兙驼f(shuō)這個(gè)物體具有能量.高速運(yùn)動(dòng)的子彈具有能量，我們把物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能.高山上的石頭具有能量，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.網(wǎng)球拍由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能.
1. (物理觀念)下列物體具有動(dòng)能的是(C)
A．懸掛在天花板上的吊燈
B．靜止在山頂上的大石頭
C．飛行的飛機(jī)
D．拉開(kāi)的彈弓
2.下列情況中的物體各具有什么形式的能量？
(1)懸掛在天花板上的吊燈具有重力勢(shì)能.
(2)在水平公路上行駛的汽車具有動(dòng)能.
(3)被擰緊的鬧鐘發(fā)條具有彈性勢(shì)能.
(4)窗臺(tái)上的花盆具有重力勢(shì)能.
(5)在空中飛行的飛機(jī)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能.
(6)被跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎的跳板具有彈性勢(shì)能.
　★歸納總結(jié)
1．能量的定義：物體能夠?qū)ν庾龉Γ砻魑矬w具有能量，簡(jiǎn)稱能．
2．能量的單位：焦耳(J)．
3．物體能夠?qū)ν庾龉Γf(shuō)明物體一定具有能量．但具有能量不代表物體正在做功，或物體已經(jīng)做完功，只代表物體具有做功的能力．
4．動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能．
5．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．
6．彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能．
★知識(shí)點(diǎn) 動(dòng)能
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)
猜想與假設(shè)：可能跟物體的質(zhì)量、物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，將鋼球A從高度為h的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)的鋼球A撞擊水平面上靜止的木塊B，將木塊撞出一段距離．在同樣的水平面上，木塊B被撞得越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球A具有的動(dòng)能越大．
(1)如圖甲、乙所示，讓同一鋼球A從不同的高度由靜止?jié)L下，鋼球A到達(dá)水平面的速度不同，木塊B被撞開(kāi)的距離也不同．高度越高，鋼球A到達(dá)水平面的速度越大，木塊B被撞開(kāi)的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球A具有的動(dòng)能越大.這里用到的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法.
小結(jié)：質(zhì)量相同的物體，速度越大，動(dòng)能越大.
(2)如圖丙、丁所示，讓不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止?jié)L下，鋼球到達(dá)水平面的速度相同，質(zhì)量越大的鋼球，木塊被撞開(kāi)的距離越遠(yuǎn).
小結(jié)：速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大.
結(jié)論：物體的動(dòng)能大小跟物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)．物體的速度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大.
1.(科學(xué)探究)(2022 蘇州期中)在“探究物體的動(dòng)能和哪些因素有關(guān)”時(shí)(如圖所示)，同學(xué)們提出了如下猜想：
猜想一：物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)
猜想二：物體動(dòng)能大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)
(1)物體動(dòng)能是指B(填序號(hào))．
A．小車在斜面上時(shí)的動(dòng)能
B．小車撞擊木塊前的動(dòng)能
C．小車撞擊木塊后的動(dòng)能
D．木塊的動(dòng)能
2.如圖所示是“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，讓小球A從斜槽上某點(diǎn)滾下，撞擊在水平面上的木塊B，木塊B移動(dòng)了一段距離．
(1)該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指小球A(選填“小球A”或“木塊B”)的動(dòng)能．其動(dòng)能是通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映的，這里應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法．
(2)實(shí)驗(yàn)表明，讓小球A分別從斜槽不同高度由靜止?jié)L下，高度越大，速度越大，木塊B被撞得越遠(yuǎn)．可得結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，小球的速度越大，動(dòng)能越大．(2)若在圖示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，小明想進(jìn)一步探究動(dòng)能與速度的關(guān)系，正確實(shí)驗(yàn)后，小明發(fā)現(xiàn)木塊被撞擊后移動(dòng)的距離s2A．小車放置的初始位置比圖示的低
B．木塊未放回初始位置就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
C．第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，水平面的粗糙程度比第一次大
(3)為了便于驗(yàn)證猜想二，小麗把小車放在斜面的不同高度由靜止釋放，實(shí)驗(yàn)中小麗發(fā)現(xiàn)，在第三次時(shí)，最終木塊從水平木板的右端滑出，于是小麗用質(zhì)量更大的木塊替換后繼續(xù)完成此次實(shí)驗(yàn)探究．結(jié)果木塊未滑出右端，于是小麗總結(jié)3次實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論．小麗的做法顯然有一定的問(wèn)題，請(qǐng)利用原有器材，幫助小麗給出解決問(wèn)題的辦法減小小車開(kāi)始滑下的高度.
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若木塊與水平木板間無(wú)摩擦則不能得出結(jié)論，原因是根據(jù)牛頓第一定律，木塊將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，無(wú)法比較動(dòng)能的大小.,,,(3)若要探究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)讓不同質(zhì)量的小球從斜槽同一高度由靜止?jié)L下，目的是使小球到達(dá)水平面的速度相同，這里應(yīng)用了控制變量法．
(4)若木塊的重力為1 N，水平移動(dòng)的距離是30 cm，則重力對(duì)木塊做功0J.
(5)木塊在水平面上不能立即停下來(lái)，是因?yàn)槟緣K具有慣性，木塊最終停下來(lái)是因?yàn)槟緣K受到阻(摩擦)力的作用．
(6)如果水平面光滑，則不能(選填“能”或“不能”)完成本實(shí)驗(yàn).
　★歸納總結(jié)
1．一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能，靜止的物體動(dòng)能為零．
2．物體動(dòng)能的大小跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)．物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．所以道路交通對(duì)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行限速限載，且不同車型的機(jī)動(dòng)車限制最高速度不同．
3．探究物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)常考點(diǎn)：
(1)該實(shí)驗(yàn)探究的是鋼球的動(dòng)能大小(不是木塊的動(dòng)能)．
(2)通過(guò)木塊被撞開(kāi)的距離來(lái)反映鋼球的動(dòng)能大小，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法．
(3)通過(guò)控制鋼球在斜槽上的高度來(lái)控制其到達(dá)水平面的速度，應(yīng)用了控制變量法．
(4)在探究速度和質(zhì)量其中一個(gè)因素對(duì)動(dòng)能的影響時(shí)，要控制另一個(gè)因素不變，應(yīng)用了控制變量法．
(5)若水平面是光滑的，木塊會(huì)一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)法通過(guò)比較木塊被撞開(kāi)的距離來(lái)比較動(dòng)能的大小，該實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行．
★知識(shí)點(diǎn) 勢(shì)能
1．演示實(shí)驗(yàn)：探究物體的重力勢(shì)能跟哪些因素有關(guān)
猜想與假設(shè)：可能跟物體的質(zhì)量、物體所處的高度有關(guān)．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，把桌子輕放在沙面上，物體從高處自由下落撞擊桌子，桌子陷入沙中．已知物體的質(zhì)量m(1)該實(shí)驗(yàn)通過(guò)桌子陷入沙子的深度來(lái)反映物體重力勢(shì)能的大小．
(2)由①②兩圖可以探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系，可得結(jié)論：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，物體的重力勢(shì)能越大.
(3)由②③兩圖可以探究重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系，可得結(jié)論：當(dāng)高度一定時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大.
2．如圖甲所示，在使用彈弓將小石頭彈出時(shí)，彈弓橡皮筋被拉得越長(zhǎng)，小石頭被彈出的距離越遠(yuǎn).如圖乙所示，射擊運(yùn)動(dòng)員在射箭時(shí)，總是把弓拉得很彎．由此可見(jiàn)，物體彈性勢(shì)能的大小跟物體的彈性形變程度有關(guān)．
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3.(物理學(xué)與日常生活)(2022 廣東模擬)如圖所示是玩彈弓的情景．經(jīng)驗(yàn)表明，橡皮筋被拉得越長(zhǎng)，同樣的“子彈”被射得越遠(yuǎn)，這說(shuō)明橡皮筋的彈性勢(shì)能與物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān)；若橡皮筋被拉的長(zhǎng)度相同，所用“子彈”的質(zhì)量不同，則“子彈”被射出時(shí)的速度也不相同(選填“相同”或“不相同”)；在此過(guò)程中，橡皮筋對(duì)“子彈”做的功相同(選填“相同”或“不相同”)．,,,變,式,3 (1)疫情期間，某快遞公司用無(wú)人機(jī)進(jìn)行無(wú)接觸配送包裹．無(wú)人機(jī)攜帶包裹勻速上升時(shí)，包裹的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大.(均選填“增大”“減小”或“不變”)
(2)一架救災(zāi)飛機(jī)在空中水平勻速飛行，并不斷地空投救災(zāi)物資，飛機(jī)在空投救災(zāi)物資后，它的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小.(均選填“增大”“減小”或“不變”)
　★歸納總結(jié)
1．物體的勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能．
2．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．
3．重力勢(shì)能的大小跟物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)．質(zhì)量越大、高度越高，物體的重力勢(shì)能越大．
4．彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能．
5．彈性勢(shì)能的大小跟物體的彈性形變程度有關(guān)，彈性形變程度越大，物體的彈性勢(shì)能越大．
【提能訓(xùn)練】
1．(物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展)(2022 玉林)如圖所示，艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛，其在加速上升過(guò)程中(C)
A．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大
B．動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小
C．動(dòng)能增大，重力勢(shì)能增大
D．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小
2．(科學(xué)思維)(2022 廣州海珠區(qū)期末)推拉測(cè)力計(jì)主要由兩個(gè)部件組成，導(dǎo)軌固定在上、下兩端的金屬塊之間，組成部件甲；一根彈簧MN固定在盒子的兩端(彈簧長(zhǎng)度剛好為原長(zhǎng))，組成質(zhì)量忽略不計(jì)的部件乙．老王把部件乙套在甲上，其中彈簧中間O點(diǎn)固定在部件甲的上端(如圖1所示)，部件乙能沿甲的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，用力F把部件乙向下壓，如圖2所示．下壓過(guò)程中(A)
A．OM、ON段的彈簧，彈性勢(shì)能均增大
B．OM、ON段的彈簧，彈性勢(shì)能均減小
C．OM段彈簧的彈性勢(shì)能減少；ON段彈簧的彈性勢(shì)能增大
D．OM段彈簧的彈性勢(shì)能增大；ON段彈簧的彈性勢(shì)能減小
3．(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)“十次車禍九次快，還有喝酒和超載．”這句話形象地說(shuō)明了發(fā)生車禍的原因，汽車在水平公路上行駛的過(guò)程中，超速、超載容易引發(fā)交通事故，對(duì)于引發(fā)交通事故的原因，以下分析不正確的是(B)
A．“快”——物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大
B．“快”——物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，慣性越大
C．“超載”——物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大
D．“超載”——物體的質(zhì)量越大，慣性越大
4．(2022 汕頭期末)疫情防控期間，防疫部門(mén)利用霧炮車對(duì)城區(qū)街道噴灑消毒劑，如圖所示．霧炮車在水平路面勻速前進(jìn)噴灑消毒液的過(guò)程中，霧炮車的動(dòng)能變小，重力勢(shì)能變小(前兩空選填“變大”“變小”或“不變”)．消毒車的輪胎比轎車大得多，其目的是減小(選填“增大”或“減小”)壓強(qiáng)．
第4題圖　　　　第5題圖
5．(2022 揭陽(yáng)期末改編)如圖所示是我國(guó)運(yùn)－20正在給殲擊機(jī)空中加油，假設(shè)此時(shí)的航速恒定為125 m/s，加油過(guò)程中兩機(jī)保持相對(duì)靜止并在水平直線上飛行，則加油過(guò)程中，殲擊機(jī)的動(dòng)能增大，加油機(jī)的重力勢(shì)能減小.(均選填“增大”“減小”或“不變”)

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