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第十章 功與機械能
第3節 動能和勢能
視頻欣賞
新知導入
1.能通過實例從做功的角度，了解能量的概念。
2.知道什么是動能和勢能。
3.能通過實驗了解影響動能、勢能大小的因素。
4.能運用動能和勢能解釋相關的現象。
學習目標
哪些物體能夠對外做功？
一、能量
觀察思考
新知學習
哪些物體能夠對外做功？
觀察思考
2.高掛在枝頭的蘋果
1.疾馳的汽車
5.拉開的弓
3.拉伸變形的皮筋
6.流動的水
4.高舉的重錘
流動的水
能把地面
砸陷
高舉的重錘
能把皮艇
沖走
拉圓的弓
彈射出
能把箭
做功
做功
做功
這些物體能夠對外做功
具有能量
物理學中，如果一個物體能夠對其他物體做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。
1.能量
2.能量大小
物體能夠對外做的功越多，物體具有的能量就越大。
3.能量的單位
焦耳（J）
湍急的流水能推動水車對水車做功，具有能量。
飛行的子彈能穿透蘋果，對蘋果做功，具有能量。
呼嘯的海浪有時會沖壞海堤、推到房子；彈出去的玻璃球能把靜止的球彈的遠遠的……這些現象說明了運動的物體有對其他物體做功的能力，也就是說運動的物體具有能量。
風吹動船帆使船航行，流動的空氣具有能量。
二、動能
觀察思考
物體由于運動而具有的能量叫做動能。
一切運動的物體都具有動能。
小鳥和飛機迎面相撞時，能量大到足以擊落飛機，那么物體的動能大小跟哪些因素有關呢？
猜想：汽車速度越大，出事故時破壞就越嚴重；一輛汽車以同一速度運動，重載比空載時出事故更嚴重，因此動能的大小可能與物體的速度、質量等因素有關。
1.定義
2.影響動能大小的因素
物體動能的大小跟那些因素有關
【實驗方法】
質量一定，動能大小與速度的關系
質量一定，動能大小與質量的關系
(1)控制變量法
(2)轉化法：
小球動能的大小不能直接顯示,可以通過木塊被撞擊后移動距離的遠近來反映,木塊被推得越遠,說明鋼球對木塊做的功越多,鋼球的動能越說明小球的動能越大。
實驗探究
【實驗步驟】
(1)探究動能大小與質量的關系
讓 的鋼球，先后從 高度滾下，觀察鋼球推動木塊的距離。
不同質量
同一
結論： 物體的動能與物體的 有關， 越大，物體的動能越大。
運動速度
速度
從同一高度滾下是為保證小球到達平面的速度一樣。
讓 鋼球A，先后從斜面 高度滾下，觀察鋼球將木塊推動的距離。
(2)探究動能大小與速度的關系
同一
不同
結論：物體的動能與物體的 有關， 越大，物體的動能越大。
運動速度
速度
運動物體的質量越大，速度越大，動能就越大。
①質量相同時，速度越大的物體具有的動能越大；
②速度相同時，質量越大的物體具有的動能越大。
【實驗結論】
用物理學的術語解釋，為什么要對機動車的行駛速度進行限制？
為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不同？
機動車的行駛速度越大,動能就越大,越不容易剎車,所以要對車輛的速度加以限制,以免發生交通事故。
不同車型的車, 速度相同,質量越大,動能越大,越不容易剎車,所以大型客車的限制速度比小型客車更小。
觀察思考
物體的質量和它的速度都能影響物體的動能。請你研究小資料的數據，能不能看出：質量和速度相比，哪個對物體動能的影響更大？
觀察思考
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10 m高處落下的磚塊 約2.5×103 行駛的小轎車 約2×105
分析：對比行走的牛和飛行的子彈的動能，可見：物體的速度對動能的影響更大。
重力勢能：物體由于處于一定的高度所具有的能叫做重力勢能。
水滴石穿，表明位于高處的水具有能量。
從高空落下的隕石把地面砸出一個大坑.表明位于高處的隕石具有能量。
舉高的重錘能具有重力勢能，把木樁打入地下
物體具有的重力勢能的多少跟什么因素有關呢？
問題
三、勢能
1.重力勢能
探究方法：
控制變量法
對比法
如圖所示：(1)讓同一重物從不同的高度降落砸在小桌子上;
(2)讓質量不同的重物從相同的高度降落砸在小桌子上;
觀察桌子腿陷入沙中的深度，來比較重物重力勢能的大小。
猜想：
重力勢能的大小跟物體被舉高度和物體質量有關。
實驗步驟：
轉換法：通過小桌陷入沙子的深度來反映重力勢能的大小。
實驗結論：
①質量相同時，越高的物體具有的重力勢能越大。
②高度相同時，質量越大的物體具有的重力勢能越大。
彈性勢能：物體因發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。
發生彈性形變的物體產生的彈力可以做功，具有能量。
壓彎的跳板具有彈性勢能
拉彎的弓具有彈性勢能
發生形變的網球拍具有彈性勢能
2.彈性勢能
一切發生彈性形變的物體都具有彈性勢能。
彈性勢能的大小與彈性物體的彈性以及形變的程度有關；同一物體，彈性形變越大，彈性勢能越大。
弓的形變越大,箭射得越遠,
弓具有的彈性勢能越大.
彈簧壓縮程度越大,砝碼被彈起得
越高.彈簧具有的彈性勢能越大.
（1）勢能：人們將重力勢能、彈性勢能這類能統稱為勢能。
3.勢能
（2）動能、勢能等各種能的單位與功的單位相同。
在國際單位制中，功的單位是焦（J），能的單位也是焦（J）。
異同點 動能 勢能 重力勢能 彈性勢能
不同點 形成原因 物體由于運動而具有的能量 物體由于處于一定 高度所具有的能
物體因發生彈性形變
而具有的能
特點 一切運動的物體都具有動能 一切被舉高的物體都具有重力勢能 一切發生彈性形變的物體都具有彈性勢能
決定因素 質量和速度 　質量和高度　 彈性形變程度、材料
相同點 都是能量的一種具體形式,都具有做功的本領 比較動能和勢能的異同
動能和勢能
能量
物體能夠對其他物體做功，表示這個物體具有能量
動能
物體由于運動而具有的能量
影響因素：質量、速度
勢能
重力勢能
彈性勢能
物體由于處于一定的高度所具有的能
影響因素：質量、高度
物體因發生彈性形變而具有的能
課堂小結
1.如圖所示，一顆子彈快速擊穿紙牌瞬間的照片，子彈之所以能快速擊穿紙版，是因為子彈具有較大的( )
A．功 B．動能
C．重力勢能 D．彈性勢能
B
隨堂練習
2.關于重力勢能，下列說法正確的是（ ）
A．大鐵錘的重力勢能一定比小鐵球的重力勢能大
B．大鐵錘的重力勢能可能比小鐵球的重力勢能小
C．大鐵錘的重力勢能不可能為零
D．小鐵球的質量如果較小，它就不具有重力勢能
B
3.某同學騎自行車上坡時，速度越來越慢，則車和人的（ ）
A．動能變大，重力勢能變大
B．動能不變，重力勢能不變
C．動能變小，重力勢能變大
D．彈性勢能
D
4.在“探究物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們做了如圖2所示三個實驗，將小球沿著同一斜面由靜止釋放，并與同一水平面上的同一木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止。請回答下列問題：
（1）實驗中所探究的“物體的動能”是指________（選填“小球”或“木塊”）在_______（選填“A”、“B”或“C”）位置的動能；
（2）由實驗_______和實驗_______（選填“甲”、“乙”或“丙”）可知：物體的動能大小與物體的速度大小有關。
甲
乙
丙
C
小球
甲
乙

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