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第3節 動能和勢能
第十一章 功和機械能
1.了解能量的概念和單位，知道物體做功的實質。
2.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。
3.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。
　　一輛車停在某高層住宅的樓下，車頂遭到損毀，警察在現場只看到了一些碎的西瓜皮。經過分析，原來“罪魁禍首”正是這些西瓜皮。
　　堅固的車頂居然能被西瓜皮擊壞，這是什么原因呢？
湍急的流水
能推動水車
高處落下的西瓜
可以砸壞車玻璃
壓縮的彈簧
能將小車推動
處于高處的西瓜、壓縮的彈簧、流水都能對外做功，所以他們都具有能量。
知識點一：能量
1.定義
一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量就越大。
物體能夠對外做功，表示這個物體具有能量。“能量”簡稱“能”，用符號 “E”表示。
2.單位
焦耳，簡稱“焦”，用符號 “J”表示。
物體只要具有做功的本領，它就具有能，與當時是否正在做功無關
注意
1.定義：
物體由于運動而具有的能叫動能。
飛馳的汽車發生碰撞
球場上奔跑的運動員撞人
知識點二：動能
想一想，動能的大小與什么因素有關？
控制變量法、轉換法
【猜想與假設】
【實驗方法】
（1）速度一定、改變質量，比較動能大小
（2）質量一定、改變速度，比較動能大小
研究物體的動能跟哪些因素有關
動能大小可能與速度有關、質量有關
小球A 的動能大小可用物塊B被撞出的距離來表示。
探究一：物體的動能大小與速度的關系
獲取動能：
使同一小球從不同高度斜面上釋放獲得速度
比較動能：
【實驗過程】
【實驗記錄】
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}實驗序號
速度
塑料塊移動的距離
動能
1
小
近
小
2
較大
較遠
較大
3
最大
最遠
最大
　　質量相同的物體，運動的速度 _____，物體能夠做的功________，表明它的動能________。
越大
越多
越大
【實驗結論】
小球A 的動能大小可用物塊B被撞出的距離來表示。
探究二：物體的動能大小與質量的關系
獲取動能：
使不同質量小球從同一斜面上釋放獲得速度
比較動能：
【實驗過程】
【實驗記錄】
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}實驗序號
質量
塑料塊移動的距離
動能
1
小
近
小
2
較大
較遠
較大
3
最大
最遠
最大
　　速度相同的物體，物體的質量 _____，物體能夠做的功________，表明它的動能________。
越大
越多
越大
【實驗結論】
　　為什么要對機動車的最高行駛速度進行限制？為什么在同樣的道路上，對不同車型會設定不一樣的最高行駛速度？
交通標志牌
車型不同，車的質量也不同。運動速度相同的物體，質量越大，動能越大，危險性越大。同一道路，不同的車型有不同的最高行駛速度。
想想議議
物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能。
湖北丹江口水庫大壩泄洪
高舉的重錘
1.重力勢能
知識點三：勢能
重力勢能大小可能與物體的質量質量有關
重力勢能大小可能與所處的高度有關
控制變量法、轉換法
【猜想與假設】
【實驗方法】
（1）高度一定、改變質量，比較重力勢能大小
（2）質量一定、改變高度，比較重力勢能大小
研究物體的重力勢能跟哪些因素有關
【實驗設計】
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。
A實驗記錄
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}實驗序號
質量
木樁下陷的程度
高度
1
100g
小
40cm
2
200g
大
40cm
B實驗記錄
{F8B58294-7C98-454F-8B8E-5373267BDF32}實驗序號
質量
木樁下陷的程度
高度
1
200g
小
20cm
2
200g
大
40cm
高度相同時，物體的質量越大，具有的重力勢能越大
質量相同時，物體的位置越高，具有的重力勢能越大
結論
物體的重力勢能與物體的質量和它所在位置的高度有關。質量相同時，越高的物體具有的重力勢能越大。高度相同時，質量越大的物體具有的重力勢能越大。
我國的烏東德水電站的攔河拱壩高 270 m。
水電站滿負荷發電時，一天的發電量就可以滿足
30 萬人 1 年的生活用電。
　　我國葛洲壩水電站的攔河壩高 70 m。有人
說前者水的重力勢能比后者的大，這樣的說法
對嗎？
烏東德水電站的
攔河拱壩
　 物體的重力勢能影響因素是物體的質量和高度，所以只考慮高度忽
略質量的分析是不對的。
思考討論
2.彈性勢能
物體由于發生彈性形變而具有的能叫作彈性勢能
拉彎的弓
拉彎的竿
影響彈性勢能大小的因素：形變程度、材料
3. 勢能：重力勢能和彈性勢能統稱為勢能。
物體能夠對外做功，表示物體具有能量。
能量
動能
物體由于運動而具有的能。
影響因素：物體的速度和質量。
動能和勢能
重力勢能
勢能
彈性勢能
在地球表面附近，物體由于受到重力
并處在一定高度時所具有的能。
影響因素：物體的質量和高度。
物體由于發生彈性形變而具有的能。
影響因素：物體彈性形變程度和材料。
　　1.請你判斷下列物體具有哪種形式的能量：
在水平公路上行駛的汽車
1
懸掛在天花板上的吊燈
2
在空中飛行的飛機
3
被拉開的彈弓
4
重力勢能和動能
重力勢能
動能
彈性勢能
2.流動著的水、風、張開的弓都可以對別的物體做功，說明它們都具有能。那么關于功和能，下列說法正確的是( )
A. 靜止的物體不具有能
B. 沒有做功的物體不具有能
C. 具有能的物體一定在做功
D. 能夠做功的物體一定具有能
D
3.判斷下列說法正確的是( )
A．速度大的球一定比速度小的球動能大
B．同一輛車運動速度越大動能就越大
C．子彈的速度比火車的速度大，所以子彈動能就比火車動能大
D．平直公路上勻速行駛灑水的灑水車動能不變
B
4.如圖所示，在“探究影響重力勢能大小的因
素”實驗中，有三個實心的、大小相同的鐵
球A、鐵球B和塑料球C，球A、C 離沙地高度
相同。現讓三個球同時由靜止釋放，球落到
沙地上的狀態如圖中虛線球所示。可以判斷
出___球釋放前的重力勢能最大；比較球A、C 可得出影響重
力勢能大小的因素是___________；比較球A、B 可得出的結
論是________________________________________。
?
A
質量大小
質量相同時，物體的高度越大，重力勢能越大

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