資源簡介

(共49張PPT)
1.知道什么是動能、重力勢能、彈性勢能、機械能.
2.知道動能、重力勢能、彈性勢能的大小分別跟哪些因素
有關.
3.知道動能、重力勢能、彈性勢能可以相互轉化，并能通
過具體事例說明自然界中機械能相互轉化的現象.
4.通過探究動能和勢能的大小分別跟哪些因素有關，學會
運用控制變量研究問題的方法.
1. 做功與能量的關系
情 境 _______________________ 發生形變的 跳板能將運 動員彈起 _______________________________ 被拉開的 弓能將箭 射出 __________________________ 從高處下落 的重錘能將 樁打入土中 _________________________
流動的水能
推動水車
分 析 發生形變的 跳板能夠對 運動員做功 被拉開的 弓能夠對 箭做功 從高處下落 的重錘能夠 對樁做功 流動的水能
夠對水車做
功
歸 納 物體能夠對別的物體做功（ 表示物體具有做功的本 領，但不一定“做了功”）,我們就說這個物體具有能 量或能 2.對能量的理解
（1）能量是表示物體做功本領強弱的物理量.
（2）物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大.
（3）當物體對外做了功，物體具有的能量就會減少.
3.能量的單位：與功的單位相同，在國際單位制中，功的
單位是焦耳，能量的單位也是焦耳.
4.能與功的區別與聯系
區別 功是一個過程 量，能是一個 狀態量 功是描述力對物體作用過程中取得
的成效的物理量，是相對于一個過
程而言的；能是描述一個物體做功
本領強弱的物理量，是一個狀態量
具有能量的物體不一定做功，而正在做功的物體 一定具有能量 聯系 功是能量變化的量度 典例1 下列關于功和能的說法，正確的是( )
C
A.物體具有的能量越大，它做的功就越多
B.具有能量的物體一定正在做功
C.正在做功的物體一定具有能量
D.物體不做功就沒有能量
[解析] 物體具有的能量越大，做的功不一定越多，
如讓力氣大的人推火車，沒有推動，人不做功； 一
個物體具有能量，只能說明物體具有做功的本領，但并
不能說明物體已經做了功或正在做功； 一個物體如
果能夠對外做功，我們就說它具有能量，所以正在做功
的物體一定具有能量； 物體不做功不一定沒有能量.
1. 運動的物體是否具有能量
情境 _______________________ 滾動的保齡球擊 倒球瓶 ___________________________________ 河水把沙石沖走 ___________________________
風吹著帆船移
動
分析 運動的球對球瓶 做功 流動的水對沙石 做功 流動的空氣對
帆做功
歸納 運動著的物體具有能量 2.動能：物體由于運動而具有的能叫做動能（不能表述成
“運動物體具有的能”，因為運動物體具有的可能不僅僅是
動能）.一切運動的物體都具有動能,如空中飛行的小鳥、
地上行駛的汽車等.
3.實驗：探究動能的大小與哪些因素有關
設計 實驗 與制 訂方 案 如圖所示，利用該裝置探究小球的動能與速度及質量的關系.實驗中我們讓同一小球從不同高度處滾下來改變速度的大小，通過換用不同質量的小球來改變質量.小球的動能由木塊被推動的距離來反映（轉換法），木塊被推動得越遠，說明小球對木塊做的功就越多，小球具有的動能越大
獲 取 與 處 理 信 息 （1）如圖甲所示，讓同一小球分別從斜面上 處和 處由靜止滾下，并推動靜止在水平面上的木塊，比較兩次木塊被推的距離.通過比較可以發現，小球從 處由靜止滾下時，速度更大，木塊被推得更遠.
__________________________________________________________________
甲
獲取 與處 理信 息 （2）如圖乙所示，讓質量不同的小球先后從同一高度處由靜止滾下，使其推動靜止在水平面上的木塊，比較兩次木塊被推的距離.通過比較可以發現，質量不同的小球從同一高度由靜止滾下時，速度相同；質量大的小球滾下時木塊被推得更遠
乙
分析 與論 證 （1）同一小球由靜止滾下時的速度越大，能做的
功越多，具有的動能越多.
（2）不同質量的小球由靜止滾下的速度相同時，
質量越大的小球能做的功越多，具有的動能越多.
（3）物體的動能與速度和質量有關，速度越大，
質量越大，它的動能也越大
4.對動能的理解
一切運動的物體都具有動能，物體的動能由物體的質量
和運動的速度決定，在討論物體動能大小時，必須同時
分析兩個因素.例如，一顆子彈的速度大于火車的速度，
但子彈的動能不一定比火車的動能大，因為子彈的質量
比火車的質量小得多；也不能因為火車的質量比子彈的
質量大得多，就認為火車的動能一定比子彈的動能大，
例如當火車的速度為零時，動能也為零，其動能一定比
飛行的子彈小.
教材拓展
動能的相對性
物體的運動速度大小與選取的參照物有關，即速度大小
具有相對性，那么動能的大小也具有相對性.同一運動物
體相對于不同參照物的動能一般是不同的.例如，疾馳的
列車中，對乘客而言，桌面上放著的茶杯靜止，對乘客
無害，但是相對于列車外的行人，茶杯速度很大，動能
很大，一旦擲出窗外可能會對行人造成嚴重的傷害.
典例2 （多選） 下列物體中，具有動能的是( )
BD
A.停在站臺上的火車 B.風馳電掣的過山車
C.靜止在地面上的足球 D.騰空而起的長征火箭
[解析] 物體由于運動而具有的能叫動能. 停在站臺上
的火車，處于靜止狀態，不具有動能； 風馳電掣的
過山車，處于運動狀態，具有動能； 靜止在地面上
的足球，處于靜止狀態，不具有動能； 騰空而起的
長征火箭，處于運動狀態，具有動能.
1.重力勢能
（1） 高處的物體是否具有能量
情境 _________________________________ 被升高的重錘下落撞擊木 樁，從而將木樁打入地里 _______________________________
從高空落下的隕石把
地面砸出一個大坑
分析 被升高的重錘下落時能對 木樁做功 高空中的隕石下落時
能對地面做功
歸納 高處的物體具有能量 輯作答空間順序
（2）重力勢能：物理學中，把高處的物體由于受重力作
用而具有的能（不能表述成“高處的物體具有的能”，因為
高處的物體具有能可能不僅僅是重力勢能）叫做重力勢
能.編輯作答空間順序
2.實驗探究重力勢能的大小與哪些因素有關
設計 實驗 與制 定方 案 將小木樁置于沙面上，讓重物從某一高度處自由
下落撞擊小木樁，小木樁被打入沙中的深度越
深，重物具有的重力勢能越大.改變同一物體的下
落高度，或從同一高度釋放不同質量的物體，比
較小木樁被打入沙中的深度
獲取 與處 理信 息 （1）讓重物從 處自由下落將小木樁打入沙中，如甲所示；讓重物從
處自由下落將小木樁
打入沙中，如乙所示.由甲、乙
可知重物從 處自由下落時
將小木樁打入沙中的深度更深.
獲取 與處 理信 息 （2）讓重物從 處自由下落將小木
樁打入沙中，如丙所示，由甲、丙可知重物 從
處自由下落時將小木樁打入沙中的深度更深
________________________________________
分析 與論 證 （1）同一重物從不同高度落下，高度越高，對小
木樁做功越多，具有的能量越多.
（2）不同重物從同一高度落下，質量越大，對小
木樁做功越多，具有的能量越多.
（3）物體的位置越高，質量越大，它具有的重力
勢能就越大
教材拓展
重力勢能的相對性
物體所處的高度具有相對性，則物體所具有的重力勢能
也具有相對性.例如，放在書桌上的課本，相對于地面來
說有一定的高度，具有重力勢能，而相對于桌面其高度
為0，重力勢能為0.在初中階段，如無特別說明，一般認
為放在地面上的物體重力勢能為0.
3.彈性勢能
（1） 發生彈性形變的物體是否具有能量
情境 _______________________ 被壓彎的撐竿能把運 動員彈得很高 __________________________
被拉開的彈弓能把“子彈”打
出去
分析 撐竿對運動員做了功 彈弓的橡皮條對“子彈”做了
功
歸納 發生彈性形變的物體具有能量
（2）彈性勢能：物體發生彈性形變（不能表述成“發生
彈性形變物體具有的能”，因為發生彈性形變的物體具有
的能可能不僅僅是彈性勢能）而具有的能叫做彈性勢能.
（3）影響彈性勢能大小的因素:彈性形變程度和彈性強度
①對同一物體，它的彈性勢能取決于其彈性形變的大小；
物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大.
②對不同的物體，彈性形變大小相同時，其彈性勢能一
般不同.
③只有發生彈性形變的物體才具有彈性勢能，不是發生
形變的物體都具有彈性勢能.
（4）彈性勢能的應用：彈性勢能的應用很廣泛，如拉彎
的弓具有彈性勢能，可以將箭射出去；帶有發條的機械
手表和玩具車利用了發條的彈性勢能；撐竿跳高運動中，
撐竿起跳上升過程中利用了竿的彈性勢能等.
4.勢能：重力勢能和彈性勢能統稱為勢能.
典例3 （廣元中考節選）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，等于彈簧原長，水平面 點左側光滑，右側粗糙.
將物體從點壓縮彈簧到 點，然后由靜止釋放，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：
（1）彈簧彈性勢能的大小是通過___________________
來衡量的.
物體被彈出的距離
（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 的距離，重復實驗，測
量多組數據并記錄.
相同
[解析] 探究的是彈性勢能和彈簧長度變化量之間的關系，
根據控制變量的思想，必須使用相同的彈簧，改變彈簧
長度變化量，則要先后改變 間的距離.彈簧彈性勢能的
大小通過彈簧推動物體 在粗糙表面上運動距離的遠近來
體現，所以必須測出 間的距離.為了使結論具有普遍性，
應改變彈簧長度變化量，即 間的距離，多測幾組數據.
1.機械能
（1）定義
物體的動能和勢能統稱為機械能（機械能動能勢能）.
機械能與其他形式的能一樣，單位都是焦耳.
（2）對機械能的理解
一個物體可以只有動能（如水平路面上行駛的汽車），
也可以只有勢能（如天花板上的吊燈 ），還可以既有動
能又有勢能（如飛行的飛機），都稱為物體具有機械能.
2.動能和勢能的轉化
（1）研究動能與勢能的相互轉化
情境探 究 _將小球拉至點由靜止釋放，
小球加速擺至點，由于慣
性再減速擺至點，到 點
速度為零，之后再經過點回到 點（因空氣阻力，實際上小球不能回到 點），不斷往復
能量轉化分析 單擺運動可分為下降段和上升段,動能和勢能
轉化情況如表
________________________________________________________________________________
實驗結論 物體具有的動能與勢能是可以相互轉化的
（2） 動能與勢能轉化的應用
①過山車中的能量轉化
.過山車沿軌道上升過程中：速度減小，動能減小；重心
升高，重力勢能增大；動能轉化為重力勢能.
.過山車沿軌道下降過程中：重心降低，重力勢能減小；
速度增大，動能增大；重力勢能轉化為動能.
②蹦床中的能量轉化
.小孩下落時：小孩重心降低，重力勢能減小，速度增大，
動能增大；小孩的重力勢能轉化為動能.
.小孩壓蹦床：小孩速度減小，動能減小，小孩重心降低，
重力勢能減小；蹦床彈性形變增大，彈性勢能增大；小
孩的動能和重力勢能轉化為蹦床的彈性勢能.
.蹦床恢復原狀：蹦床彈性形變減小，彈性勢能減小；小
孩速度增大，動能增大，小孩重心升高，重力勢能增大;
蹦床的彈性勢能轉化為小孩的動能和重力勢能.
.小孩離開蹦床繼續上升：小孩速度減小，動能減小，重
心升高，重力勢能增大；小孩的動能轉化為重力勢能.
（3）對機械能轉化的理解
①機械能的轉化是一個“此消彼長”的過程.當某一種形式
的機械能減少時，另一種形式的機械能增加，那么第一
種形式的機械能轉化為第二種形式的機械能.
②能量的轉化可以發生在同一個物體上，也可以發生在
不同的物體之間.例如，自由下落的小球，能量的轉化發
生在小球上；而人在玩蹦床時，能量的轉化發生在人和
蹦床之間.
典例4 皮球從手中落到地上，又彈跳起來.在皮球落向地
面的過程中，________能轉化為____能；皮球撞擊地面
發生形變的過程中，____能轉化為________能；皮球形
變逐漸減小直至恢復原狀的過程中，________能轉化為
____能；皮球離開地面上升的過程中，____能轉化為
_________能.（均選填“動”“重力勢”或“彈性勢”）
重力勢
動
動
彈性勢
彈性勢
動
動
重力勢
[解析]
3.機械能守恒
（1）在單擺來回擺動的過程中，隨著時間的推移，單擺
擺動的幅度越來越小，最后會停下來；在玩蹦床時，人
被蹦床彈起的高度都比前一次低；這是因為受到空氣阻
力的作用.有摩擦等阻力時，在動
能與勢能的相互轉化中，機械能會減少.
（2）如果沒有空氣阻力和摩擦，單擺會以相同的擺幅一
直擺動下去；人每一次被蹦床彈起的高度都會一樣，即
機械能的總量保持不變.
物體的動能和勢能在相互轉化的過程中，
由于存在摩擦等阻力，機械能的總量會不斷減少；若不
計摩擦等阻力，機械能的總量會保持不變.
4.機械能與其他形式的能的轉化
類型 實例 分析
機械能轉化為其 他能 水力發電 機械能轉化為電能
風力發電 機械能轉化為電能
其他能轉化為機 械能 電風扇工作 電能轉化為機械能
太陽帆飛船 光能轉化為機械能
典例5 （呼和浩特中考）如圖所示，海
天同學將小球由 點靜止釋放，小球在
管道內沿運動，段和 段內壁光
滑，段內壁粗糙， 點略高于c點，b點
與 點等高.下列說法正確的是 ( )
B
A.從到 的過程中，小球重力勢能不變
B.小球在、 兩點的動能可能相等
C.從到的過程中，小球運動到 點時，動能最大
D.從到 的過程中，小球機械能守恒
[解析] 點略高于點，從點到 點的過程中，小球重力勢能
先變小，后變大，點的重力勢能大于 點的重力勢能，A錯
誤；段和段內壁光滑，所以小球從 點到點的過程中機
械能守恒，段內壁粗糙，小球從點到 點要克服摩擦阻力
做功，小球的機械能減小，D錯誤；小球在點的機械能大于
在點的機械能，小球在 點的重力勢能大于在點的重力勢
能，因此、 兩點的動能可能相等，B正確；點與點等高，
點與 點的重力勢能相同，但小球在點的機械能小于在 點
的機械能，故小球在點的動能大于在 點的動能,C錯誤.

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