動(dòng)能和勢(shì)能 人教義務(wù)版2

1、動(dòng)能和勢(shì)能【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1說出什么是動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能并能舉例說明2確認(rèn)動(dòng)能、重力勢(shì)能的大小各與哪些因素有關(guān)并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象3體會(huì)研究動(dòng)能、重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)，主要運(yùn)用的“控制變量”法在探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度【主體知識(shí)歸納】1動(dòng)能（1）概念：運(yùn)動(dòng)的物體能夠做功，它們具有的能量叫做動(dòng)能一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能（2）決定動(dòng)能大小的因素：運(yùn)動(dòng)物體的速度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大2重力勢(shì)能（1）概念：高處的物體具有的能量叫重力勢(shì)能（2）決定重力勢(shì)能大小的因素：物體的質(zhì)量越大，位置越高，它具有的重力勢(shì)能就越大3彈性勢(shì)能（1）概念：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量叫彈性勢(shì)能（

2、2）決定彈性勢(shì)能大小的因素：物體的彈性形變?cè)酱?，它具有的彈性?shì)能就越大4機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能【基礎(chǔ)知識(shí)講解】1建立能的初步概念能量簡(jiǎn)稱為能能和功是分不開的“功”是物體具有“能”的外在表現(xiàn)“能”表示物體做功的本領(lǐng)物體具有的“能”越多，物體做功的本領(lǐng)就越大，物體“能夠做的功”就越多在理解“能”的概念時(shí)，應(yīng)特別注重理解“能夠”二字的含義為便于理解“能夠”的含義，現(xiàn)舉兩例：（1）你兜里有伍元錢，就表示你具有購買伍元錢價(jià)值的商品的能力，但并不等于你一定花掉這伍元錢去買到相應(yīng)價(jià)值的商品（2）被舉高的重錘，當(dāng)它在空中不動(dòng)時(shí)，它沒有做功，那么此時(shí)它能夠做功嗎？能我們?cè)囅肴绻劐N落下，就可以把木樁打入地

3、里因此，被舉高的重錘具有能量例1判斷：靜止在高山上的石塊，因?yàn)樗鼪]有做功，所以沒有能量解析：本題考查對(duì)能的概念的理解我們知道，能夠做功的物體具有能，但是，具有能的物體不一定要立即做功，當(dāng)人們需要它做功時(shí)，它就能做功，即使它現(xiàn)在沒有做功，它也具有能當(dāng)石塊從高山上滾下時(shí)，它就能做功，所以石塊具有能，故此說法是錯(cuò)誤的2動(dòng)能的概念是在觀察大量的現(xiàn)象后總結(jié)提煉出來的歸納的方法在以往的物理學(xué)習(xí)中已多次接觸，在這里你能領(lǐng)會(huì)到嗎？動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)？根據(jù)生活常識(shí)和課本上的例子你能推測(cè)一下嗎？關(guān)于決定動(dòng)能大小的因素，課本上通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，主要應(yīng)用了“控制變量”法，也叫“單因子實(shí)驗(yàn)”法閱讀課本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，

4、思考下列問題：（1）讓同一鋼球從斜面的不同高度滾下，看哪次木塊被推得遠(yuǎn)，目的是探究什么？（2）換用不同質(zhì)量的鋼球，讓它們從同一高度滾下，看哪個(gè)鋼球把木塊推得遠(yuǎn)，目的是探究什么？（3）為什么把木塊推得越遠(yuǎn)，就表示鋼球的動(dòng)能越大？（4）回憶一下，這種研究問題的方法以往用到過嗎？（5）要改變物體的動(dòng)能，你有哪些途徑？在學(xué)習(xí)勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)時(shí)，你能否參照動(dòng)能的學(xué)習(xí)方法來進(jìn)行？例2為什么在空中飛行的子彈對(duì)人體有殺傷力，而靜止的相同子彈沒有呢?為什么以相同速度飛行的炮彈比子彈的殺傷力大呢?解析：質(zhì)量和速度是影響物體動(dòng)能大小的兩個(gè)因素，兩者中有一個(gè)不同時(shí)，物體的動(dòng)能大小就不同，做功本領(lǐng)就不同相同的子彈質(zhì)量相同

5、，靜止時(shí)不具有動(dòng)能，不能對(duì)外做功，因而不具有殺傷力；當(dāng)子彈飛行時(shí)具有動(dòng)能，能對(duì)外做功，因而具有殺傷力當(dāng)炮彈和子彈的飛行速度相同時(shí)，因?yàn)榕趶椀馁|(zhì)量大，具有的動(dòng)能大，對(duì)外做功的本領(lǐng)大，殺傷力就大同時(shí)，炮彈爆炸后，形成大量的碎片，均具有較大的動(dòng)能，故殺傷力要比子彈大3決定勢(shì)能大小的因素物體的勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能兩種物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能物體重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量、被舉的高度有關(guān)物體的質(zhì)量越大，高度越高，物體的重力勢(shì)能越大質(zhì)量相等的兩個(gè)物體，位置高的重力勢(shì)能大高度相同的兩個(gè)物體，質(zhì)量大的重力勢(shì)能大要改變物體的重力勢(shì)能，可以改變物體的質(zhì)量，或改變物體被舉高的高度，也可同時(shí)改變

6、物體的質(zhì)量和高度物體的重力勢(shì)能越大，能夠做的功越多由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢(shì)能，其大小與形變程度有關(guān)，物體彈性形變?cè)酱?，它的彈性?shì)能越大物體彈性勢(shì)能越大，能夠做的功越多例3在以下物體中，具有重力勢(shì)能最大的是A放在一樓窗臺(tái)上的質(zhì)量是4 kg的石塊B放在三樓窗臺(tái)上的質(zhì)量是3 kg的陶罐C放在五樓窗臺(tái)上的質(zhì)量是4 kg的盆花D晾曬在五樓窗臺(tái)上的質(zhì)量是1.5 kg的球鞋解析：本題考查重力勢(shì)能的概念及影響重力勢(shì)能大小的因素，與研究影響動(dòng)能大小的因素的方法相同，用控制變量法進(jìn)行比較質(zhì)量相同的物體離地面越高，重力勢(shì)能越大，故A、C比較，C勢(shì)能較大；離地面高度相同的物體，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大

7、，故C、D比較，C勢(shì)能較大；質(zhì)量越大，離地面越高的物體，重力勢(shì)能最大，故B、C比較，C勢(shì)能較大因此答案應(yīng)選4動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能物理學(xué)規(guī)定：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能這表示動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)都屬于機(jī)械能也就是說，動(dòng)能和勢(shì)能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式因此，具有機(jī)械能的物體可以既具有動(dòng)能又具有勢(shì)能，也可以只具有動(dòng)能或只具有勢(shì)能通過今后的學(xué)習(xí)，我們可以知道：動(dòng)能和勢(shì)能之所以統(tǒng)稱為機(jī)械能，是由于動(dòng)能和勢(shì)能都是與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(位置和速度)有關(guān)的能量例4下列說法中，正確的是A在空中飛行的炮彈只有動(dòng)能B停在空中的、用繩拉著的氣球只有重力勢(shì)能C一個(gè)壓在彈簧上的鐵塊具有彈性勢(shì)能D從攔河壩上游向下游的水

8、只有動(dòng)能解析：在空中飛行的炮彈在運(yùn)動(dòng)，它具有動(dòng)能；炮彈在地面上方飛行，它同時(shí)具有重力勢(shì)能選項(xiàng)是錯(cuò)誤的氣球停在空中，它沒有動(dòng)能；氣球離開地面有一定高度，具有重力勢(shì)能因此，認(rèn)為氣球只具有重力勢(shì)能是正確的選項(xiàng)是正確的一個(gè)鐵塊壓在彈簧上，把彈簧壓縮彈簧發(fā)生彈性形變，它具有彈性勢(shì)能雖然彈簧是被鐵塊壓縮的，但不能說鐵塊具有彈性勢(shì)能選項(xiàng)是錯(cuò)誤的從攔河壩流向下游的水在流動(dòng)，具有動(dòng)能；流向下游的水，離下游地面具有不同的高度，水同時(shí)具有重力勢(shì)能選項(xiàng)是錯(cuò)誤的【同步達(dá)綱練習(xí)】1在空中做水平勻速飛行的飛機(jī)，它由于在空中距地面有高度而具有_能，由于運(yùn)動(dòng)而具有_能；它的機(jī)械能_(填“變化”或“不變”)2下列各物體具有什么機(jī)

9、械能?(1)在水平路面上行駛的汽車具有_能(2)被攔河壩擋住的河水具有_能(3)上緊的鐘表發(fā)條具有_能(4)天空中飛行的小鳥具有_能3質(zhì)量較大的喜鵲與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行，如果它們的動(dòng)能相等，那么_飛得快4唐詩中有“黃河遠(yuǎn)上白云間”“不盡長(zhǎng)江滾滾來”的詩句，這動(dòng)人的詩句生動(dòng)、形象地反映了這兩條大河蘊(yùn)藏了大量的_能5下列所畫的連線和知識(shí)結(jié)構(gòu)，不正確的是A關(guān)于本節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)：B關(guān)于各種形式的能及其決定因素C關(guān)于物體及其所具有的機(jī)械能：D關(guān)于能的知識(shí)及研究它所涉及到的科學(xué)方法：6下列說法中，正確的是A質(zhì)量大的物體，具有的重力勢(shì)能一定大B位置高的物體，具有的重力勢(shì)能一定大C被壓縮的彈簧一定對(duì)其他物

10、體做了功D相同高度的兩個(gè)打樁重錘，質(zhì)量大的能夠做的功多7下列關(guān)于能量的說法正確的是A能夠做功的物體具有能量B沒有做功的物體不具有能量C做功多的物體具有的能量一定大D有能量的物體一定在做功8一個(gè)物體受到相互平衡的兩個(gè)力作用而下落時(shí)，它的A動(dòng)能不變B勢(shì)能不變C機(jī)械能不變D無法判定9在研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中：（1）小球動(dòng)能的大小是怎樣比較出來的？（2）要研究動(dòng)能的大小與質(zhì)量是否有關(guān)，應(yīng)怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？（3）要研究動(dòng)能的大小與速度是否有關(guān)，應(yīng)怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？10拉弓射箭，為什么弓拉得越彎，放手時(shí)，箭射得越遠(yuǎn)?【思路拓展題】做一做1物理學(xué)中常用“控制變量法”來研究問題，課本中研究動(dòng)能的大小跟哪

11、些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中便采用了這種方法請(qǐng)仔細(xì)體會(huì)其中的方法，然后設(shè)計(jì)一個(gè)研究重力勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并親自做一做2取一彈簧，一端固定，另一端靠在一小物體上，如圖11所示用手推動(dòng)物體壓縮彈簧，然后放手，觀察小物體運(yùn)動(dòng)的距離改變彈簧的壓縮量，看小物體運(yùn)動(dòng)的距離和前一次有什么不同由此可得出什么結(jié)論?讀一讀“鳥炮彈”和“冰子彈”1962年11月，一架“子爵號(hào)”客機(jī)正在美國(guó)伊利奧特士上空平穩(wěn)地飛行突然，一聲巨響，客機(jī)像投了一顆炮彈似地突然墜落，一場(chǎng)機(jī)毀人亡的悲劇落到了“子爵號(hào)”和它的乘客身上這是怎么回事呢?原來，當(dāng)時(shí)正好有一只天鵝在空中飛翔，這只不幸的天鵝正好跟“子爵號(hào)”飛機(jī)迎面相撞美麗的天鵝頓

12、時(shí)就變成一顆“炮彈”，擊毀了巨大的“子爵號(hào)”飛機(jī)也許你會(huì)感到奇怪：肉乎乎的天鵝質(zhì)量并不大，飛得也不快，怎么會(huì)有這么大的威力呢?我們已經(jīng)知道，運(yùn)動(dòng)的物體由于具有動(dòng)能而能夠做功，動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大，速度越大，具有的動(dòng)能就越大我們還知道，運(yùn)動(dòng)和靜止以及運(yùn)動(dòng)得快慢都是相對(duì)的，那么物體的動(dòng)能也應(yīng)是相對(duì)的如果以飛機(jī)為參照物，天鵝的動(dòng)能是驚人的假設(shè)一架以300 m/s的速度飛行的飛機(jī)，迎頭撞上了一只質(zhì)量為5 kg靜止不動(dòng)的天鵝，可以計(jì)算出天鵝相對(duì)飛機(jī)具有的動(dòng)能為225×103 J這只天鵝對(duì)飛機(jī)所做的功，比質(zhì)量為1000 kg的大石頭從20 高處掉到地上做的功還要大，這簡(jiǎn)直就是一顆“天鵝炮彈”，飛機(jī)怎么能受得了呢?在天空中飛翔的天鵝能像炮彈一樣把飛機(jī)打下來，從高空落下去的冰雹也會(huì)像機(jī)槍射出的子彈那樣，把地里的莊稼打斷，把房頂打穿，甚至把人和牲畜打死小小冰雹哪來這么大的力量呢？請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，查找有關(guān)資料找出答案參考答案【同步達(dá)綱練習(xí)】1.重力勢(shì) 動(dòng) 不變 2.（1）動(dòng) （2）重力勢(shì)（3）彈性勢(shì) （4）動(dòng)能和重力勢(shì) 3.燕子 4.機(jī)械 5.C 6.D 7.A 8.A 9.（1）比較小球推動(dòng)木塊的遠(yuǎn)近 （2）選用質(zhì)量不同的小球，讓它們從同一高度滾下（3）選用質(zhì)量相同的小球，讓它們從不同高度滾下（或者讓同一小球從不