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1、人教版物理人教版物理 八年级八年级(下下)第3节 动能和势能一、能量一、能量1.1.定义定义物体能够物体能够_，表示这个物体具有能量，简称，表示这个物体具有能量，简称_。物体能够做的功越多，具有的能量就物体能够做的功越多，具有的能量就_。2.2.单位单位_，简称，简称_，符号，符号_。对外做功对外做功能能越大越大焦耳焦耳焦焦J J【名师点拨名师点拨】物体能够做功是指物体具有做功的本领，并不代表物体能够做功是指物体具有做功的本领，并不代表物体正在做功；物体具有能量的大小可以用物体能够做功的多少物体正在做功；物体具有能量的大小可以用物体能够做功的多少来衡量。来衡量。二、动能二、动能1.1.定义定义
2、物体由于物体由于_而具有的能。而具有的能。2.2.决定因素决定因素_和和_。（1 1）质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能就）质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能就_。（2 2）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就_。运动运动速度速度质量质量越大越大越大越大三、势能三、势能1.1.重力势能重力势能（1 1）定义：）定义：_物体所具有的能。物体所具有的能。（2 2）决定因素：物体所处的）决定因素：物体所处的_和物体的和物体的_。质量相同的物体，位置越高，重力势能质量相同的物体，位置越高，重力势能_。高度相同的物体，质量越大，重力势能高度相同的
3、物体，质量越大，重力势能_。高处高处高度高度质量质量越大越大越大越大2.2.弹性势能弹性势能（1 1）定义：物体由于发生）定义：物体由于发生_而具有的能量。而具有的能量。（2 2）决定因素：）决定因素：_。物体的弹性形变越大，弹性势能物体的弹性形变越大，弹性势能_，反之，弹性势能，反之，弹性势能_。弹性形变弹性形变弹性形变的程度弹性形变的程度越大越大越小越小 探究物体的动能跟哪些因素有关探究物体的动能跟哪些因素有关在实验中，注意观察水平面上的物体被推动的距离与钢球质量和在实验中，注意观察水平面上的物体被推动的距离与钢球质量和速度的关系，并结合速度的关系，并结合“实验：探究物体的动能跟哪些因素有
4、关实验：探究物体的动能跟哪些因素有关”，思考以下问题：，思考以下问题：1.1.动能的大小可能与多个因素有关，在实验中用到的物理方法是动能的大小可能与多个因素有关，在实验中用到的物理方法是_、_。提示：提示：动能的大小与物体的质量和速度有关。探究动能的大小与动能的大小与物体的质量和速度有关。探究动能的大小与质量有关时，保持物体的运动速度不变，改变物体的质量；探究质量有关时，保持物体的运动速度不变，改变物体的质量；探究动能大小与速度有关时，保持物体的质量不变，改变物体的运动动能大小与速度有关时，保持物体的质量不变，改变物体的运动速度。当两个因素都发生变化时，无法判断是哪个因素影响动能速度。当两个因
5、素都发生变化时，无法判断是哪个因素影响动能的大小，所以要运用控制变量法。在实验中利用物体被撞出的距的大小，所以要运用控制变量法。在实验中利用物体被撞出的距离的远近判断物体动能的大小，将不易观察的动能用易观察的物离的远近判断物体动能的大小，将不易观察的动能用易观察的物体运动来体现，这是转换法的利用。体运动来体现，这是转换法的利用。参考答案参考答案:控制变量法控制变量法 转换法转换法2.2.如何比较从斜面上滚下的钢球具有的动能的大小？如何比较从斜面上滚下的钢球具有的动能的大小？提示：提示：从斜面上滚下的钢球碰上物体时，能够推动物体前进一段从斜面上滚下的钢球碰上物体时，能够推动物体前进一段距离，对物
6、体做功，物体被推动的距离越远，钢球做的功就越多，距离，对物体做功，物体被推动的距离越远，钢球做的功就越多，说明具有的动能就越大。说明具有的动能就越大。参考答案参考答案:比较物体被撞距离的远近来判断钢球具有的动能的大比较物体被撞距离的远近来判断钢球具有的动能的大小。物体被撞得越远，说明钢球的动能越大。小。物体被撞得越远，说明钢球的动能越大。3.3.当同一钢球从不同的高度滚下时，变化因素是当同一钢球从不同的高度滚下时，变化因素是_,_,可探究可探究动能与动能与_的关系。的关系。提示：提示：保持钢球的质量不变，从斜面的不同高度滚下，使钢球在保持钢球的质量不变，从斜面的不同高度滚下，使钢球在水平面上运
7、动的速度不同，观察到在斜面上放得越高的钢球将物水平面上运动的速度不同，观察到在斜面上放得越高的钢球将物体推得越远。体推得越远。参考答案：参考答案：速度速度 物体速度物体速度4.4.为什么让质量不同的钢球从斜面同一高度滚下？这是为了探究为什么让质量不同的钢球从斜面同一高度滚下？这是为了探究动能与哪个物理量的关系？动能与哪个物理量的关系？提示：提示：让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，保持物体在水让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，保持物体在水平面上运动的速度相同，改变物体的质量，观察到质量越大的钢平面上运动的速度相同，改变物体的质量，观察到质量越大的钢球将物体推得越远。球将物体推得越远。参考
8、答案：参考答案：控制物体在水平面上运动的速度相同控制物体在水平面上运动的速度相同 质量质量【归纳提升归纳提升】影响动能的两个因素：质量和速度。质量越大，速影响动能的两个因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。度越大，动能越大。【针对训练针对训练】小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。（1 1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A A处和处和B B处开处开始向下
9、运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。移动一段距离后静止，如图甲所示。甲甲（2 2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B B处开始向下处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中：上述甲、乙两组实验中：乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的
10、是使两球到达水平面时，具有相同的到达水平面时，具有相同的_。选用图甲探究的是动能与选用图甲探究的是动能与_的关系，理由是：两球的关系，理由是：两球_相等；得出的结论是相等；得出的结论是_。选用图乙探究的是动能与选用图乙探究的是动能与_的关系，得出的结论是的关系，得出的结论是_。物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法。本实验中运用了两种研究方法，一是变量法。本实验中运用了两种研究方法，一是_法；二是法；二是转换法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。转换法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。【教你解
11、题教你解题】分析题目关键点分析题目关键点关键点关键点1 1：利用方法：控制变量法。：利用方法：控制变量法。关键点关键点2 2：两两对比分析甲、乙两图的变量和不变量。：两两对比分析甲、乙两图的变量和不变量。【精讲精析精讲精析】图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的速度。目的是使两球到达水平面时，具有相同的速度。图甲中两小球图甲中两小球的质量相等，从不同高度滚下，它们到达水平面时的速度不同，的质量相等，从不同高度滚下，它们到达水平面时的速度不同，高度大的速度大，所以图甲探究的是动能与速度的关系。质量相高度大的速度大，
12、所以图甲探究的是动能与速度的关系。质量相等时，速度越大，把纸盒撞击得越远，小球的动能越大。等时，速度越大，把纸盒撞击得越远，小球的动能越大。图乙图乙是让不同质量的两个小球从同一高度滚下，两球到达水平面时，是让不同质量的两个小球从同一高度滚下，两球到达水平面时，具有相同的速度，所以图乙探究的是动能与质量的关系。质量大具有相同的速度，所以图乙探究的是动能与质量的关系。质量大的小球把纸盒撞击得远，做的功多，它的动能大。的小球把纸盒撞击得远，做的功多，它的动能大。速度和质量速度和质量都影响动能大小，应采用控制变量法。都影响动能大小，应采用控制变量法。答案：答案：（2 2）速度速度 运动速度运动速度 质
13、量质量 物体质量一定时，物体质量一定时，运动速度越大，动能越大运动速度越大，动能越大 质量质量 运动速度一定时，物运动速度一定时，物体质量越大，动能越大体质量越大，动能越大 控制变量控制变量 正确理解动能、势能的影响因素正确理解动能、势能的影响因素（1 1）动能、势能的异同。）动能、势能的异同。项项 目目动动 能能势势 能能重力势能重力势能弹性势能弹性势能不不同同点点相相 同同 点点运动运动位于高处位于高处发生弹性形变发生弹性形变质量和速度质量和速度质量和所处高度质量和所处高度弹性形变程度弹性形变程度都是能量的一种具体形式；都具有做功的本领都是能量的一种具体形式；都具有做功的本领;单位都是焦耳
14、单位都是焦耳产生原因产生原因影响因素影响因素（2 2）在判断动能和势能的大小改变时，注意分析质量、速度和）在判断动能和势能的大小改变时，注意分析质量、速度和高度、弹性形变的大小变化，不能根据一个物理量来判断动能或高度、弹性形变的大小变化，不能根据一个物理量来判断动能或者势能的改变。特别要注意题干者势能的改变。特别要注意题干 “质量不变质量不变”、“匀速匀速”等一等一些关键词。些关键词。【特别提醒特别提醒】（1 1）参照面的选择。研究不同物体重力势能大小）参照面的选择。研究不同物体重力势能大小时，一定选择同一个参照面，一般情况下选择水平地面为参照面。时，一定选择同一个参照面，一般情况下选择水平地
15、面为参照面。（2 2）判断弹性势能的大小。研究弹性势能时，如果物体发生的）判断弹性势能的大小。研究弹性势能时，如果物体发生的形变不是弹性形变，此时物体不具有弹性势能。形变不是弹性形变，此时物体不具有弹性势能。【典例典例】（20122012揭阳中考）刘明乘电梯上楼，在电梯匀速上揭阳中考）刘明乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，刘明的（升的过程中，刘明的（）A.A.动能不断增大动能不断增大 B.B.重力势能不断增大重力势能不断增大C.C.动能不断减小动能不断减小 D.D.重力势能不断减小重力势能不断减小【精讲精析精讲精析】选选B B。动能的大小与物体的质量和速度有关，电梯。动能的大小与物体的质量和
16、速度有关，电梯匀速运动，速度不变，质量不变，所以动能不变；重力势能的匀速运动，速度不变，质量不变，所以动能不变；重力势能的大小与物体的质量和所处高度有关，电梯上升，所处高度增加，大小与物体的质量和所处高度有关，电梯上升，所处高度增加，质量不变，所以重力势能增大，所以选质量不变，所以重力势能增大，所以选B B。1.1.下列关于能的叙述中，正确的是（下列关于能的叙述中，正确的是（）A.A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B.B.挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能C.C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有
17、的能越多一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D.D.运动的物体具有能，静止的物体没有能运动的物体具有能，静止的物体没有能【解析解析】选选A A。一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有。一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，故能量，故A A正确；挂在树枝上的苹果虽然没有做功，但具有做功正确；挂在树枝上的苹果虽然没有做功，但具有做功的本领，所以具有能量，的本领，所以具有能量，B B错误；物体做过的功多，并不能说明错误；物体做过的功多，并不能说明它以后做功的本领强，即不能说明这个物体具有的能量多，它以后做功的本领强，即不能说明这个物体具有的能量多，C C错错误；静止的物体也
18、可以具有做功的本领，所以静止的物体也可误；静止的物体也可以具有做功的本领，所以静止的物体也可以具有能量，如被举高的物体具有重力势能，故以具有能量，如被举高的物体具有重力势能，故D D错误。错误。2.2.（20122012济南中考）如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度济南中考）如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（）A.A.汽车、摩托车、列车汽车、摩托车、列车 B.B.列车、汽车、摩托车列车、汽车、摩托车C.C.摩托车、汽车、列车摩托车、汽车、列车 D.D.汽车、列车、摩托车汽车、列车、摩托车【解析
19、解析】选选B B。本题考查影响动能大小的因素。影响动能大小的。本题考查影响动能大小的因素。影响动能大小的因素是物体的质量和速度，本题中三种车辆的速度相同，列车的因素是物体的质量和速度，本题中三种车辆的速度相同，列车的质量最大，其次分别是汽车和摩托车，所以它们的动能从大到小质量最大，其次分别是汽车和摩托车，所以它们的动能从大到小的排列顺序应当是列车、汽车和摩托车。故本题选的排列顺序应当是列车、汽车和摩托车。故本题选B B。3.3.小明去商场购物，自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过小明去商场购物，自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过程中，关于他的动能和重力势能的变化，正确的是（程中，关于他的动能和重
20、力势能的变化，正确的是（）A.A.动能增大，重力势能减小动能增大，重力势能减小B.B.动能减小，重力势能增大动能减小，重力势能增大C.C.动能不变，重力势能增大动能不变，重力势能增大D.D.动能不变，重力势能减小动能不变，重力势能减小【解析解析】选选C C。小明从一楼上到二楼，质量不变，速度不变，。小明从一楼上到二楼，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。故选动能不变；高度增大，重力势能增大。故选C C。4.4.（20122012淮安中考）上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止淮安中考）上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动，运动所需的能量来源于（开始运动，运动所需的能量来源于
21、（）A.A.动能动能 B.B.电能电能 C.C.重力势能重力势能 D.D.弹性势能弹性势能【解析解析】选选D D。上紧的发条发生了弹性形变而具有了弹性势能，。上紧的发条发生了弹性形变而具有了弹性势能，在玩具车运动时，弹性势能转化为车的动能，使车运动。在玩具车运动时，弹性势能转化为车的动能，使车运动。5.5.熊猫喜欢吃竹子，当它把竹子拉得弯下腰时，竹子具有熊猫喜欢吃竹子，当它把竹子拉得弯下腰时，竹子具有_；藏羚羊在平地上奔跑时具有藏羚羊在平地上奔跑时具有_；风筝在空中飞行时，具；风筝在空中飞行时，具有有_和和_（以上四个空均选填（以上四个空均选填“动能动能”“”“重力势能重力势能”或或“弹性势能
22、弹性势能”）。）。【解析解析】竹子发生弹性形变，具有弹性势能。在平地上奔跑的竹子发生弹性形变，具有弹性势能。在平地上奔跑的藏羚羊由于运动而具有动能。风筝在空中飞行，既在一定高处，藏羚羊由于运动而具有动能。风筝在空中飞行，既在一定高处，又运动，故具有重力势能和动能。又运动，故具有重力势能和动能。答案：答案：弹性势能弹性势能 动能动能 动能动能 重力势能重力势能6.6.请分析以下两个有关能量形式的问题。请分析以下两个有关能量形式的问题。（1 1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的的丝绸，说明物体的动能大小
23、与它的_有关。有关。（2 2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了_能。能。【解析解析】（1 1）“强弩之末强弩之末”是指已达射程的尽头的箭，它的是指已达射程的尽头的箭，它的速度很小，不能穿透薄丝绸，做功少，具有的动能小，说明物速度很小，不能穿透薄丝绸，做功少，具有的动能小，说明物体的动能与它的速度有关。（体的动能与它的速度有关。（2 2）可乐罐转动起来，说明发生弹）可乐罐转动起来，说明发生弹性形变的橡皮筋能够做功，它具有弹性势能。性形变的橡皮筋能够做功，它具有弹性势能
24、。答案：答案：（1 1）速度）速度 （2 2）势（弹性势）势（弹性势）7.7.在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关。下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实物体的高度有关。下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计。验设计。设计一：让质量为设计一：让质量为m m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩。的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩。设计二：让质量为设计二：让质量为m m和和2m2m的两个大小不同的物体从
25、同一高度落向的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩。插入沙坑中的木桩。实验发现实验发现B B比比A A插入得深，插入得深，D D比比C C插入得深，如图所示。请解答下插入得深，如图所示。请解答下列问题：列问题：（1 1）要探究重力势能与高度的关系应选用）要探究重力势能与高度的关系应选用_。（2 2）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是_。【解析解析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关。实验中根重力势能的大小与物体的质量和高度有关。实验中根据插入沙坑的木桩的深度判断重力势能的大小。甲图中两物体据插入沙坑的木桩的深度判断重力势能的大小。甲图中两物体质量相同，改变物体所处的高度，木桩质量相同，改变物体所处的高度，木桩B B插入得深，说明物体质插入得深，说明物体质量相同时，高度越大，重力势能越大。乙图中物体所处的高度量相同时，高度越大，重力势能越大。乙图中物体所处的高度相同，木桩相同，木桩D D插入得深，说明高度相同时，质量越大，重力势能插入得深，说明高度相同时，质量越大，重力势能越大。越大。答案：答案：（1 1）设计一）设计一 （2 2）同一高度的不同物体，质量越）同一高度的不同物体，质量越大，重力势能越大大，重力势能越大