资源描述
11.3 动能和势能
基本思路：
导学过程（自学提纲、知识结构、典型练习选择、方法总结等）
学习目标：
1．了解能量的初步概念。
2．知道什么是动能及影响动能大小的因素。
3．知道什么是势能及影响势能大小的因素。
4．知道什么是机械能及机械能的单位。
重点：
决定动能、势能大小的因素
难点：
判断物体所具有的机械能
学法指导：
通过联系功来引入“能”
通过实验知道动能和势能的大小与哪些因素有关
预习导学：
我们在日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。电流能做功，具有电能；燃料燃烧放热可以做功，有热能。自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式—动能和势能。
学习导入
一、动能
1．什么样的物体具有动能？
急流的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于物体运动才具有的。水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能。
物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。
2．请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。
静坐的人，足球场上奔跑的运动员，炮膛中准备发射的炮弹，从飞机上投出的炸弹，被电风扇吹动的空气。
3．动能的大小或多少跟哪些因素有关。
物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。
这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能的大小。
第一次，我们使小钢球从某一高度由静止开始滚下。注意木块被推的距离。
第二次，我们换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达平面上时和刚才的
物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。
物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。
重力势能和弹性势能都叫做势能。
一个物体能够做的功越多，表示它的能量越大。物体做了多少功，必然消耗了多少某种形式的能。所以能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。
机械能
动 能
势 能
重力势能
弹性势能
跟质量和速度有关
跟质量和高度有关
跟弹性和弹性形变有关
小结：
拓展延伸：
1.判断下列物体是否具有动能或势能，如果有，说出能量的名称，如果没有，说明原因．
① 在水平地面上滚动的铅球：____________；
②悬挂在室内的电灯：___
③玩具汽车中被卷紧的发条：_____________；
④弹簧：_____________；
图11-5
⑤在空中飞行的波音747客机：_____________；
⑥静止在水平轨道上的列车： ___________．
⑦高速升空的火箭 .
⑧被拉弯的钢板尺 .
⑨被水电站拦河坝拦住的上游水 .
⑩空中下落的皮球 .
2.如图11-5所示，一个同学在蹦床上玩，从跳起到上升至最高点的过程中， 能逐渐增大， 能逐渐减小。
3.如图11-6所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。
图11-6
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择 两图来进行比较。
（2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大。
中考链接：
1.关于能的概念，下列说法正确的是（ ）
A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能
钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离。很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多。说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大。
提问，这个实验说明了什么？（学生回答）
这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。 我们用同一个钢球再做两次实验。（教师演示，学生观察）
第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。
很显然，钢球从更高的位置滚下来，到达平面上时具有更大的速度，木块被推的更远。
提问，这个实验说明了什么？（学生回答）
这个实验说明同一个物体速度越大，动能越大。
通过以上实验可知，物体的质量越大，速度越大，动能就越大。
跟随练习：
(1)一辆汽车加速运动，它的动能______。
(2)火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能=______。
(3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。
二、势能
运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。
（1）什么样的物体具有重力势能？
人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被举高的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。
一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下
时就可以做功，把水车冲得转起来。
物体由于高度所决定的能叫重力势能。
（2）重力势能的大小跟哪些因素有关。
请大家判断下列物体的重力势能的大小。
打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？（学生回答）
同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？（学生回答）
通过以上的两个例子说明大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。
三、什么样的物体具有弹性势能？
大家看一个实验。（教师边演示，边讲授）
这是一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，也没有重力势能。可是大家想象，弹簧能不能做功？
能！放开手，砝码被弹簧举起来。
可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。
B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能
C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大
D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大
2.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（ ）
A．动能增大，势能不变 B．动能不变，势能减小
C．动能、势能都不变 D．动能减小，势能增大
3.2005年10月13日，西昌卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成
功地将‘“神州六号”飞船送人太空。在飞船随火箭一起离开发射塔飞向
天空的过程中（ ）
A．飞船的势能不断减小，动能不断增大 B．飞船的势能不断增大，动能不断减小
C．飞船的势能和动能都在不断减小 D．飞船的势能和动能都在不断增大
4.三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（ ）
A．内能 B．重力势能 C．弹性势能 D．动能
5.关于能量的大小，下列说法中错误的是
A.运动速度越大的物体，动能也越大 B.质量大的物体，动能不一定大
C.质量大的物体，其重力势能不一定大
D.质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大
6. 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（ ）
A．势能一定不变，动能一定不变 B．势能可能改变，动能一定不变
C．势能可能改变，动能可能改变 D．势能一定不变，动能可能改变
7.实验题
如图11-3所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）
（1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结______________________________。
实验中被控制的物理量是________________。
（2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结______________________________。
实验中被控制的物理量是_______________________。
（3）实验结果表明，物体动能与物体的 和 有关，____________越大，____________越大，动能就越大。
图11-3
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