1、
动能和势能
学习目标
１．了解能的初步概念，知道什么是机械能，什么是动能、势能。
２．经历研究动能和势能跟那些因素有关的实验探究过程，理解动能和势能的相互转化，知道动能和势能的相互转化在日常生活中的应用。
３．能用机械能的知识，特别是能的转化知识来分析、解释简单的实际问题。
重难点突破
例１．下列物体各具有什么形式的机械能？
（１）高速升空的火箭；
（２）空中飞行的飞机；
（３）被拉长的弹弓橡皮条；
（４）被水电站拦河坝拦住的上游水；
（５）竖直到达最高点的上抛小球。
【解答】（１）高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。
（２）正在
2、空中飞行的飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。
（３）被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。
（４）被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。
（５）小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。
【点评】在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变，符合哪一种能量的定义，就确定物体具有哪一种能量，并且同一物体可以同时具有一种或多种能。
例２．在综合实践活动课上，王艳同学发现学校运动场地上有若干大小不等的
3、铅球，如图12-4-1所示，于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”
（１）请你帮他设计应如何去做。
（２）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
【解答】（１）选一块平整、松软的沙地，将两个大小不同的铅球放在同一高度，让其自由落下，然后比较铅球在沙地上打击的深度：质量大的打击的深度大，说明重力势能的大小与物体质量有关；同样在平整、松软的沙地的沙地上，将两个质量相同的铅球放在不同的高度，让其竖直落下，然后比较铅球在沙地上打击的深度：高度高的打击的深度大，说明重力势能的大小与高度有关。
（２）根据铅球打击沙子的深度来判断物体重力势能的大小。打击越深，表示做功的本
4、领越大，重力势能也就越大。
【点评】研究重力势能的大小与物体质量和高度的关系，应采取控制变量法。要研究重力势能的大小与物体质量的关系时，应保持两次对照实验中物体的高度相同；研究重力势能的大小与高度的关系时，应保持两次对照实验中物体的质量相同；研究动能大小与物体质量和速度的关系时，也因采取这样的方法。
例３．判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？
（１）电梯上升得越来越快；
（２）汽车在平直公路上匀速前进；
（３）弯曲的钢锯条在逐渐变直；
（４）正在工作的洒水飞机在同一水平高度匀速前进。
【解答】（１）电梯在上升过程中，离地面的高度及运动速度都增加，因此电梯的重力势能增加，动能增加。（２）汽车在平直公路上匀速行驶时，其离地面的高度和运动速度都没有发生变化，因此汽车的重力势能、动能都不变。（３）弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中，弹性形变逐渐变小，所以钢锯条的弹性势能减小。（４）正在工作的洒水飞机高度不变、速度不变，但质量在逐步减小，所以动能和势能都在减小。
【点评】在判断动能的大小和变化时，应抓住质量和速度的变化情况进行分析；判断势能的大小和变化时，应抓住质量和离地面的高度或弹性形变的变化情况进行分析。
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