第第十一章十一章 功和机械功和机械能能第第3 3节节 动能和势能动能和势能人教版人教版 物理物理 八年级八年级 下册下册导入新知导入新知2013年年6月月2日中午日中午，一幕真实版一幕真实版“愤怒的愤怒的小鸟小鸟”在江苏镇江附近上演在江苏镇江附近上演，与小鸟相撞与小鸟相撞的是一列高铁。的是一列高铁。“砰砰”的一声闷响后的一声闷响后，小小鸟当场死鸟当场死亡亡，高高铁挡风玻璃则出现大面积铁挡风玻璃则出现大面积开裂开裂，被迫检修被迫检修并换车并换车。平时小鸟撞到我们房子的玻璃上。平时小鸟撞到我们房子的玻璃上，玻璃玻璃安然无恙安然无恙，而高铁的玻璃强度是非常高的而高铁的玻璃强度是非常高的，那么小鸟撞到高铁的那么小鸟撞到高铁的玻璃上为什么会撞碎玻璃玻璃上为什么会撞碎玻璃呢呢？这这种力量哪里来的种力量哪里来的呢呢？素养目标素养目标1.了解了解能量能量的概念和单位的概念和单位，知道物体做功的实知道物体做功的实质；理解质；理解动能动能、势能势能的概念的概念，能判断生活中常能判断生活中常见的物体是否具有动能和势能。见的物体是否具有动能和势能。2.通过实验通过实验，了解动能、重力势能、弹性势能了解动能、重力势能、弹性势能的大小分别与什么因素有关的大小分别与什么因素有关，并能解释简单的并能解释简单的现象。现象。探究新知探究新知知识点 1 能能湍急的流水能推湍急的流水能推动水车，动水车，高速运高速运动的子弹能击穿动的子弹能击穿靶体，靶体，飓风能吹飓风能吹倒大树、倒大树、泥石流泥石流摧毁房屋摧毁房屋探究新知探究新知流水、子弹、飓风、泥石流都做了功。流水、子弹、飓风、泥石流都做了功。物体物体能够对外做功能够对外做功，我们就说这个物体，我们就说这个物体具有能量具有能量，简称能。，简称能。一个物体一个物体能够做的功越多能够做的功越多，表示这个物体的，表示这个物体的能量越大能量越大。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。探究新知探究新知知识点 2 动动 能能 运动的保龄球打在木瓶上，运动的保龄球打在木瓶上，木瓶被撞开，保龄球对木瓶做了木瓶被撞开，保龄球对木瓶做了功。功。表明保龄球具有能量。表明保龄球具有能量。物体由于运动而具有的能，叫做物体由于运动而具有的能，叫做动能动能。一切运动的物体都具有动能。一切运动的物体都具有动能。那么，动能大小由什那么，动能大小由什么因素决定？么因素决定？探究新知探究新知探究：物体的动能与哪些因素有关猜想：猜想：动能大小可能与物体动能大小可能与物体运动速度运动速度、物体、物体质量质量有关。有关。B B被推得越远，被推得越远，A A对对B B做的功就越多，做的功就越多，A A的动能也就越大。的动能也就越大。转换法转换法控制变量法控制变量法实验设计：实验设计：钢球从高为钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的钢球运动的钢球A碰上物体碰上物体B后，能将后，能将B推动一段距离。推动一段距离。探究新知探究新知钢球从高处滚下，钢球从高处滚下，高度高度h越高，钢球越高，钢球运动到底部时越运动到底部时越_(快、慢快、慢)，物体，物体B被撞得越被撞得越远。所以，质量相远。所以，质量相同时，钢球的速度同时，钢球的速度越大，动能越越大，动能越 _。快快大大探究新知探究新知速度相同时，质量速度相同时，质量越越_的钢球的钢球能将物体能将物体B 撞得越撞得越远远。所以，钢球。所以，钢球的速度相同时，质的速度相同时，质量越大，动能越量越大，动能越 _。大大大大探究新知探究新知 物体动能的大小跟物体动能的大小跟速度速度、质量质量有关。有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。越大。实实 验验 结结 论论探究新知探究新知讨论：讨论：如图为高速公路限速牌，请用物理学术语解释。如图为高速公路限速牌，请用物理学术语解释。答答:物体的速度大物体的速度大,动能就大动能就大,不不容易刹车容易刹车,容易造成交通事故。容易造成交通事故。答：质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的低。答：质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的低。2.为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？1.为什么要对机动车的行驶速为什么要对机动车的行驶速度进行限制？度进行限制？探究新知探究新知 根据数据推断，质量和速度相比，哪个因素对物体的动能根据数据推断，质量和速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？影响更大？速度速度一些物体的动能一些物体的动能物体物体动能动能/J物体物体动能动能/J抛出去的篮球抛出去的篮球约约30跑百米的运动员跑百米的运动员约约3103行走的牛行走的牛约约60飞行的步枪子弹飞行的步枪子弹约约5103从从10m的高处落下的砖块的高处落下的砖块约约2.5102行驶的小汽车行驶的小汽车约约2105小小资料料探究新知探究新知知识点 3 重力势能重力势能例子：高山上的石头、例子：高山上的石头、举举高的铁锤、高的铁锤、从从高楼扔下的物体高楼扔下的物体物体由于物体由于被举高被举高而具有的能量，叫而具有的能量，叫重力势能重力势能。打桩机工作时，高高举起的重锤落下时，打桩机工作时，高高举起的重锤落下时，可以把桩打入地里，重锤对桩做了功。可以把桩打入地里，重锤对桩做了功。这说明这说明高处的重锤具有能量高处的重锤具有能量。探究新知探究新知说一说：说一说：知道这些安全警示牌表示什么含义？知道这些安全警示牌表示什么含义？当心吊物当心落物当心吊物当心落物 必须戴安全帽必须戴安全帽 探究新知探究新知探究：影响重力势能大小的因素猜想猜想设设计计实实验验A:将将不同质量的重锤不同质量的重锤，举高到，举高到同一高度同一高度后让其自由下落，后让其自由下落，观察每次木桩下陷的程度。观察每次木桩下陷的程度。B:将将同一重锤同一重锤举高到举高到不同高度不同高度后让其自由下落，撞击木后让其自由下落，撞击木桩，观察每次木桩下陷的程度。桩，观察每次木桩下陷的程度。物体重力势能可能跟物体重力势能可能跟_与与_有关。有关。“控制变量法控制变量法”被举高的高度被举高的高度物体的质量物体的质量“转换法转换法”探究新知探究新知w物体被举物体被举高度一定高度一定，质量，质量越大越大，重力势能，重力势能越大越大；w物体物体质量一定质量一定，被举得，被举得越高越高，重力势能，重力势能越大。越大。水力发电站要想发出更多的电来，水力发电站要想发出更多的电来，就要想办法储存更多的水，将水就要想办法储存更多的水，将水位提得更高，也就是尽量使水的位提得更高，也就是尽量使水的重力势能更大。重力势能更大。探究新知探究新知知识点 4 弹性势能弹性势能上紧的发条上紧的发条被压被压弯的跳板弯的跳板被拉弯的弓被拉弯的弓物体由于发生物体由于发生弹性形变弹性形变而具有的能量，叫而具有的能量，叫弹性势能弹性势能。发生形变的物体在发生形变的物体在恢复形变恢复形变时可以做功，它们也具有能量时可以做功，它们也具有能量。物体物体的的弹性形变弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大越大，它具有的弹性势能就越大。巩固练习巩固练习例例1（2019长沙）如图，小海在研究长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有物体的动能与哪些因素有关关”时，将质量为时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海。小海的部分实验数据和现象记录如下：的部分实验数据和现象记录如下：（1）上述）上述3次实验中，第次实验中，第_次实验钢球滑到斜次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；槽底端时动能最大；（2）上述实验数据表明：）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质当速度一定时，钢球的质量越大，动能越量越大，动能越_，这个结论可用于解释汽车，这个结论可用于解释汽车_（选（选填填“超速超速”或或“超载超载”）带来的危害。）带来的危害。实验次数实验次数123钢球质量钢球质量m/g204060钢球下落高度钢球下落高度h/cm202020木块滑行距离木块滑行距离s近近较远较远远远3大大超载超载连连 接接 中中 考考巩固练习巩固练习例例2（2019郴州）一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救郴州）一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中灾物资。该飞机在此过程中 （）（）A动能不变动能不变 B动能减小动能减小 C重力势能不变重力势能不变 D重力势能增大重力势能增大 B高度不变高度不变速度不变速度不变质量减小质量减小连连 接接 中中 考考巩固练习巩固练习例例3（2018广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势弹簧弹性势能的大小与什么因素有关能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，上，AO等于弹簧原长，水平面等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从从O点压缩弹簧到点压缩弹簧到P点，点，然后由静止释放，当物体然后由静止释放，当物体M运动到运动到O点与弹簧分开，最点与弹簧分开，最终运动到终运动到Q点静止。请补充点静止。请补充完成他们的探究过程：完成他们的探究过程：连连 接接 中中 考考巩固练习巩固练习（1）弹簧弹性势能的大小是通过）弹簧弹性势能的大小是通过_来衡量来衡量的。的。（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_（选填（选填“相同相同”或或“不同不同”）弹簧进行实验，并先后改）弹簧进行实验，并先后改变变_之间的距离，测出之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多的距离，重复实验，测量多组数据并记录。组数据并记录。（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和他们运用到了转换法和_两种物理思想方法。两种物理思想方法。物体物体M被弹出的距离被弹出的距离相同相同AP控制变量法控制变量法连连 接接 中中 考考课堂检测课堂检测1.下列说法中错误的下列说法中错误的是是()A.拉拉弯的弓能将箭射出，所以拉弯了的弓具有能量弯的弓能将箭射出，所以拉弯了的弓具有能量B.高高空坠物会砸伤人，坠物具有能量空坠物会砸伤人，坠物具有能量C.流流动的空气能带动风车、推动帆船，所以流动的空气具有能量动的空气能带动风车、推动帆船，所以流动的空气具有能量D.急急流的河水将石头冲走，河水没有能量，石头具有能量流的河水将石头冲走，河水没有能量，石头具有能量D基基 础础 巩巩 固固 题题课堂检测课堂检测2.一个弹簧既能被拉长也能被压缩一个弹簧既能被拉长也能被压缩,关于弹簧的弹性势能关于弹簧的弹性势能,下列说下列说法正确的是法正确的是 ()A.弹簧被拉长比被压缩时的弹性势能小弹簧被拉长比被压缩时的弹性势能小B.弹簧被压缩时没有弹性势能弹簧被压缩时没有弹性势能C.弹簧被拉长与被压缩时的弹性势能不可能相等弹簧被拉长与被压缩时的弹性势能不可能相等D.无论弹簧被拉长还是被压无论弹簧被拉长还是被压缩缩，在，在一定范围内一定范围内弹簧形变越弹簧形变越大大，具具有的弹性势能越大有的弹性势能越大D基基 础础 巩巩 固固 题题课堂检测课堂检测3.一跳伞运动员跳离飞机一跳伞运动员跳离飞机,当降落伞张开后当降落伞张开后,他开始匀速他开始匀速下降下降,此时他的重力势能将此时他的重力势能将_,_,他的动能将他的动能将_。(均选填均选