11.3 11.3 动能和势能动能和势能 为什么在高速公路上要限制汽车的最大行为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度驶速度?运动员脚踩滑板从高处滑下运动员脚踩滑板从高处滑下,为什么会越来越快为什么会越来越快?流动的水冲流动的水冲动竹排前行动竹排前行打桩机将木打桩机将木桩打入地下桩打入地下拉弯的弓把拉弯的弓把箭射出箭射出流动的水流动的水举举高高的的拉拉弯弯的的弓弓思考：下列三个物体是否都能够对其他思考：下列三个物体是否都能够对其他物体做功？物体做功？1、能量 物体能够对外做功，表示物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称这个物体具有能量，简称能能。 物体能够对外做功越多，物体能够对外做功越多，表示这个物体具有能量越表示这个物体具有能量越大大共同特点：它们的能量以什么样的形式存在？一.动能运动着的物体能对其他的运动着的物体能对其他的物体做功物体做功, ,我们就说它们具有能量我们就说它们具有能量. .这种由于运动而具有的能叫做这种由于运动而具有的能叫做动能动能. .物体具有的能量越多物体具有的能量越多, ,它对其他物体做的功就可以越多它对其他物体做的功就可以越多. .提出问题提出问题: :那么动能的大小与那些因素有关呢那么动能的大小与那些因素有关呢? ?猜想：散步的老牛和快速奔跑的博尔特，谁的动能大？理由是什么？动能大小与什么因素有关动能大小与什么因素有关新民晚报新民晚报 一铁路职工一铁路职工“中弹中弹”昏倒昏倒 19901990年年6 6月月1010日日 沈阳开往上海的沈阳开往上海的195195次列车经过上海分局管辖的沪宁线次列车经过上海分局管辖的沪宁线103103区段时，突然区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只从列车左翼车窗飞出一只馒头馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏。州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏。扬子晚报扬子晚报 火车火车“吻吻”肥猪，吻死一大片肥猪，吻死一大片 1990199019901990年年年年6 6 6 6月月月月10101010日日日日 南京郊区，一辆运载南京郊区，一辆运载“生猪生猪”的拖拉机，在横穿火车的轨道时，突然的拖拉机，在横穿火车的轨道时，突然抛锚熄火，正好北边驶来一辆抛锚熄火，正好北边驶来一辆列车列车，火车司机发现情况后，紧急刹车，驶，火车司机发现情况后，紧急刹车，驶到拖拉机前面速度已经很慢。但还是撞向了拖拉机，拖拉机司机侥幸逃命，到拖拉机前面速度已经很慢。但还是撞向了拖拉机，拖拉机司机侥幸逃命，但生猪却被但生猪却被“吻死一大片吻死一大片”，拖拉机也被撞的支离破碎。，拖拉机也被撞的支离破碎。可以通过比较物体做功的可以通过比较物体做功的多少来判断物体具有动能的大小。多少来判断物体具有动能的大小。转换法转换法控制变量法控制变量法该探究活动中，需要用到什么该探究活动中，需要用到什么研究方法？研究方法？想一想想一想怎样比较物体具有的动能大小？怎样比较物体具有的动能大小？1.1.探究动能的大小与那些因素有关探究动能的大小与那些因素有关（）猜想与假设（）猜想与假设: :动能的大小可能与物体的速度有关动能的大小可能与物体的速度有关? ?动能的大小可能与物体的质量有关动能的大小可能与物体的质量有关? ?（2 2）. .制定计划与设计实验：制定计划与设计实验：物理科学方法：控制变量法物理科学方法：控制变量法第一步，先研究动能的大小与速度的关系，要保证运动第一步，先研究动能的大小与速度的关系，要保证运动物体的质量不变物体的质量不变第二步，研究动能的第二步，研究动能的大小与质量的关系，大小与质量的关系，要保证速度不变要保证速度不变（）进行（）进行实验实验与收集证据：与收集证据：（）分析与论证：（）分析与论证：通过探究可以发现：通过探究可以发现：运动物体的动能大小与物体的运动物体的动能大小与物体的速度速度和和质量质量有关，物体的有关，物体的速度速度越大，越大，质量质量越大，它具有的动能就越大越大，它具有的动能就越大操场上飞来的足球可以用脚踢，而飞来的铅球却避之不及；操场上飞来的足球可以用脚踢，而飞来的铅球却避之不及；高速行驶的汽车在车祸中造成的损害要更大一些；高速行驶的汽车在车祸中造成的损害要更大一些；“雷声大雨点稀时雷声大雨点稀时”的雨点落到脸上，会打得生疼，的雨点落到脸上，会打得生疼，而浴室中房顶上的水滴落到脸上时却不会感到疼痛而浴室中房顶上的水滴落到脸上时却不会感到疼痛应用：为什么对机动车的行驶要限速？城市街道上的最高行驶速度城市街道上的最高行驶速度v/(kmhv/(kmh-1-1) )请从能量的角度讨论：为什么要对机动车的速请从能量的角度讨论：为什么要对机动车的速度进行限制？在同样的道路上，不同车型的限度进行限制？在同样的道路上，不同车型的限速为什么不一样？速为什么不一样？ 物体的质量一定时物体的质量一定时, ,速度越大速度越大, ,动能越大。动能越大。所以要对车辆限速所以要对车辆限速, ,以免发生交通事故。而以免发生交通事故。而速度一定时，质量越大，动能越大，所以速度一定时，质量越大，动能越大，所以质量大的大型客车最高行驶速度要小些。质量大的大型客车最高行驶速度要小些。试试小身手 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 ； 3.一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 。4.某同学慢跑和快跑时： 动能大。增大减小减小快跑二弹性势能二弹性势能卡片为什么会跳起来？卡片为什么会跳起来？如图所示制作一个卡片如图所示制作一个卡片视频视频:松开手后会发现什么现象松开手后会发现什么现象？如果不将卡片压平，放开手后又怎么样呢？如果不将卡片压平，放开手后又怎么样呢？实验结论：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，实验结论：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有因此它具有弹性势能弹性势能 弹性势能的大小与形变大小有关，物体的弹性势能的大小与形变大小有关，物体的形形变越大，弹性势能越大变越大，弹性势能越大 1、弹弓上的橡皮筋形变越大，弹性势能就越大，、弹弓上的橡皮筋形变越大，弹性势能就越大，“子弹子弹”就就射得越远射得越远2、弹簧形变越大，弹性势能越大，小车被弹开的距离越远弹簧形变越大，弹性势能越大，小车被弹开的距离越远3、发条上得越紧，弹性势能越大，种表走得时间越长、发条上得越紧，弹性势能越大，种表走得时间越长大石头三重力势能三重力势能发生弹性形变的物体能对其他的物体做功，它就具有发生弹性形变的物体能对其他的物体做功，它就具有弹性势能；被举高的物体同样具有做功的本领，它也具有弹性势能；被举高的物体同样具有做功的本领，它也具有势能，这种势能叫做势能，这种势能叫做重力势能重力势能探究重力势能与那些因素有关？探究重力势能与那些因素有关？模拟打桩模拟打桩：想一想：要想把桩打得深些，可以采取哪些方法？想一想：要想把桩打得深些，可以采取哪些方法？猜想：方法一：猜想：方法一：方法二：方法二：桩被打得越深，说明重锤桩被打得越深，说明重锤做的功越多，重锤具有做的功越多，重锤具有的重力势能就越的重力势能就越多多实验器材蒙上白纸的纸杯 小钢球 大钢球 白纸h1h1h2(1)(2)(3)不破破破比较图2、图1可得结论：比较图3、图1可得结论：质量相等的物体，高度质量相等的物体，高度越高，重力势能越大越高，重力势能越大高度相等的物体，质量越高度相等的物体，质量越大，重力势能越大大，重力势能越大 结论：物体重力势能的大小结论：物体重力势能的大小与与物体的质量物体的质量和和被举的高度被举的高度有有关，关，质量质量越大，越大，被举的高度被举的高度越越大，物体所具有的重力势能就大，物体所具有的重力势能就越大越大1、能的概念：如果一个物体能够做功、能的概念：如果一个物体能够做功,我们我们就说这个物体就说这个物体具有能量具有能量2、动能、动能:物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量 影响因素：（影响因素：（1）质量（）质量（2）速度）速度3、势能：重力势能和弹性势能；、势能：重力势能和弹性势能； 质量越大，高度越高，重力势能越大；质量越大，高度越高，重力势能越大； 弹性形变越大，弹性势能越大弹性形变越大，弹性势能越大4、动能和势能统称为机械能、动能和势能统称为机械能(即：机械能即：机械能=动动能能+势能）势能）5、机械能转化与守恒：动能与势能可以相互、机械能转化与守恒：动能与势能可以相互转化，若不考虑摩擦或其它的力做功则机械转化，若不考虑摩擦或其它的力做功则机械能是守恒的能是守恒的1.下列物体具有何种形式的能下列物体具有何种形式的能: 升空的火箭升空的火箭: ; 正在下落的雨滴正在下落的雨滴: ; 被拉长的橡皮筋被拉长的橡皮筋: .2.质量较大的老鹰与质量较小质量较大的老鹰与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么的动能相等，那么 飞得飞得快。快。动能、重力势能动能、重力势能动能、重力势能动能、重力势能弹性势能弹性势能燕子燕子试试 你能行4.物体沿斜面匀速下滑，物体的物体沿斜面匀速下滑，物体的( ) A动能增加，势能减小动能增加，势能减小 B动能、势能都减小动能、势能都减小 C动能不变，势能减小动能不变，势能减小 D动能、势能都增加动能、势能都增加 3. 唐诗中有唐诗中有“不尽长江滚滚来不尽长江滚滚来”的诗句，的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的河蕴藏了大量的 能能.动动C5 5、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能中，动能_，势能，势能_( (填填“变大变大”或或“变小变小”) )变小变小变小变小7.7.物体沿斜面匀速下滑，物体的物体沿斜面匀速下滑，物体的( ) ( ) A A动能增加，势能减小动能增加，势能减小 B B动能、势能都减小动能、势能都减小 C C动能不变，势能减小动能不变，势能减小 D D动能、势能都增加动能、势能都增加 6.6.唐诗中有唐诗中有“不尽长江滚滚来不尽长江滚滚来”的诗句，这动的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的大量的 能能. .动动C 8、在下列直线上的空白处填上能量的名称、在下列直线上的空白处填上能量的名称 （1）在水平的公路上行驶的汽车具有）在水平的公路上行驶的汽车具有 。 （2）放在桌面的物理书具有）放在桌面的物理书具有 。 （3）手表中上紧的发条具有）手表中上紧的发条具有 。 （4）正在流动的水具有）正在流动的水具有 。 （5）在高空飞行的飞机）在高空飞行的飞机 具有具有 和和 。动能动能 重力势能重力势能 弹性势能弹性势能 动能动能 动能动能 重力势能重力势能