八年级物理（第十一章 功和机械能）第3节 动能和势能（人教版 学习、上课课件）

11.3动能和势能第十一章功和机械能 逐点导讲练课堂小结作业提升课时讲解1课时流程2能量动能势能 知识点能量知1－讲11.定义物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能，用字母E表示。2.单位在国际单位制中，能量的单位与功的单位相同，都是焦耳(J)。 知1－讲3.理解(1)能量的大小可以用能够做功的多少来衡量，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。(2)物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种形式的能转化为其他形式的能越多。 知1－讲深度理解:功和能的区别：功是一个力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程而言的，是一个过程量。能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。 知1－练例1下列关于能量的叙述，不正确的是()A.弯弓射箭，弓具有能量B.高空坠物伤人，坠物具有能量C.风吹船行，风具有能量D.激流冲走巨石，激流没有能量，巨石具有能量D 知1－练解题秘方：利用概念辨析法解答：判断物体是否具有能量，关键是看物体能否对外做功。能够做功不同于正在做功：(1)能够做功的物体，即具有能量的物体，由于所处的条件不同，可能正在做功，也可能不做功,但它一定能够对外做功；(2)正在做功的物体一定能够对外做功，即一定具有能量。 知1－练解析：弓对箭做功，坠落的物体对人做功，风对船做功，激流对石头做功，它们都能够做功，都具有能量。 知1－练1-1.关于功和能的关系，下列说法正确的是()A.物体具有的能越多，它做的功越多B.物体具有能就一定正在做功C.做功的物体一定具有能D.物体能够做功的多少与它具有的能无关C 知2－讲知识点动能21.定义物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 知2－讲深度理解:●“物体由于运动”和“运动的物体”含义不同，叙述动能的定义时，不能说成运动的物体具有的能叫动能，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能。●运动和静止具有相对性，因此速度具有相对性，则动能也具有相对性。对于不同的参照物，同一运动的物体的动能大小可能不同。例如，飞行的飞机会被鸟撞毁，就是因为相对于飞机，鸟的动能很大。 知2－讲2.探究物体动能的大小跟哪些因素有关(1)设计实验：利用如图1所示的装置探究动能与质量、速度的关系，根据木块被推动的距离来判断物体动能的大小。 知2－讲(2)进行实验：①让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，发现钢球的位置越高，木块被推得越远；②让质量不同的钢球从斜面上同一高度处由静止滚下，发现钢球的质量越大，木块被推得越远。(3)分析与论证：实验步骤①说明物体的动能与速度有关；实验步骤②说明物体的动能与质量有关。 知2－讲(4)实验结论：动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 知2－练[中考·广西]如图2A所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC。例2 知2－练实验中，为了更好地利用转换法比较物体动能的大小，应尽量选择质量轻小的木块进行实验，且应让木块在较光滑的水平面上进行实验。 知2－练解题秘方：问题(1)应结合转换法分析，问题(3)、(4)应根据控制变量法解答，问题(5)可联系动能的影响因素判断。 知2－练(1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过________(填“高度h”或“距离s”)大小来反映的。解析：实验中，小钢球的高度是用来控制其运动到水平面速度的，木块运动距离s则可以反映动能的大小。距离s 知2－练(2)小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有________，小木块最终会停下来是因为受到_______力的作用。解析：由于惯性，小钢球在水平面上不能立即停下；由于阻力，小木块最终会停下来。惯性阻 知2－练(3)分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越_______。解析：甲、乙两组实验中，小钢球质量相同，下滑高度大的，即速度大的推动木块运动的距离远，说明：物体质量相同时，速度越大，动能越大。大 知2－练(4)分析比较__________两组实验可得出物体的动能与质量的关系。解析：探究动能与质量的关系，应控制速度(即小钢球下滑高度)不变，改变质量进行实验，故应进行甲、丙两组实验。甲和丙 知2－练(5)综合上述可知，如图B所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高_______。车速 知2－练解析：机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶。在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大；质量小的动能小，制动距离小；因此不同车型限速不同，图B就是限速标志。 知2－练2-1.[中考·西宁]小李同学想要利用如图3甲所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。 知2－练(1)在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的_______相同，让小车从斜面上_______(填“相同”或“不同”)的高度自由滑下，以不同的速度推动木块移动。质量不同 知2－练(2)本实验运用了两种研究方法：一是___________，二是转换法。就本题来说用木块___________来反映小车动能大小的方法就是转换法。他在实验的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力对物体运动的影响”。如图乙所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上同一高度由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。控制变量法移动的距离 知2－练(3)每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的________。(4)实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最_______，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做_________运动。初速度小匀速直线 知3－讲知识点势能31.势能包括重力势能和弹性势能。(1)重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度所具有的能量。一切受到重力并处在一定高度的物体都具有重力势能。(2)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。 知3－讲温故知新:形变不同于弹性形变，物体受到外力作用而发生形状变化叫形变；如果外力撤销，物体能恢复原状，这种形变叫弹性形变；如果外力撤销，物体不能恢复原状，这种形变叫塑性形变；形变包括弹性形变和塑性形变。 知3－讲2.探究影响重力势能大小的因素(1)设计实验：如图4所示，将小方桌的桌腿放置在铺平的沙面上，让铁块从某一高度处自由落下冲击方桌，根据方桌下陷的深浅判断铁块重力势能的大小。图4 知3－讲(2)进行实验：①让同一铁块从不同的高度处自由下落冲击方桌，发现下落高度大的铁块使方桌下陷的深；②让质量不同的铁块从同一高度处自由下落冲击方桌，发现质量大的铁块使方桌下陷的深。(3)分析论证：实验步骤①说明重力势能的大小与高度有关；实验步骤②说明重力势能的大小与质量有关。 知3－讲(4)实验结论：重力势能与物体的质量和高度有关。质量一定，物体的高度越大，重力势能越大；高度一定，物体的质量越大，重力势能越大。 知3－讲延伸拓展:●物体所处的高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。例如，放在桌面上的课本，相对于地面来说有一定的高度，具有重力势能；相对于桌面来说其高度为零，重力势能为零。●在没有特别说明的情况下，“高度”一般是相对于地面而言的。在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成零。●重力势能和弹性势能可以储存，而动能不能储存。 知3－讲3.影响弹性势能大小的因素物体的弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。同一材料的物体，发生弹性形变的程度越大，物体的弹性势能越大。 知3－练[中考·大连]某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆，实验装置如图5甲所示。例3 知3－练解题秘方：对于题中的实验现象，可根据转换法分析，对于题中的实验结论，可根据控制变量法分析或直接根据所记的规律填写。 知3－练(1)该实验可以通过判断___________________来判断金属球重力势能的大小。依据是：金属球对小桌______越多，金属球具有的重力势能就越大。小桌进入细沙的深度做功解析：金属球质量一定时，金属球所处的位置越高，金属球的重力势能越大，金属球下落到小桌时动能越大，金属球对小桌做功越多，小桌进入细沙的深度越深。 知3－练(2)实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；__________________________；由静止开始释放金属球，观察实验现象。使金属球在小桌中心的正上方 知3－练解析：为了防止小桌被撞翻，可使金属球在小桌中心的正上方，由静止自由释放，观察小桌进入细沙的深度。 知3－练3-1.在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图6所示。球从较高处下落形成的圆斑是图中的______(填“A”或“B”)，由此可知重力势能大小与_______有关。B高度 知3－练实验技巧：实验中，为了更好地利用转换法比较物体重力势能的大小，应尽量选择质量稍大的重物进行实验，且应让重物从较高的位置自由落下。通常，可以选择让重物落到细沙、橡皮泥这样的松软的物体表面，因为这些物体表面容易发生塑性形变。 动能和势能能量动能势能重力势能弹性势能产生原因影响因素功