11.3 动能和势能-2024-2025学年人教版八年级物理下册

初中物理鹿老师 第3节 动能和势能 第十一章 功 初中物理鹿老师 学习目标 1.从做功的角度描述能量，了解能量和做功的关系； 2.会判断哪些物体具有动能和势能； 3.知道动能、重力势能、弹性势能的概念以及其大小的决定因素； 4.能利用所学知识解释简单的物理现象。 初中物理鹿老师 一辆车停在某高层住宅的楼下，车顶遭到损毁，警察在现场只看到了一些碎的西瓜皮。经过分析，原来“罪魁祸首”正是这些西瓜皮。坚固的车顶居然能被西瓜皮击坏，这是什么原因呢？ 11.3 动能和势能 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 疾驰的客机将围栏撞坏 高空抛物造成巨大伤害 撑杆让人跳更高 能量 疾驰的客机对机场围栏做了功；高空抛下的小苹果对小汽车做了功；受力变形后的撑杆对人做了功。 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 能量 1.概念：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 2.单位：焦耳，简称焦，符号J。 3.实质：物体做功的过程就是能量的转化过程。一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的某种能量转化为其他形式的能量就越多，也就表示这个物体的能量越大。 所以，能量是表示物体做功本领的物理量。 4.“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 疾驰的客机将围栏撞坏 湍急的流水能推动水车 动能 分析：客机、流水、子弹都在运动，都能够做功，都具有能量。 物体由于运动而具有的能，叫作动能。物体的动能越大，它能对其他物体做的功就越多。 一切运动的物体都具有动能。例如：飞舞的蝴蝶、正在跑步的运动员、从山上滚动下来的石头等。 飞行的子弹射穿鸡蛋 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 动能大小可能与运动速度有关 动能的大小可能与物体的质量有关 【猜想假设】 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验思路】 如图所示，钢球从斜槽上高为h处滚下，在水平面上运动。运动的钢球碰上木块后，将木块撞出的距离为s。在同样的水平面上，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功就越多。木块被撞得远近反映了钢球动能的大小。 转换法 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验思路】 控制变量法 h‘ 控制小球质量相同，改变小球由静止下滑时所处的高度，从而改变小球到达水平面的初速度。 控制小球由静止下滑时所处的高度，从而确保小球到达水平面的初速度相同。改变小球的质量。 实验次数 钢球质量/g 高度/cm 铁块移动距离/cm 1 2 3 4 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验过程】 研究物体的动能跟运动的速度的关系 ①控制钢球的质量不变； ②让同一钢球分别从不同的高度由静止自由滑下，撞击铁块； ③观察并测量铁块被撞出的距离。 h‘ 实验次数 钢球质量/g 高度/cm 铁块移动距离/cm 1 2 3 4 45g 45g 4cm 8cm 3.8cm 7cm 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验过程】 研究物体的动能跟物体的质量的关系 ①控制速度不变，即钢球处于相同高度； ②改变钢球的质量，让钢球由静止自由滑下，撞击铁块； ③观察并测量铁块被撞出的距离。 实验次数 钢球质量/g 高度/cm 铁块移动距离/cm 1 2 3 4 45g 45g 4cm 8cm 3.8cm 7cm 24g 45g 6cm 6cm 2.8cm 5.3cm 运动速度相同的物体，质量越大， 它的动能越大 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验结论】 大量实验表明： 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【交流讨论】 水平面绝对光滑可以完成实验吗？ 不行，钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。 如果实验过程中木块每组都被撞出了木板，怎么办？ 换质量更大的铁块、换质量更小的钢球、换更长的木板都可以解决问题。 初中物理鹿老师 某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。 请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度？ 11.3 动能和势能 动能 同一辆汽车，质量不变，速度越大，动能越大，危险性越高。所以要对机动车的最高行驶速度进行限制，才能保证机动车行驶的安全性。 车型不同，总质量就不同。当行驶速度相同时，质量大的，动能就大，危险性就高。所以在同样的道路上，对不同车型会设定不同的最高行驶速度。 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 重力势能 分析：苹果、重锤、巨石都受到重力的作用，且处于一定的高度，都能够做功，都具有能量。 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。 高空抛物造成巨大伤害 举高的重锤敲击木桩 山顶巨石滚落造成危害 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 重力势能 让同一块橡皮泥从不同高度由静止自由下落，观察桌腿在沙坑中下陷的深度。 让质量不同的橡皮泥从同一高度由静止自由下落，观察桌腿在沙坑中下陷的深度。 质量相同的物体，高度越高，重力势能越大 同一高度的物体，质量越大，重力势能越大 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 重力势能 分析：苹果、重锤、巨石都受到重力的作用，且处于一定的高度，都能够做功，都具有能量。 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。 物体的质量越大，位置越高，它的重力势能就越大。 高空抛物造成巨大伤害 举高的重锤敲击木桩 山顶巨石滚落造成危害 初中物理鹿老师 我国的乌东德水电站的拦河拱坝高270m。水电站满负荷发电时，一天的发电量就可以满足30万人1年的生活用电。我国葛洲坝水电站的拦河坝高70m。有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？ 11.3 动能和势能 重力势能 不能。 因为水库中水的重力势能大小不仅与水的高度有关，还与水的质量有关。 虽然乌东德水电站比葛洲坝拦河坝高，但我们不知道水库中水量的情况，所以不能简单地得出结论。 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 弹性势能 分析：发生形变的网球拍、拉弯的弓、压弯的跳板都发生了弹性形变，都能够做功，都具有能量。 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 物体本身的材料也会影响物体的弹性势能大小。 发生形变的网球拍将网球弹出 拉弯的弓将箭射出 压弯的跳板将运动员弹起 初中物理鹿老师 11.3 动能和势能 弹性势能 重力势能和弹性势能是常见的两种势能。 初中物理鹿老师 课后练习 1.除了课本中所列举的能对外做功的物体，请你各举一个具有动能、重力势能和弹性势能的实例。 解： 疾驰的汽车、奔跑中的运动员都具有动能； 挂在树上的苹果、高举的重锤、跳起的运动员都具有重力势能； 被拉开的橡皮筋、被拉开的弹弓、拉弯的弓都具有弹性势能。 11.2 功率 初中物理鹿老师 课后练习 2.请你判断下列物体具有哪种形式的能量： （1）在水平公路上行驶的汽车； （2）悬挂在天花板上的吊灯； （3）在空中飞行的飞机； （4）被拉开的弹弓。 （1）水平公路上行驶的汽车在运动，具有动能。 （2）悬挂在天花板上的吊灯受到重力的作用且处于一定的高度，具有重力势能。 （3）在空中飞行的飞机受到重力的作用且处于一定的高度，同时还在运动，具有重力势能和动能。 （4）被拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能。 11.2 功率 初中物理鹿老师 课后练习 3.轻轨列车有时在水平地面上的轨道行驶，有时在高架轨道上行驶，有时还要停靠在高架轨道的站台上。在上述三种情况下，轻轨列车分别具有什么形式的能量？ 轻轨列车在水平地面上的轨道行驶时，由于其运动，所以具有动能； 轻轨列车在高架轨道上行驶时，由于其受到重力的作用，还处于一定的高度，同时还在运动，所以具有重力势能和动能； 轻轨列车停靠在高架轨道的站台时，由于其受到重力的作用，还处于一定的高度，所以具有重力势能。 11.2 功率 初中物理鹿老师 课后练习 4.在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下的目的是什么？你是通过观察什么现象来比较钢球动能大小的？ 让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下的目的是使钢球到达水平面的初速度相同。 实验中通过观察木块被撞击后移动距离的远近来比较钢球动能的大小，移动距离越远，钢球动能越大。 11.2 功率 初中物理鹿老师 课后练习 5.请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？ 自行车的速度越快，动能就越大，刹车阻力相同的情况下，刹车需要的距离就更长，车就越不容易停下来，危险性更高，所以骑自行车时速度不能太快。 11.2 功率 课堂小结 11.2 功率 初中物理鹿老师 ①定义：物体能够对外做功，就说这个物体具有能量。 ②实质：物体做功的过程，就是能量的转化过程。 能量是表示物体做功本领的物理量。 ③单位：焦耳（J）。 ①定义：物体由于运动而具有的能。 ②影响因素：物体的速度，物体的质量。 ①定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。 ②影响因素：物体的质量，物体所处的高度。 ①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 ②影响因素：弹性形变程度、物体的材料。 动能和势能 能量 弹性 势能 动能 重力势能 初中物理鹿老师 谢 谢 $$