第三节 动能和势能（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

第3节 动能和势能（导学案） 【学习目标】 1.通过对动能、势能的学习，初步建立能量的观念。 2.从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位。 3.能从能量的角度解释具体情境中的问题。 【学习重点】 理解动能和势能的概念；探究影响动能和势能大小的因素。 【学习难点】 能的概念的建立。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.能量： （1）一个物体 ，我们就说这个物体具有能量。 （2）理解 ① 能量表示物体 大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就 。 ② 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 2、动能和势能 （1）动能 ①概念：物体由于 而具有的能 ②影响因素： 、 。 （2）势能 ①重力势能 a.概念：物体由于受到 并处在一定高度时所具有的能 b．影响因素： 、 。 ②弹性势能 a.概念：物体由于 而具有的能； b．影响因素： 。 （3）联系：动能和是能在一定条件下可以相互转化 【探究新知】 【学习任务一】能量 看一看：观察“严禁高空抛物”的宣传画 想一想： 小小的鸡蛋为什么能够把人击伤？ 流动的空气可推动帆船前进而做功；高处的桩锤下落可冲击桩头而做功；张开的弓可使箭射出而做功。 1.能量概念： 一个物体 对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能。 流动的空气、举高的重锤、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。 特别强调：任何物体只要 则它就具有能量。 2.能量的实质： 物体做功的过程就是能的 过程。 物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。 3.能量的单位： 物体做功的过程就是能转化过程，因此能与功的单位相同，都是 （J）。 【例题1】下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【学习任务二】动能 看一看：运动的物体是否具有能？ 分析以下事例，看看运动的物体能否做功？ 1.动能概念： 分析：运动的推土机对泥土做了功；飞行的子弹对苹果做了功；风对风车做了功。所以运动的推土机、飞行的子弹和流动的空气都具有能。 物体由于 而具有的能量叫做动能。 一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的飞机、地上行驶的汽车、流动的河水等。 2.实验：影响动能大小的因素 （1）猜想与假设： 动能大小可能与物体的运动速度有关。理由 ； 动能大小可能与物体的质量有关。理由 。 你还有其它猜想吗？ （2）实验器材： 两个不同质量的钢球、斜面、木块等。 （3）实验方法： ①转换法：通过木块被撞击后 反映钢球动能大小。 ②控制变量法：在研究动能与速度的关系时，控制钢球 不变；在研究动能与质量的关系时，控制钢球 不变。 ●加油站 从光滑斜面上由静止释放的小球，到达斜面底端的速度只与 有关，释放位置越高，到达底端的速度越大。 （4）实验步骤： ①从斜面的不同高度由静止释放同一钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离，你可得出什么结论？ ②从斜面的同一高度由静止释放质量不同的钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离，你可得出什么结论？ （5）分析论证： ①实验表明，同一钢球从斜面的不同高度由静止释放时，高度越高，钢球运动到底端时的速度 ，木块被推得越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能 。 ②质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放时，钢球质量越大，木块被推得 ，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能 。 （6）实验结论：大量实验研究表明： 物体的动能与物体的 有关。质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大。速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大。 （7）反思交流： A.使钢球获得动能的方法：将钢球从 。 B.改变钢球在斜面上下落高度的目的：改变钢球达到斜面底端时的 。 C.如果木块被撞后滑出木板，应该怎么办？ 可以换用质量 的木块、换质量 的钢球或者换用长度 的同样木板。 （8）学以致用： 现在你能解释“小小的飞鸟为什么对飞行中的飞机造成如此大的危害”了吗？ 小鸟相对于高速飞行的飞机来说，速度非常大，因此对于飞机来讲，它具有的 很大，所以会撞毁飞机。 【例题2】小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验： （1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与水平上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是 ； ②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用 图； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ； ④从甲组实验可以得出的结论是 。 【学习任务三】重力势能 看一看：下列物体是否具有能？ 分析以下事例，看它们（石头、撑杆、弹簧）能否做功？ 1.重力势能： 分析：打桩机上被举高的桩锤，在下落过程中能冲击桩头做功，表明它具有能量；高山上的石头下落时，能摧毁树木、车辆，表明它具有能量。 概念：物体由于处于一定的 所具有的能叫做重力势能。 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时，都具有重力势能。例如，空中的飞机、小鸟；教室内的电灯、电扇等。 2.实验：影响重力势能大小的因素： （1）猜想与假设： 重力势能大小可能与物体的运动速度有关。理由 ； 重力势能大小可能与物体的质量有关。理由 。 你还有其它猜想吗？ （2）实验器材：不同质量的物体、小方桌、细沙等。 （3）实验方法： ①转换法：通过 反映物体重力势能大小。 ②控制变量法：在研究重力势能与质量的关系时，控制物体 不变；在研究重力势能与高度的关系时，控制物体质量不变。 （4）实验步骤： ①同一重物从不同高度由静止释放（如图：甲乙，已知A、B质量相等），自由下落撞击沙箱中的小方桌。比较小方桌下陷的深度，你可得出什么结论？ ②质量不同的物体从相同高度由静止释放后（如图：甲丙，已知A的质量小于C的质量），自由下落撞击沙箱中的小方桌。比较小方桌下陷的深度，你又可得出什么结论？ （5）分析论证： 实验表明，重物质量越大或同一重物被举得越高，受到撞击的小方桌陷入沙中 ，重物对小方桌做的功就越多，重物具有的重力势能越大。 （6）实验结论： 物体的重力势能与物体的 和它所在位置的 有关。质量相同时，越高的物体具有的重力势能越大。高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大。 （7）学以致用： 想一想：小小的鸡蛋为什么能够把人击伤？为什么严禁高空抛物？在建筑工地上，为什么要挂起这些安全警示牌？ 【例题3】如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 【学习任务四】弹性势能 看一看：下列物体是否具有能？ 分析以下事例，看它们能否做功？ 1.弹性势能： 分析：张开的弓可以使箭射出而对箭做功，表明张开的弓具有能量。网球拍击打网球时对其做功，将网球弹出，表明发生形变的网球拍也具有能量。 概念：物体因发生 而具有的能叫做弹性势能。 原来，发生弹性形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。 2.影响弹性势能大小的因素： 生活现象： （1）在射箭时，弓张得越满，放手后，箭就射得越远。 （2）玩弹弓时，橡皮筋的弹性形变越大，“子弹”被弹射得越远； 这表明，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越 ；另外弹性势能大小还与物体的 有关。 人们将重力势能、弹性势能这类能统称为 。 ●拓展一步：由于物体所在位置，总是相对于一定的参考位置而言的，所以，重力势能的大小也是相对于一定的参考位置而言的。 【例题4】将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大 D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．长征运载火箭在加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能增大 2．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”在生活中，我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是高处的物体具有较大的（　　） A．重力势能 B．弹性势能 C．动能 D．内能 3．我校秋季运动会中涉及很多物理知识，下列描述正确的是（　　） A．图甲中，实心球在空中上升的过程中，重力势能增加 B．图甲中，实心球上升至最高点时速度为零，其动能也为零 C．图乙中，压弯的撑杆恢复原状过程中，其弹性势能增加 D．图乙中，运动员上升过程中，运动员的动能转化为了撑杆的弹性势能 4．图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 5．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 6．小明用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。本实验运用木块被推动的 来表示小球动能的大小。实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系。 7．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A．与卡片的质量有关； B．与橡皮筋的形变量有关； C．与橡皮筋的条数有关。 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有弹性势能； （2）卡片下落过程中将 能转化为 能； （3）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，选择同一根橡皮筋。操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 ； （4）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的两个小豁口之间的间距减小，压平松手，则卡片跳起的高度变 （高/低）。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 动能和势能（导学案） 【学习目标】 1.通过对动能、势能的学习，初步建立能量的观念。 2.从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位。 3.能从能量的角度解释具体情境中的问题。 【学习重点】 理解动能和势能的概念；探究影响动能和势能大小的因素。 【学习难点】 能的概念的建立。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.能量： （1）一个物体 能够做功 ，我们就说这个物体具有能量。 （2）理解 ① 能量表示物体 做功本领 大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就 越大 。 ② 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 2、动能和势能 （1）动能 ①概念：物体由于 运动 而具有的能 ②影响因素： 质量 、 速度 。 （2）势能 ①重力势能 a.概念：物体由于受到 重力 并处在一定高度时所具有的能 b．影响因素： 质量 、 高度 。 ②弹性势能 a. 概念：物体由于 发生弹性形变 而具有的能； b．影响因素： 弹性形变程度 。 （3）联系：动能和势能在一定条件下可以相互转化 【探究新知】 【学习任务一】能量 看一看：观察“严禁高空抛物”的宣传画 想一想： 小小的鸡蛋为什么能够把人击伤？ 流动的空气可推动帆船前进而做功；高处的桩锤下落可冲击桩头而做功；张开的弓可使箭射出而做功。 1.能量概念： 一个物体能够对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能。 流动的空气、举高的重锤、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。 特别强调：任何物体只要能够对外做功，则它就具有能量。 2.能量的实质： 物体做功的过程就是能的转化过程。 物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。 3.能量的单位： 物体做功的过程就是能转化过程，因此能与功的单位相同，都是焦耳（J）。 【例题1】下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【答案】D 【解析】A．一个物体没有做功，可能具有能量，例如：静止在高处的苹果具有重力势能，故A错误；   B．物体能够做功，表示这个物体具有能量，能够做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能，或其他形式的能，故B错误；   C．一个物体具有能量，说明它具有做功本领，但物体不一定做功，故C错误；   D．一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能，故D正确。   故选D。 【学习任务二】动能 看一看：运动的物体是否具有能？ 分析以下事例，看看运动的物体能否做功？ 1.动能概念： 分析：运动的推土机对泥土做了功；飞行的子弹对苹果做了功；风对风车做了功。所以运动的推土机、飞行的子弹和流动的空气都具有能。 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的飞机、地上行驶的汽车、流动的河水等。 2.实验：影响动能大小的因素 （1）猜想与假设： 动能大小可能与物体的运动速度有关。理由 ； 动能大小可能与物体的质量有关。理由 。 你还有其它猜想吗？ （2）实验器材： 两个不同质量的钢球、斜面、木块等。 （3）实验方法： ①转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 ②控制变量法：在研究动能与速度的关系时，控制钢球质量不变；在研究动能与质量的关系时，控制钢球速度不变。 ●加油站 从光滑斜面上由静止释放的小球，到达斜面底端的速度只与释放位置的高度有关，释放位置越高，到达底端的速度越大。 （4）实验步骤： ①从斜面的不同高度由静止释放同一钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离，你可得出什么结论？ ②从斜面的同一高度由静止释放质量不同的钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离，你可得出什么结论？ （5）分析论证： ①实验表明，同一钢球从斜面的不同高度由静止释放时，高度越高，钢球运动到底端时的速度越大，木块被推得越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越大。 ②质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放时，钢球质量越大，木块被推得越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越大。 （6）实验结论：大量实验研究表明： 物体的动能与物体的质量和速度有关。质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大。速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大。 （7）反思交流： A.使钢球获得动能的方法：将钢球从斜面某一高度由静止释放。 B.改变钢球在斜面上下落高度的目的：改变钢球达到斜面底端时的速度。 C.如果木块被撞后滑出木板，应该怎么办？ 可以换用质量更大的木块、换质量较小的钢球或者换用长度较长的同样木板。 （8）学以致用： 现在你能解释“小小的飞鸟为什么对飞行中的飞机造成如此大的危害”了吗？ 小鸟相对于高速飞行的飞机来说，速度非常大，因此对于飞机来讲，它具有的动能很大，所以会撞毁飞机。 【例题2】小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验： （1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与水平上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是 ； ②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用 图； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ； ④从甲组实验可以得出的结论是 。 【答案】 纸盒移动的距离的大小 甲 使小球到达水平面时的速度相同 小球的质量相同时，速度越大，动能越大 【详解】[1]小球对纸盒做功，把纸盒推出的距离长，说明小球的动能大。可由纸盒移动的距离的大小，反应小球动能的大小，这里用了转换法。 [2]要研究动能与速度关系，需要控制质量相同，速度不同（小球下滑高度不同），甲图满足这两个条件。 [3]球起始点的高度越高，球到达水平面时的速度越大，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是：使小球到达水平面时的速度相同。 [4]由甲图可知，小球质量相同，小球的高度越高，到水平面速度越快，纸盒在水平面上移动的距离越远，所以可得出结论：小球的质量相同时，速度越大，动能越大。 【学习任务三】重力势能 看一看：下列物体是否具有能？ 分析以下事例，看它们（石头、撑杆、弹簧）能否做功？ 1.重力势能： 分析：打桩机上被举高的桩锤，在下落过程中能冲击桩头做功，表明它具有能量；高山上的石头下落时，能摧毁树木、车辆，表明它具有能量。 概念：物体由于处于一定的高度所具有的能叫做重力势能。 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时，都具有重力势能。例如，空中的飞机、小鸟；教室内的电灯、电扇等。 2.实验：影响重力势能大小的因素： （1）猜想与假设： 重力势能大小可能与物体的运动速度有关。理由 ； 重力势能大小可能与物体的质量有关。理由 。 你还有其它猜想吗？ （2）实验器材：不同质量的物体、小方桌、细沙等。 （3）实验方法： ①转换法：通过小方桌被撞击后下陷的深度反映物体重力势能大小。 ②控制变量法：在研究重力势能与质量的关系时，控制物体高度不变；在研究重力势能与高度的关系时，控制物体质量不变。 （4）实验步骤： ①同一重物从不同高度由静止释放（如图：甲乙，已知A、B质量相等），自由下落撞击沙箱中的小方桌。比较小方桌下陷的深度，你可得出什么结论？ ②质量不同的物体从相同高度由静止释放后（如图：甲丙，已知A的质量小于C的质量），自由下落撞击沙箱中的小方桌。比较小方桌下陷的深度，你又可得出什么结论？ （5）分析论证： 实验表明，重物质量越大或同一重物被举得越高，受到撞击的小方桌陷入沙中越深，重物对小方桌做的功就越多，重物具有的重力势能越大。 （6）实验结论： 物体的重力势能与物体的质量和它所在位置的高度有关。质量相同时，越高的物体具有的重力势能越大。高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大。 （7）学以致用： 想一想：小小的鸡蛋为什么能够把人击伤？为什么严禁高空抛物？在建筑工地上，为什么要挂起这些安全警示牌？ 【例题3】如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 【答案】(1)A (2) A、B 高度越高 (3)动能 (4)甲 【详解】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深，图中小球A陷入沙中的深度最大，说明小球A的重力势能最大。 （2）[1][2]若要判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，根据控制变量法可知，控制小球的质量相同，小球所处的高度不同，所以，可比较小球A、B；由题意和题图可知，小球A、B质量相同，所处的高度不同，小球A所处的高度较大，小球A陷入沙中的深度较大，说明小球A的重力势能较大，由此可得：物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能主要转化为动能。 （4）本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 【学习任务四】弹性势能 看一看：下列物体是否具有能？ 分析以下事例，看它们能否做功？ 1.弹性势能： 分析：张开的弓可以使箭射出而对箭做功，表明张开的弓具有能量。网球拍击打网球时对其做功，将网球弹出，表明发生形变的网球拍也具有能量。 概念：物体因发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 原来，发生弹性形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。 2.影响弹性势能大小的因素： 生活现象： （1）在射箭时，弓张得越满，放手后，箭就射得越远。 （2）玩弹弓时，橡皮筋的弹性形变越大，“子弹”被弹射得越远； 这表明，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大；另外弹性势能大小还与物体的材料有关。 人们将重力势能、弹性势能这类能统称为势能。 ●拓展一步：由于物体所在位置，总是相对于一定的参考位置而言的，所以，重力势能的大小也是相对于一定的参考位置而言的。 【例题4】将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大 D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 【答案】D 【详解】A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误； B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误； C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错误； D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。 故选D。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．长征运载火箭在加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能增大 【答案】D 【解析】长征运载火箭加速上升的过程中，火箭的质量不变，速度变大，高度变高。根据影响动能和势能的因素可知，火箭的动能增大，重力势能增大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”在生活中，我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是高处的物体具有较大的（　　） A．重力势能 B．弹性势能 C．动能 D．内能 【答案】A 【解析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。高空抛物现象之所以存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的重力势能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．我校秋季运动会中涉及很多物理知识，下列描述正确的是（　　） A．图甲中，实心球在空中上升的过程中，重力势能增加 B．图甲中，实心球上升至最高点时速度为零，其动能也为零 C．图乙中，压弯的撑杆恢复原状过程中，其弹性势能增加 D．图乙中，运动员上升过程中，运动员的动能转化为了撑杆的弹性势能 【答案】A 【解析】A．实心球在空中上升的过程中，高度变大，则重力势能增大，故A正确； B．实心球上升至最高点时，在竖直方向上速度为零，但实心球在水平方向还有向前的速度，所以其动能不为零，故B错误； C．压弯的撑杆在恢复原状过程中，其弹性形变程度减小，弹性势能减小，故C错误； D．运动员上升过程中，是弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故D错误。 故选A。 4．图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 【答案】B 【详解】A．重力势能的大小与质量和高度有关，释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，所以两球的重力势能不相等，故A错误； B．在测量影响小球重力势能大小的因素时，沙坑的凹陷程度被用来反映小球重力势能的大小。不同质量的小球从同一高度落下，沙坑凹陷程度不同。质量越大的小球打在沙坑上，沙坑凹陷程度就越大，说明其重力势能越大。故B正确； C．忽略空气阻力，机械能守恒，故乙球在P点和Q点的机械能相等，故C错误； D．从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。 故选B。 5．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 【答案】A 【详解】物体由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大。之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的动能，发生事故时破坏性较大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．小明用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。本实验运用木块被推动的 来表示小球动能的大小。实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系。 【答案】 距离 速度 【详解】[1]本实验运用木块被推动的距离来表示小球动能的大小，木块被推动的距离越长，表明小球进入水平面时的动能越大，采用了转换法。 [2]小球从斜面上滚下时的高度越大，进入水平面时的速度越大，实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与速度的关系。 7．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A．与卡片的质量有关； B．与橡皮筋的形变量有关； C．与橡皮筋的条数有关。 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有弹性势能； （2）卡片下落过程中将 能转化为 能； （3）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，选择同一根橡皮筋。操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 ； （4）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的两个小豁口之间的间距减小，压平松手，则卡片跳起的高度变 （高/低）。 【答案】 卡片跳起来 做功 重力势 动 控制卡片的弹性形变相同 低 【详解】（1）[1][2]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起；这个现象说明发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，因此它能对卡片做功。 （2）[3][4]卡片下落过程这个现象中，卡片的质量不变、高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，说明将卡片的重力势能转化为卡片的动能。 （3）[5]探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同。操作中将卡片反过来，根据控制变量法，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同。 （4）[6]探究跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔减小，压平松手，则橡皮筋的形变量减小，弹性势能减小，转化成的重力势能减小，故卡片跳起的高度变低。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $