11.3 动能和势能 探究物体的动能、势能跟哪些因素有关 讲义-2025-2026学年人教版物理八年级下册

本讲义聚焦“探究物体的动能、势能跟哪些因素有关”核心知识点，系统梳理动能与质量和速度、弹性势能与形变程度及材料、重力势能与质量和高度的关系，通过转换法（木块移动距离等）和控制变量法搭建从概念到实验的学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过钢球撞击木块、橡皮条弹射弹珠等实例培养科学探究能力，运用控制变量法和数据对比体现科学思维，联系车祸危害等生活场景强化能量观念。课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

实验探究18 探究物体的动能、势能跟哪些因素有关 专题考点归纳 探究决定动能大小的因素 1.转换法的应用：通过观察木块被推动的距离来判断物体动能的大小，实验中通过小球从斜面上滚下的高度来控制小球到达水平面时的速度。 2.控制变量法的应用：影响动能的因素有多个，通过控制小球的质量相等，研究动能与速度的关系；通过控制小球的速度相等，研究动能与质量的关系。 3.结合牛顿第一定律的内容对该实验现象进行描述和判断。 类型 ① 探究物体的动能跟哪些因素有关 1.如图所示，在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中： (1)将钢球 A分别从斜面不同高度处由静止释放，撞击水平面上的木块 B。这是为了探究物体的动能大小与 (选填“速度”或“质量”)的关系。 (2)将钢球A 和一个乒乓球(质量小于钢球)分别从斜面同一高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。实验发现：钢球撞击木块时，木块移动了一段距离；乒乓球撞击木块时，木块仍保持静止。该实验 (选填“能”或“不能”)初步说明物体的动能跟物体的质量有关。 (3)如表是几组实验数据，分析数据初步得到：在质量和速度两种因素中， 对动能影响更大。 实验次数 钢球质量/g 钢球释放高度/ cm 钢球撞击木块时的速度 木块移动的距离/ cm 1 100 10 1.32 15.2 2 100 20 1.86 30.1 3 200 10 1.31 30.0 2.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关? 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关。 【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 。 【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： 。 【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。 类型 ② 探究弹性势能的大小跟哪些因素有关 3.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 (1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度(未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小。 (2)为验证猜想二，需选用 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松手后小球碰到同一位置的相同木块，对数据进行比较分析，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 4.(2024咸宁)小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表所示。请回答下列问题： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 (1)实验中通过比较 来比较橡皮筋弹性势能的大小。 (2)比较1、3两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 有关。 (3)用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 (选填字母标号)。 A.窄而长的 B.宽而长的 C.窄而短的 D.宽而短的 类型③ 探究影响物体重力势能大小的因素 5.(2024荆州)小明利用实验小桌、装有细沙的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处(图中水平虚线处)由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细沙中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细沙中的位置。已知实验中三个物体的质量关系为 物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： (1)该实验是通过观察比较 来判断物体重力势能大小的。 (2)比较 两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体质量有关。 (3)比较甲、丙、丁三次的实验结果可知， 相同的物体， 大，它的 越大。 实验探究 18 探究物体的动能、势能跟哪些因素有关 专题考点归纳 探究决定动能大小的因素 1.转换法的应用：通过观察木块被推动的距离来判断物体动能的大小，实验中通过小球从斜面上滚下的高度来控制小球到达水平面时的速度。 2.控制变量法的应用：影响动能的因素有多个，通过控制小球的质量相等，研究动能与速度的关系；通过控制小球的速度相等，研究动能与质量的关系。 3.结合牛顿第一定律的内容对该实验现象进行描述和判断。 类型 ① 探究物体的动能跟哪些因素有关 1.如图所示，在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中： (1)将钢球 A分别从斜面不同高度处由静止释放，撞击水平面上的木块 B。这是为了探究物体的动能大小与 速度 (选填“速度”或“质量”)的关系。 (2)将钢球A和一个乒乓球(质量小于钢球)分别从斜面同一高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。实验发现：钢球撞击木块时，木块移动了一段距离；乒乓球撞击木块时，木块仍保持静止。该实验 能 (选填“能”或“不能”)初步说明物体的动能跟物体的质量有关。 (3)如表是几组实验数据，分析数据初步得到：在质量和速度两种因素中， 速度 对动能影响更大。 实验次数 钢球质量/g 钢球释放高度/ cm 钢球撞击木块时的速度 木块移动的距离/ cm 1 100 10 1.32 15.2 2 100 20 1.86 30.1 3 200 10 1.31 30.0 2.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关? 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 速度 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 大 。 【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量一定时，物体的速度越大，动能越大 。 【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。 类型 2 探究弹性势能的大小跟哪些因素有关 3.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 (1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 不同 (选填“相同”或“不同”)的长度(未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 木块被推开的距离 ，从而比较弹性势能的大小。 (2)为验证猜想二，需选用 长度和粗细相同，材料不同 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 相同 (选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松手后小球碰到同一位置的相同木块，对数据进行比较分析，若 木块被撞击后移动的距离不同 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 4.(2024咸宁)小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表所示。请回答下列问题： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 (1)实验中通过比较 弹珠被弹射的水平距离 来比较橡皮筋弹性势能的大小。 (2)比较1、3两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 宽度 有关。 (3)用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 D (选填字母标号)。 A.窄而长的 B.宽而长的 C.窄而短的 D.宽而短的 类型 3 探究影响物体重力势能大小的因素 5.(2024.荆州)小明利用实验小桌、装有细沙的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处(图中水平虚线处)由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细沙中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细沙中的位置。已知实验中三个物体的质量关系为 物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： (1)该实验是通过观察比较 桌腿陷入细沙的深度 来判断物体重力势能大小的。 (2)比较 甲、丙(甲、丁或丙、丁) 两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体质量有关。 (3)比较甲、丙、丁三次的实验结果可知， 高度 相同的物体， 质量越 大，它的 重力势能 越大。 学科网（北京）股份有限公司 $