第十一章功和机械能第3节动能和势能人教版物理八年级下册2013年6月2日中午，一幕真实版“愤怒的小鸟”在江苏镇江附近上演，与小鸟相撞的是一列高铁。“砰”的一声闷响后，小鸟当场死亡，高铁挡风玻璃则出现大面积开裂，被迫检修并换车。平时小鸟撞到我们房子的玻璃上，玻璃安然无恙，而高铁的玻璃强度是非常高的，那么小鸟撞到高铁的玻璃上为什么会撞碎玻璃呢？这种力量哪里来的呢？1.了解能量的概念和单位，知道物体做功的实质；理解动能、势能的概念，能判断生活中常见的物体是否具有动能和势能。2.通过实验，了解动能、重力势能、弹性势能的大小分别与什么因素有关，并能解释简单的现象。湍急的流水能推动水车，高速运动的子弹能击穿靶体，飓风能吹倒大树、泥石流摧毁房屋流水、子弹、飓风、泥石流都做了功。物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。运动的保龄球打在木瓶上，木瓶被撞开，保龄球对木瓶做了功。表明保龄球具有能量。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。探究：物体的动能与哪些因素有关猜想：动能大小可能与物体运动速度、物体质量有关。B被推得越远，A对B做的功就越多，A的动能也就越大。转换法控制变量法实验设计：钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的钢球A碰上物体B后，能将B推动一段距离。钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越________(快、慢)，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越_______。快大速度相同时，质量越_______的钢球能将物体B撞得越远。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越________。大大物体动能的大小跟速度、质量有关。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。实验结论讨论：如图为高速公路限速牌，请用物理学术语解释。答:物体的速度大动能就大不容易刹车容易造成交通事故。答：质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的低。2.为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？1.为什么要对机动车的行驶速度进行限制？根据数据推断，质量和速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？速度例子：高山上的石头、举高的铁锤、从高楼扔下的物体物体由于被举高而具有的能量，叫重力势能。打桩机工作时，高高举起的重锤落下时，可以把桩打入地里，重锤对桩做了功。这说明高处的重锤具有能量。说一说：知道这些安全警示牌表示什么含义？当心吊物当心落物必须戴安全帽探究：影响重力势能大小的因素猜想设计实验A:将不同质量的重锤，举高到同一高度后让其自由下落，观察每次木桩下陷的程度。B:将同一重锤举高到不同高度后让其自由下落，撞击木桩，观察每次木桩下陷的程度。物体重力势能可能跟_____________与_______________有关。“控制变量法”被举高的高度物体的质量“转换法”物体被举高度一定，质量越大，重力势能越大；物体质量一定，被举得越高，重力势能越大。水力发电站要想发出更多的电来，就要想办法储存更多的水，将水位提得更高，也就是尽量使水的重力势能更大。上紧的发条被压弯的跳板被拉弯的弓物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。发生形变的物体在恢复形变时可以做功，它们也具有能量。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。例1（2019长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：（1）上述3次实验中，第______次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越_______，这个结论可用于解释汽车________（选填“超速”或“超载”）带来的危害。3大超载例2（2019郴州）一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（）A动能不变B动能减小C重力势能不变D重力势能增大B高度不变速度不变质量减小例3（2018广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：（1）弹簧弹性势能的大小是通过_______________________来衡量的。（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用__________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变____________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和____________________两种物理思想方法。物体M被弹出的距离相同AP控制变量法1.下列说法中错误的是()A.拉弯的弓能将箭射出，所以拉弯了的弓具有能量B.高空坠物会砸伤人，坠物具有能量C.流动的空气能带动风车、推动帆船，所以流动的空气具有能量D.急流的河水将石头冲走，河水没有能量，石头具有能量D基础巩固题2.一个弹簧既能被拉长也能被压缩关于弹簧的弹性势能下列说法正确的是()A.弹簧被拉长比被压缩时的弹性势能小B.弹簧被压缩时没有弹性势能C.弹簧被拉长与被压缩时的弹性势能不可能相等D.无论弹簧被拉长还是被压缩，在一定范围内弹簧形变越大，具有的弹性势能越大D基础巩固题3.一跳伞运动员跳离飞机当降落伞张开后他开始匀速下降此时他的重力势能将____________他的动能将____________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)减小不变基础巩固题4.将体积相等的实心铅球和铁球放在同一水平桌面上则铅球的重力势能(选填“大于”“等于”或“小于”)铁球的重力势能(以地面为参考面铅铁)。现将铅球斜向上方抛出落至地面此现象表明力是改变物体_____的原因此过程中铅球的动能变化是____________。大于先减小后增大运动状态基础巩固题如图所示在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒完成以下实验。能力提升题(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近可以得出结论:质量相同时物体的____________越大动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能_________。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力_________（选填“相同”或“不同”）速度越大相同能力提升题(2)如果做乙图实验时硬纸盒被撞后滑出木板掉落为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下应采用以下_____方法(填写正确选项前的字母)。A.换用质量更小的钢球B.给水平木板铺上毛巾C.适当降低钢球的高度D.换用一个较重的硬纸盒C能力提升题(3)若要探究影响动能大小的另一因素具体的操作方法是：选择两个________不同的钢球从同一斜面相同高度由静止滑下。(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码设计了如图丙所示实验探究影响滑动摩擦力大小的因素通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与_________有关。质量压力大小能力提升题