第十一章功和機(jī)械能第3節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能人教版物理八年級(jí)下冊(cè)2013年6月2日中午，一幕真實(shí)版“憤怒的小鳥”在江蘇鎮(zhèn)江附近上演，與小鳥相撞的是一列高鐵。“砰”的一聲悶響后，小鳥當(dāng)場(chǎng)死亡，高鐵擋風(fēng)玻璃則出現(xiàn)大面積開裂，被迫檢修并換車。平時(shí)小鳥撞到我們房子的玻璃上，玻璃安然無恙，而高鐵的玻璃強(qiáng)度是非常高的，那么小鳥撞到高鐵的玻璃上為什么會(huì)撞碎玻璃呢？這種力量哪里來的呢？1.了解能量的概念和單位，知道物體做功的實(shí)質(zhì)；理解動(dòng)能、勢(shì)能的概念，能判斷生活中常見的物體是否具有動(dòng)能和勢(shì)能。2.通過實(shí)驗(yàn)，了解動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的大小分別與什么因素有關(guān)，并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象。湍急的流水能推動(dòng)水車，高速運(yùn)動(dòng)的子彈能擊穿靶體，颶風(fēng)能吹倒大樹、泥石流摧毀房屋流水、子彈、颶風(fēng)、泥石流都做了功。物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能。一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。能量的單位與功的單位相同，也是焦耳。運(yùn)動(dòng)的保齡球打在木瓶上，木瓶被撞開，保齡球?qū)δ酒孔隽斯Α１砻鞅｝g球具有能量。物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。探究：物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)猜想：動(dòng)能大小可能與物體運(yùn)動(dòng)速度、物體質(zhì)量有關(guān)。B被推得越遠(yuǎn)，A對(duì)B做的功就越多，A的動(dòng)能也就越大。轉(zhuǎn)換法控制變量法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：鋼球從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的鋼球A碰上物體B后，能將B推動(dòng)一段距離。鋼球從高處滾下，高度h越高，鋼球運(yùn)動(dòng)到底部時(shí)越________(快、慢)，物體B被撞得越遠(yuǎn)。所以，質(zhì)量相同時(shí)，鋼球的速度越大，動(dòng)能越_______。快大速度相同時(shí)，質(zhì)量越_______的鋼球能將物體B撞得越遠(yuǎn)。所以，鋼球的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越________。大大物體動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論討論：如圖為高速公路限速牌，請(qǐng)用物理學(xué)術(shù)語解釋。答:物體的速度大動(dòng)能就大不容易剎車容易造成交通事故。答：質(zhì)量大，動(dòng)能就大，所以大客車的限速要比小汽車的低。2.為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不一樣？1.為什么要對(duì)機(jī)動(dòng)車的行駛速度進(jìn)行限制？根據(jù)數(shù)據(jù)推斷，質(zhì)量和速度相比，哪個(gè)因素對(duì)物體的動(dòng)能影響更大？速度例子：高山上的石頭、舉高的鐵錘、從高樓扔下的物體物體由于被舉高而具有的能量，叫重力勢(shì)能。打樁機(jī)工作時(shí)，高高舉起的重錘落下時(shí)，可以把樁打入地里，重錘對(duì)樁做了功。這說明高處的重錘具有能量。說一說：知道這些安全警示牌表示什么含義？當(dāng)心吊物當(dāng)心落物必須戴安全帽探究：影響重力勢(shì)能大小的因素猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)A:將不同質(zhì)量的重錘，舉高到同一高度后讓其自由下落，觀察每次木樁下陷的程度。B:將同一重錘舉高到不同高度后讓其自由下落，撞擊木樁，觀察每次木樁下陷的程度。物體重力勢(shì)能可能跟_____________與_______________有關(guān)。“控制變量法”被舉高的高度物體的質(zhì)量“轉(zhuǎn)換法”物體被舉高度一定，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；物體質(zhì)量一定，被舉得越高，重力勢(shì)能越大。水力發(fā)電站要想發(fā)出更多的電來，就要想辦法儲(chǔ)存更多的水，將水位提得更高，也就是盡量使水的重力勢(shì)能更大。上緊的發(fā)條被壓彎的跳板被拉彎的弓物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，叫彈性勢(shì)能。發(fā)生形變的物體在恢復(fù)形變時(shí)可以做功，它們也具有能量。物體的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能就越大。例1（2019長(zhǎng)沙）如圖，小海在研究“物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”時(shí)，將質(zhì)量為m的小鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)，將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。小海的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如下：（1）上述3次實(shí)驗(yàn)中，第______次實(shí)驗(yàn)鋼球滑到斜槽底端時(shí)動(dòng)能最大；（2）上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)速度一定時(shí)，鋼球的質(zhì)量越大，動(dòng)能越_______，這個(gè)結(jié)論可用于解釋汽車________（選填“超速”或“超載”）帶來的危害。3大超載例2（2019郴州）一架飛機(jī)在高空中水平勻速飛行，向?yàn)?zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資。該飛機(jī)在此過程中（）A動(dòng)能不變B動(dòng)能減小C重力勢(shì)能不變D重力勢(shì)能增大B高度不變速度不變質(zhì)量減小例3（2018廣元）小蘇同學(xué)的物理興趣小組準(zhǔn)備探究“彈簧彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”。他們猜想：彈簧彈性勢(shì)能可能與彈簧長(zhǎng)度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關(guān)。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，把彈簧放在水平面上，其左端固定在墻上，AO等于彈簧原長(zhǎng)，水平面O點(diǎn)左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙。將物體M從O點(diǎn)壓縮彈簧到P點(diǎn)，然后由靜止釋放，當(dāng)物體M運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與彈簧分開，最終運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)靜止。請(qǐng)補(bǔ)充完成他們的探究過程：（1）彈簧彈性勢(shì)能的大小是通過_______________________來衡量的。（2）探究彈簧彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度變化量的關(guān)系，應(yīng)該選用__________（選填“相同”或“不同”）彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并先后改變____________之間的距離，測(cè)出OQ的距離，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量多組數(shù)據(jù)并記錄。（3）小蘇的實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論。在上面的實(shí)驗(yàn)中，他們運(yùn)用到了轉(zhuǎn)換法和____________________兩種物理思想方法。物體M被彈出的距離相同AP控制變量法1.下列說法中錯(cuò)誤的是()A.拉彎的弓能將箭射出，所以拉彎了的弓具有能量B.高空墜物會(huì)砸傷人，墜物具有能量C.流動(dòng)的空氣能帶動(dòng)風(fēng)車、推動(dòng)帆船，所以流動(dòng)的空氣具有能量D.急流的河水將石頭沖走，河水沒有能量，石頭具有能量D基礎(chǔ)鞏固題2.一個(gè)彈簧既能被拉長(zhǎng)也能被壓縮關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能下列說法正確的是()A.彈簧被拉長(zhǎng)比被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能小B.彈簧被壓縮時(shí)沒有彈性勢(shì)能C.彈簧被拉長(zhǎng)與被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能不可能相等D.無論彈簧被拉長(zhǎng)還是被壓縮，在一定范圍內(nèi)彈簧形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能越大D基礎(chǔ)鞏固題3.一跳傘運(yùn)動(dòng)員跳離飛機(jī)當(dāng)降落傘張開后他開始勻速下降此時(shí)他的重力勢(shì)能將____________他的動(dòng)能將____________。(均選填“增大”“減小”或“不變”)減小不變基礎(chǔ)鞏固題4.將體積相等的實(shí)心鉛球和鐵球放在同一水平桌面上則鉛球的重力勢(shì)能(選填“大于”“等于”或“小于”)鐵球的重力勢(shì)能(以地面為參考面鉛鐵)。現(xiàn)將鉛球斜向上方拋出落至地面此現(xiàn)象表明力是改變物體_____的原因此過程中鉛球的動(dòng)能變化是____________。大于先減小后增大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基礎(chǔ)鞏固題如圖所示在探究“動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中小陽用同一實(shí)驗(yàn)裝置，讓從斜面上滾下的小鋼球鉆入水平面上的硬紙盒完成以下實(shí)驗(yàn)。能力提升題(1)通過比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中硬紙盒被推的遠(yuǎn)近可以得出結(jié)論:質(zhì)量相同時(shí)物體的____________越大動(dòng)能越大。對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)還可以得出：質(zhì)量相同時(shí)，物體位置越高，重力勢(shì)能_________。在甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中，硬紙盒所受滑動(dòng)摩擦力_________（選填“相同”或“不同”）速度越大相同能力提升題(2)如果做乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)硬紙盒被撞后滑出木板掉落為防止因此造成硬紙盒損壞需改進(jìn)乙圖實(shí)驗(yàn)再與甲圖實(shí)驗(yàn)對(duì)比。在不改變木板長(zhǎng)度的情況下應(yīng)采用以下_____方法(填寫正確選項(xiàng)前的字母)。A.換用質(zhì)量更小的鋼球B.給水平木板鋪上毛巾C.適當(dāng)降低鋼球的高度D.換用一個(gè)較重的硬紙盒C能力提升題(3)若要探究影響動(dòng)能大小的另一因素具體的操作方法是：選擇兩個(gè)________不同的鋼球從同一斜面相同高度由靜止滑下。(4)小陽在原硬紙盒的上表面粘上砝碼設(shè)計(jì)了如圖丙所示實(shí)驗(yàn)探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素通過比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可得出：滑動(dòng)摩擦力與_________有關(guān)。質(zhì)量壓力大小能力提升題