八年级物理动能和势能人教版知识精讲

初二物理动能和势能人教版【本讲教育信息】.教学内容：动能和势能.重点、难点：理解动能、重力势能的初步概念，知道弹性势能。（1）知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能并能举例说明。（2）知道动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。.知识点分析：关于能量概念的建立自然界能量的形式很多，如电能、光能、原子能等，机械能也是能量的一种形式。因为能量概念很抽象，所以怎样理解“能量”这个概念是本章教学中的难点，为了突破这个难点，必须把抽象的概念具体化，这就是把能量和做功紧密结合起来，因为功是能量变化的量度。一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量，例如，处在较高位置的物体，让它落下来，就可以做一定数量的功。飞行的子弹碰到障碍物，也可以对障碍物做功。所以，地面上的物体和高处的物体不同，后者可以做功，而前者不能；运动的物体和静止的物体也不同，运动的物体可以做功，静止的物体就不能。高处的物体落到地面，可以做功，但是在未落下前，它只具有做功的可能性，即具有做功的本领；同样，运动的物体遇到障碍物时，可以做功，但是没有遇到障碍物之前，也只具有做功的本领。物体具有做功的本领，我们就说物体具有能。一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。比如，同一个重锤被举得越高，落下时能把木桩打进地里越深，即被举得越高的重锤能够做的功越多，所以我们说它具有的能量就越大。正因为如此，可以用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。功和能是两个关系密切，而含义又不相同的物理量，根据书中“能”的概念可知，一个物体具有了能，就可以做功。需要注意的是：（1）具有能的物体，不一定都处在做功的过程中，如：悬挂着的钢球，它虽然没有做功，但它具有重力势能。（2）做功的过程，一定伴随着能量的转化。如打桩机被举高的重锤落下来砸在石桩上，重锤在下落的过程中重力做功，将重力势能转化为动能；被压缩的弹簧将放在弹簧上面的祛码弹起时，弹力做功将弹簧的弹性势能转化为祛码的动能。T31-「或机尴目尸，舲嶙性势能的因素熟睚立萌能的因素静畸^的因素T31-「或机尴目尸，舲嶙性势能的因素熟睚立萌能的因素静畸^的因素重力势能弹蛾能.动能的概念及其决定因素：物体由于运动而具有的能量，叫做动能，例如飞行的子弹遇到障碍物能克服阻力前进而做功，所以子弹具有动能。一切运动的物体都具有动能。运动物体的动能跟它的速度、质量有关。物体的质量和速度越大，其动能越大，从枪膛射出的子弹，由于速度很大，所以动能也很大，而具有杀伤力，而静止的子弹速度为零，动能也为零，对人不构成危险。从楼顶下一个乒乓球和一个石块，由于乒乓球质量小，动能小，人们对乒乓球并不害怕，而石块质量较大，动能也较大，一旦落在头上，定会让你头破血流。由于运动是相对的，所以动能的大小也是相对的，通常所说的速度是以地球为参照物，所以物体的动能是相对地球的。飞行的子弹谁也不愿碰到，但在第二次世界大战期间却出现了飞行员用手抓住飞行的子弹的事情。原因就是子弹相对于飞机的速度很小，其动能也就相对很小。.势能的概念及其决定因素物体由于被举高或发生弹性形变而具有的能，叫做势能。故势能包括重力势能和弹性势能。（1）重力势能：被举高的物体所具有的能，物体重力势能的大小跟物体的质量、物体被举高的高度有关。理解重力势能的关键是要物体被举高，这样物体在下落过程中才有可能对外做功。物体的质量越大，举得越高，物体具有的重力势能就越大。由于高度是相对的，所以重力势能也是相对的。通常以地面的高度为零，所说的重力势能大小是相对地面的。（2）弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。发生弹性形变的物体具有做功的本领，在恢复原来形状的过程中对其他物体做功。所以发生弹性形变的物体具有弹性势能，不发生弹性形变，就不具有弹性势能。【典型例题】［例1］下面的物体中，只具有动能的是 ；只有势能的是 ；既具有动能、又具有势能的是（）A.停在地面上的汽车B.在空中飞行的飞机C.被起重机吊在空中静止的货物D.弹簧E.在水平铁轨上正行驶的火车分析：停在地面上的汽车没有运动，它不具有动能；因在地面上，它也没有势能。正在空中飞行的飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。在空中静止的货物，它没有动能，只有重力势能。弹簧在没有发生弹性形变时，它不具有弹性势能。水平铁轨上行驶的火车，只有动能没有势能。解答：只有势能的是C；只有动能的是E；既有动能又有势能的是B。说明：在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变，符合哪一种能量的定义，就确定物体具有哪一种能量。［例2］体积相同的实心铜球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则（ ）A,铜球的动能小于木球的动能B.铜球的势能小于木球的势能C.铜球的机械能一定小于木球的机械能D.铜球的机械能一定等于木球的机械能分析：铜球静止，没有动能，木球运动着，具有动能。铜球和木球都在水平桌面上，离地面的高度相同，但铜球的质量大于木球的质量，因此铜球的重力势能大于木球的重力势能。机械能等于物体的势能与动能之和。铜球的动能为零，但势能大；木球的动能大，但势能小。由于不知它们的具体大小，所以无法比较铜球和木球的机械能的大小。解答：A说明：紧紧抓住决定动能、势能大小的因素进行分析，即可比较出物体具有动能、势能的多少。［例引判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？（1）货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小（2）电梯上升得越来越快（3）汽车在平直公路上匀速前进（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直分析：（1）货物在上升过程中，离地面的高度增加，运动速度减小。（2）电梯在上升过程中，离地面的高度及运动速度都增加。（3）汽车在平直公路上匀速行驶时，其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中，弹性形变逐渐变小。解答：（1）货物的重力势能增加，动能减少（2）电梯的重力势能增加，动能增加（3）汽车的重力势能、动能都不变（4）钢锯条的弹性势能减小说明：在说明动能的大小和变化时，应抓住质量和速度进行分析；说明势能的大小和变化时，应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。［例4］下列物体各具有什么形式的机械能?（1）高速升空的火箭（2）被拉长的弹弓橡皮条（3）被水电站拦河坝拦住的上游水（4）竖直到达最高点的上抛小球分析：对照动能、重力势能、弹性势能的定义，即能判断出上述物体各具有什么形式的能。解答：（1）高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。（2）被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。（3）被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。（4）小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。［例5］体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？分析:决定物体动能大小的因素是物体的质量和运动速度。比较铅球和垒球的质量大小，就能比较出当它们以同样大小的速度滚动时动能的大小关系。解答：铅球的动能更大些。因为铅球和垒球的体积相似，而铅的密度较大，则铅球的质量大于垒球的质量；由于它们的运动速度大小相同，所以铅球的动能大些。［例6］试说明水轮机的作用。解答：水轮机是利用水能做功代替人力劳动的机器。说明：自然界中的水能不便于人们直接利用，需要把水能转变成转动形式的动能，以便带动各种机器的转动。水轮机的叶轮就可以实现这种转变。水轮机能直接带动工作机，也可以带动发电机把机械能转化为电能使用。［例7］“挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能”。这种说法对吗？分析：挂在屋檐上的瓦，处于一定的高度，可视为“被举高”了，因而具有重力势能。解答：题中说法不对。因为一个物体具有能，只说明它能做功，但它不一定做功。所以瓦处于静止，没有做功，不能表明它不能做功，因而也就不能断言它没有能。说明“做功”与“能做功”是两个不同的概念，要注意加以区分。【模拟试题】.判断题TOC\o"1-5"\h\z.位置高的物体一定比位置低的物体势能大。（ ）.运动速度大的物体一定比运动速度小的物体动能大。（ ）.在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以它具有能。（ ）.用线悬挂着的物体，它没有做功，所以它没有能。（ ）.凡是静止的物体都没有能。（ ）.处于平衡状态的物体既可能有动能，也可能有势能。（ ）.填空题.一个物体，我们就说这个物体具有能。.物体由于而具有的能叫动能，物体动能的大小 和有关。.物体由于而具有的能叫重力势能，物体的重力势能的大小与和—有关。物体发生 具有的能叫弹性势能，物体弹性势能的大小与 有关。.能和能统称为机械能。.下列物体具有哪种能：（1）推出去的铅球，落地具有；TOC\o"1-5"\h\z（2）正在上坡的自行车，具有 ；（3）被拦河坝拦住的河水具有 ；（4）在跳台上准备跳水的运动员，具有 ；（5）钟表里卷紧的发条具有 ；（6）从枪膛里射出的子弹具有 。.悬挂在天花板上的电灯具有能；从水龙带里喷出的水具有能；被拉长的橡皮条具有能；用力掷出的铅球在空中飞行时既具有 能，又具有能，统称为能。.当网球从地面上反弹上升时，动能，势能，机械能；匀速上桥的自行车，动能，势能，机械能（选填“增大”、“减小”或“不变”）。.图1所示的是一个钟摆的示意图。当摆锤下降时，能逐渐增加，能逐渐减小。假如没有阻力，则钟摆摆动时每次上升到相同的高度，这说明摆锤的总量保持不变。.一个物体能够，我们就说它具有能。一切的物体都具有。物体由TOC\o"1-5"\h\z于被举高或者发生弹性形变而具有的能叫做 。.一个物体具有的动能大小跟它的和有关，某物体的 越大，则其动能也越大，某物体若在水平面上做匀速运动，则其动能 。.一个物体具有的重力势能大小跟它的和有关，某物体若高度降低，它的重力势能就一定 。.下列物体各具有哪些能？沿平直轨道上行驶的火车，；被拉长的橡皮筋，；被拦河坝挡住的河水，；正在空中下落的伞兵，；正在上坡的自行车，.从斜面滚下的钢球撞在纸盒上，能将纸盒推动一段距离，表明滚动的钢球有 ；物体的势能只有当物体 或者弹性形变的大小发生 的时候才表现出来。.和统称为机械能。动能、势能或机械能的单位跟功的单位相同，也是.选择题.关于能的概念，下列说法中正确的是（）A.势能相等的物体一定在同一高度B.悬挂着的物体因为没有做功，所以没有能C.在空中飞行的子弹，能够做功，所以具有能D.一个物体具有机械能，则这个物体一定既具有动能，又具有势能.下列物体中具有动能的是（ ）A.转动的砂轮 B被吊起的重物C.拉弯的弓箭 D.压缩的弹簧.下列物体中具有势能的是（ ）A.停在空中的直升飞机B.拧紧的钟表发条C.在水平路面上行驶的自行车D.抛在空中的手榴弹.下列说法中正确的是（ ）A.物体没有做功，它一定不具有能B.位置高的物体，它的势能一定大C.质量大、速度大的物体动能一定大D.弹簧一定具有弹性势能TOC\o"1-5"\h\z.在下列物体中既具有动能又具有势能的是（ ）A.平直轨道上行驶的汽车 B.拉长的橡皮筋C.高空中正在下落的冰雹 D.被举高的杠铃.质量相同的铁球和木球，木球的速度比铁球的速度大，将它们的动能相比则（ ）A.铁球的动能大 B.木球的动能大C.两球的动能一样大 D.无法比较.关于空中的两个物体势能大小的说法中，正确的是（ ）A.只要位置一样高，它们的势能就一定相等.只要质量相等，它们的势能就一定相等C.位置不一样高，质量也不相等，它们的势能肯定不相等D.虽然位置不一样高，质量也不相等，但它们的势能可能相等【试题答案】 A..1.X2.X3.V4.X5.X6.V.能够做功.运