《113动能和势能》学案

《11.3动能和势能》学案【学习目标】1.知道能量和动能的概念；2.知道什么是重力势能和弹性势能；3.理解影响物体动能大小的因素；4.理解影响物体重力势能大小的因素；5.知道影响弹性势能大小的因素；6.会利用机械能概念分析生活中的现象。【课堂合作探究】新课引入：能量1.定义：。2.单位：。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大能做功但不一定做功能量的不同形式1.动能（1）定义：。请大家举出生活中利用动能的例子。探究物体的动能跟哪些因素有关实验方法：①控制变量法：质量一定，质量一定，②转化法：小球动能的大小不能直接显示,可以通过木块被撞击后移动距离的远近来反映,木块被推得越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的动能越说明小球的动能越大。③实验步骤：探究动能大小与质量的关系让的钢球，先后从高度滚下，观察钢球推动木块的距离。结论：物体的动能与物体的有关，越大，物体的动能越大。探究动能大小与速度的关系让钢球A，先后从斜面高度滚下，观察钢球将木块推动的距离。结论：物体的动能与物体的有关，越大，物体的动能越大。运动物体的质量越大，速度越大，动能就越大。实验结论：质量相同的物体，运动的越大，它的动能大；运动速度相同的物体，质量，它的动能也大。学以致用：用物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？势能重力势能：问题：物体具有的重力势能的多少跟什么因素有关呢？（2）重力势能大小影响因素的探究猜想：重力势能的大小跟物体被举高度和物体质量有关。探究方法：控制变量法、对比法、转换法：。实验步骤：如图所示：让同一重物从不同的高度降落砸在小桌子上;让质量不同的重物从相同的高度降落砸在小桌子上;观察桌子腿陷入沙中的深度,来比较重物重力势能的大小。实验结论：弹性势能：问题：影响弹性势能的因素有哪些？（4）弹性势能大小影响因素：一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。弹性势能的大小与弹性物体的弹性以及形变的程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。【课堂检测】1.（2020福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（）A．动能减少，重力势能增加B．动能不变，重力势能增加C．动能不变，重力势能不变D．动能增加，重力势能减少2.（2020乐山）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（）A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大3.一辆轿车和一辆货车在平直的公路上做匀速直线运动，那么可以判定（）A.轿车的动能一定比货车大B.货车的动能一定比轿车大C.轿车的动能一定和货车相等D.轿车的动能可能比货车大4.如图所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（）。A．重力势能减小，弹性势能增大B．重力势能增大，弹性势能增大C．重力势能减小，弹性势能减小D．重力势能增大，弹性势能减小5.小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关”的实验.(1)实验中小球动能的大小是通过观察比较反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种（填“直接测量”、“放大”或“转换”）方法.(2)为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用两个图来分析，并由此得出的实验结论是.(3)分析乙、丙两图，得到的实验结论是；(4)小宇要探究重力势能与物体的高度的关系他要选用上述图，具体的操作方法是让小球从（填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下.【达标训练】一、单选题立定跳远是初中、高中、大学每年体质测试的必测项目，图为学生立定跳远时的动作分解，关于学生的重力势能的变化，下列说法正确的是(    )A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行。如果它们的动能相等，那么(    )A.大雁比鸽子飞得快 B.鸽子比大雁飞得快

C.大雁比鸽子飞得高 D.鸽子比大雁飞得高“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动．如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连．打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大．对此过程，下列描述正确的是(    )A.人从A到C的过程中，重力势能增大，动能一直减小

B.人从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小

C.人在B点时动能最大

D.弹性绳的弹性势能在B点时最大下列动物飞行过程中，如果它们的飞行高度相同，重力势能最大的是(    )A.麻雀 B.鸽子 C.乌鸦 D.老鹰现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的(    )A.动能减小、重力势能减小

B.动能减小、重力势能不变

C.动能不变、重力势能减小

D.动能不变、重力势能不变

如图所示是高速公路的交速标志牌，下列说法错误的是(    )A.对机动车设定限制速度，可以限制它的动能

B.速度相同时，机动车的质量越大，动能越大

C.当图中三种车辆都以最高限速行驶，小汽车的动能最大

D.对机动车限定最高行驶速度，是因为质量相同时，速度越大动能越大

二、实验探究题如图所示为“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。(1)目的：该实验所探究的是

(选填“钢球A”或“木块B”)的动能。(2)原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能就越大，通过B被撞的远近来反映A动能大小的方法在物理学中属于

(选填“控制变量法”或“转换法”)。(3)步骤：

 ①让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越

，木块B被撞得越远; ②改变钢球的质量，让不同的钢球从

(选填“同一”或“不同”)高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远。(4)结论：通过多次实验表明，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

。沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：

猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；

猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；

猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。

他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥(易产生塑性形变)若干块，刻度尺一把，

体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。

为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为ℎ1和ℎ2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).测得C、D小球陷入花泥的深度均为ℎ3，且ℎ1<ℎ2<ℎ3.请你完成下列内容：

(1)本实验中，小球的重力势能大小是通过______来反映的；

(2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的______、______相同时，______越大，重力势能越大；

(3)分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径______(选填“有关”或“无关”)参考答案【课堂检测】见课件【达标训练】1.【答案】D【解析】略

2.B【解析】质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行，如果它们动能相等，则质量较大的大雁速度较小，质量较小的鸽子速度较大，即鸽子比大雁飞得快，故B正确，A错误；

物体动能大小与高度无关，故CD错误。

故选B。

3.C【解析】略

4.D【解析】略

5.A【解析】无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，

故A正确，BCD错误。

故选A。

6.C【解析】AD、物体的动能与物体的质量和速度有关，同一辆汽车的质量不变，速度越大，其动能越大，所以对机动车设定限制速度，可以限制它的动能，故AD正确；

B、动能与质量和速度都有关，速度相同时，机动车的质量越大，动能越大，故B正确；

C、动能与质量和速度都有关系，小汽车的最高限速大，但质量小，而质量的具体大小关系不确定，所以动能大小不确定，故C错误。

故选：C。

(1)明确交通标志牌的含义；

(2)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度。

此题考查了动能的影响因素，是一道联系实际的应用题，体现了物理来源于生活，服务于社会的基本理念。

7.(1)钢球A

(2)转换法

(3) ①大

 ②同一

(4)越大

【解析】略

8.【答案】(1)小球陷入花泥中的深度；

(2)高度；运动路径；质量；

(3)无关；

(4)当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。

【解析】解：

(1)本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥中的深度来反映；

(2)图甲中，比较A、B两球，下落高度和运动路径都相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥深度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大；

(3)图乙中，比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同