動能和勢能 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級下學(xué)期

11.3動能和勢能湍急的流水能推動水車，高速運動的子彈能擊穿靶體，颶風(fēng)能吹倒大樹,泥石流摧毀房屋……一輛車停在某高層住宅的樓下，車頂遭到損毀，警察在現(xiàn)場只看到了一些碎的西瓜皮。經(jīng)過分析，原來“罪魁禍?zhǔn)住闭沁@些西瓜皮。堅固的車頂居然能被西瓜皮砸壞，這是什么原因呢?能量從高處落下的西瓜皮可以砸壞車頂，壓縮的彈簧能將小球彈起，湍急的流水能推動水車(圖11.3-1)，處于高處的西瓜皮、壓縮的彈簧、流水都能做功。物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量(energy)，簡稱能。能量的單位與功的單位相同，也是焦耳。圖11.3-1湍急的流水能推動水車一般來說，一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。動能運動的鋼球碰到木塊上，木塊被撞走，鋼球?qū)δ緣K做了功。鋼球能夠做功，表明鋼球具有能量。物體由于運動而具有的能，叫作動能

(kineticenergy)。一切運動的物體都具有動能。動能的大小跟哪些因素有關(guān)呢?我們通過下面的實驗來研究這個問題。研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)如圖11.3-2所示，鋼球從斜槽上高為h處滾下，在水平面上運動。運動的鋼球碰上木塊后，將木塊撞出的距離為s。圖11.3-2研究物體的動能圖11.3-2研究物體的動能在同樣的水平面上，木塊被撞得越遠，說明鋼球?qū)δ緣K做的功就越多。木塊被撞的遠近反映了鋼球動能的大小。1.讓同一個鋼球分別從不同的高度由靜止開始滾下，鋼球運動到水平面時的快慢一樣嗎?哪次木塊被撞得遠?實驗表明，鋼球從高處滾下，高度越高，鋼球運動到水平面時速度越_________，木塊被撞得越__________。所以，質(zhì)量相同時，鋼球的速度越大，動能越_____________?？爝h大2.讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下。哪個鋼球把木塊撞得遠?實驗表明，速度相同時，質(zhì)量越_______的鋼球?qū)⒛緣K撞得越遠。所以，鋼球的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越_______。大大大量實驗表明：質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大它的動能也越大。某段道路的標(biāo)志牌顯示：小型客車最高行駛速度不得超過100km/h；大型客車、載貨汽車最高行駛速度不得超過80km/h(圖11.3-3)。圖11.3-3交通標(biāo)志牌請你用物理知識解釋，為什么要對機動車的最高行駛速度進行限制?為什么在同樣的道路上，對不同車型會設(shè)定不一樣的最高行駛速度?圖11.3-3交通標(biāo)志牌動能大小的決定因素是物體的質(zhì)量和運動的速度。質(zhì)量越大，速度越大，物體的動能就越大。當(dāng)機動車的質(zhì)量相等時，機動車的速度越大，動能越大，越不容易剎住車，所以要對機動車的速度加以限制，以免發(fā)生交通事故。當(dāng)機動車的速度相等時，質(zhì)量越大，動能也越大，所以大型客車、載貨汽車的限制速度比小型客車的小。車型不同，車的質(zhì)量往往也不同。如果車的行駛速度相同，質(zhì)量大的車，動能大，行駛時危險性就大。因此，在同樣的道路上，交通管理部門會對不同車型設(shè)定不同的最高行駛速度。圖11.3-3交通標(biāo)志牌勢能打樁機在工作時(圖11.3-4)，把重錘高高舉起，重錘落下就可以把樁打入地下，重錘對樁做了功。這說明高處的重錘具有能量。在地球表面附近，物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能，叫作重力勢能。圖11.3-4舉高的重錘具有重力勢能物體的質(zhì)量越大，位置越高，它的重力勢能就越大。例如，如果想讓水力發(fā)電站發(fā)出更多的電，就要想辦法儲存更多的水，將水位提得更高，盡量增大水的重力勢能。圖11.3-4舉高的重錘具有重力勢能我國的烏東德水電站的攔河拱壩高270m(圖11.3-5)。水電站滿負荷發(fā)電時，一天的發(fā)電量就可以滿足30萬人1年的生活用電。我國葛洲壩水電站的攔河壩高70m。有人說，前者水的重力勢能比后者的大。能夠這樣簡單地得出結(jié)論嗎?為什么?圖11.3-5烏東德水電站的攔河拱壩圖11.3-5烏東德水電站的攔河拱壩物體被舉高度一定，質(zhì)量越大，重力勢能越大；物體質(zhì)量一定，被舉得越高，重力勢能越大。發(fā)生形變的物體在恢復(fù)原狀時可以做功，因此也具有能量。圖11.3-6發(fā)生形變的網(wǎng)球拍具有彈性勢能圖11.3-7拉彎的弓具有彈性勢能例如，發(fā)生形變的網(wǎng)球拍能將網(wǎng)球彈出，具有能量(圖11.3-6)；拉彎的弓能將箭射出，具有能量(圖11.3-7)；圖11.3-6發(fā)生形變的網(wǎng)球拍具有彈性勢能圖11.3-7拉彎的弓具有彈性勢能被壓彎的跳板能將運動員彈起，具有能量······物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫作彈性勢能。射箭時弓的形變越大，箭射得越遠。物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。重力勢能和彈性勢能是常見的兩種勢能(potentialenergy)。?除了課本中所列舉的能對外做功的物體，請你各舉一個具有動能、重力勢能和彈性勢能的實例。動能的實例：運動的汽車、游動的鯨魚、奔跑的老虎等。重力勢能的實例：站在樹枝上的小鳥、山上的石頭等。彈性勢能的實例：拉開的彈弓、伸長的橡皮筋、彎曲的鋼尺等。?請你判斷下列物體具有哪種形式的能量：(1)在水平公路上行駛的汽車；(2)懸掛在天花板上的吊燈；在水平公路上行駛的汽車具有動能。懸掛的吊燈受重力且具有一定高度，具有重力勢能。(3)在空中飛行的飛機；(4)被拉開的彈弓。在空中飛行的飛機，有高度而具有重力勢能，因運動而具有動能。被拉開的彈弓發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢能。?輕軌列車有時在水平地面上的軌道行駛，有時在高架軌道上行駛，有時還要?？吭诟呒苘壍赖恼九_上。在上述三種情況下，輕軌列車分別具有什么形式的能量?水平行駛的輕軌列車具有動能；在高架軌道上行駛的輕軌列車具有重力勢能和動能；?？吭诟呒苘壍郎系妮p軌列車具有重力勢能。?在“研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下的目的是什么?你是通過觀察什么現(xiàn)象來比較鋼球動能大小的?讓不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下的目的：使小球到達底部時的速度相等；比較鋼球動能大小的方法：觀察木塊被撞擊距離的遠近。?請你從能量的角度解釋，為什么騎自行車時速度不能太大?因為在質(zhì)量不變的情況下，速度越大，動能越大，發(fā)生意外時造成的傷害越大，故騎自行車的速度不能太大。1.下列關(guān)于物體具有能量的敘述，不正確的是()A.拉彎的弓能把箭射得很遠，拉彎的弓具有能量B.高空墜物會砸傷人，高空的物體具有能量C.臺風(fēng)把大樹連根拔起，臺風(fēng)具有能量D.激流能將石頭沖走，激流沒有能量，石頭具有能量D2.(阜新中考)在探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，如圖甲、乙、丙所示，將A、B、C

三個鋼球先后從同一裝置高度分別為h1、h2、h3

的位置由靜止開始滾下(mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2)，水平面上同一位置的木塊被撞出一段距離后停下。請回答以下問題：(1)該實驗探究的是_______(選填“木塊”或“鋼球”)的動能。(2)實驗通過觀察木塊被鋼球撞出_______的長短，來判斷鋼球動能的大小，這種研究問題的方法叫__________。鋼球距離轉(zhuǎn)換法(3)比較__________兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與速度有關(guān)。甲、乙(4)比較____________兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與質(zhì)量有關(guān)。此探究過程中兩球剛好運動到水平面時的速度__________

(選填“相等”或“不相等”)。甲、丙相等(5)由此實驗聯(lián)想到某段道路限速牌上標(biāo)明“100”和“80”字樣，__________(選填“大客車”或“小轎車”)的限速應(yīng)該是80km/h。大客車3.(河南三門峽期末)在探究“重力勢能的大小與哪些因素”有關(guān)的實驗中，重物A、B、C的質(zhì)量關(guān)系為mA＝mB＜mC，木樁相同。木和重物位置如圖甲所示。重物靜止釋放后，木樁被打擊陷入沙中的情形如圖乙所示，重物B、C

將木樁打入沙中的深度相同。(1)重物自由下落打擊木樁，通過觀察木樁陷入沙中的深度判斷_________

(選填“重物”或“木樁”)的重力勢能大小。重物(2)比較A、B兩個重物將木樁打入沙中的深度，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系，得出的結(jié)論是_________________________________________________________________。物體的質(zhì)量一定時，高度越高，物體的重力勢能就越大(3)如圖丙所示的現(xiàn)象或應(yīng)用與本實驗結(jié)論有關(guān)的是________。A.禁止高空拋物B.大貨車限載限速C.機翼上部總是凸起下部平滑A(4)重物B、C

的重力勢能的大小關(guān)系是：EB____(選填“＞”“＜”或“＝”)EC。＝4.(2024·大慶中考)神舟十八號是中國載人航天工程第十八艘載人飛船，于2024