物理八年級下冊11.3 動能和勢能公開課教案

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人教版 八年級物理下冊 第11章《功和機械能》第3節(jié) 動能和勢能 講義（知識點總結(jié)+例題講解）序號知識點難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計一能的基本概念★2218二動能★★33三勢能★★44一、能的基本概念：1.能的定義：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能；2.符號：E；   單位：焦耳（單位符號：J）；例如：E=100J3.說明：（1）能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量；一個物體能夠做的功越多，它具有的能量就越多。（2）一個物體“能夠做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”；如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功，也不一定要做功；（3）功就是能轉(zhuǎn)化多少的量度；功代表了能量從一種形式轉(zhuǎn)化為一另種形式，因而功和能的單位也是相同的；功的單位是焦耳（J），能的單位也是焦耳（J）。4.功和能的區(qū)分：（1）功：一種形式的能轉(zhuǎn)化成另一種形式的能的多少，功是一個過程量；（2）能：表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量，是一個狀態(tài)量。【例題1】關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．一個物體能夠做功，就說這個物體具有能 B．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多 C．一個物體做了功，說明這個物體具有能 D．用線懸掛著的小球，沒有做功，所以沒有能【答案】A【解析】一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量，但是具有能量的物體不一定做功。解：A、由能量的概念可知，一個物體能夠做功，就說這個物體具有能量，簡稱能，故A正確；B、一個物體做了功，說明原來具有能量，但做功后不一定還具有能，故B錯誤；C、物體能量多可以做更多的功，但一個物體已做的功越多，不能說明這個物體具有的能越多，故C錯誤；D、一用線懸掛著的小球，沒有做功，但它有一定的高度，所以具有重力勢能，故D錯誤。故選：A。【變式練習(xí)1】關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（　?。?/span>A.物體不做功時就不具有能        B.物體能對其他物體做功，它就具有能C.物體具有能，肯定在做功        D.物體具有機械能，它肯定在做功【答案】B【解析】解決此題的關(guān)鍵是知道一個物體能夠?qū)α硪粋€物體做功，這個物體就具有能量，能量反映了物體做功的本領(lǐng)，不同的物體做功的本領(lǐng)也不同，一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。解：物體具有能量說明物體具有做功的本領(lǐng)，不一定正在做功，故C、D都不符合題意；物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大，但具有能量不一定就要做功，A不符合題意；物體能對其他物體做功，它就具有能，B符合題意；故選：B。【例題2】下列關(guān)于功和能量的說法正確的是（　　）A.1J、1N?m都可以表示功的單位B.一個物體只有對其他物體做了功，這個物體才具有能量C.推出后的鉛球在空中飛行的過程中，沒有力對鉛球做功D.吊裝碼頭上，只要貨物受到的合力為0，它的機械能就不變【答案】A【解析】（1）由公式W＝Fs，可得出：1J＝1N?m；（2）一個物體如果能夠?qū)ζ渌矬w做了功，我們就說這個物體具有能量；（3）鉛球在空中受到豎直向下的重力作用，且向下運動了距離；（4）合力為零時處于平衡狀態(tài)，但物體的能量同樣會發(fā)生變化，可根據(jù)動能、重力勢能的影響因素進行分析。解：A、由公式W＝Fs，可得出：1J＝1N?m，因此，1J、1N?m都可以表示功的單位，故A正確；B、能量表示物體能夠?qū)ν庾龉Φ谋绢I(lǐng)，而不是一定要對物體做功。一個物體具有能量不一定要對物體做功，故B錯誤；C、根據(jù)做功的兩個必要條件知，推出后的鉛球在空中飛行的過程中，受重力作用，且在重力方向上通過了距離，因此重力對鉛球做了功，故C錯誤；D、吊裝碼頭上，如果貨物勻速豎直上升或豎直下降，其受到的合力為0，它的動能不變，但它的高度變化，所以重力勢能改變，則機械能就改變，故D錯誤。故選：A。【變式練習(xí)2】關(guān)于功和能的關(guān)系，下列幾種說法中，正確的是（　?。?/span>A.具有能的物體一定正在做功           B.物體具有的能越大，它做的功就越多C.物體做的功越多，它具有的能越大     D.物體能夠做的功越多，它具有的能就越大【答案】D【解析】物體做功越多，說明具有的能量越大，但具有的能量大，做功不一定多。解：A、能夠做功的物體具有能，具有能的物體不一定正在做功，故A錯誤；B、物體具有能量大，它可能沒做功，例如，靜止在高處的石塊可以做功，但還未做功，故B錯誤；C、物體做功越多，它具有的能量不一定越多；不做功的物體，具有的能量也不一定越少；故C錯誤；D、物體能夠做的功越多，那么它具有的能量一定越大，故D正確。故選：D。二、動能：1.動能概念：物體由于運動而具有的能；2.物體動能的大小影響因素：①物體的質(zhì)量，②物體運動的速度大小；（1）當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小；（2）具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。（3）實驗：動能與速度的關(guān)系：    實驗表明小車從高出滾下，高度h越高，小車運動到底部時越 快 ，物體B被撞得越遠；所以，質(zhì)量相同時，小車的速度越大，動能越 大 。（4）實驗：動能與質(zhì)量的關(guān)系：下車在斜面的高度相同，物體到斜面底的速度相同。     實驗表明，速度相同時，質(zhì)量越 大 的小車能將物體B 撞得越遠；所以，小車的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越 大 。3.說明：動能是“由于運動”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運動的物體具有的能量叫動能”。例如在空中飛行的飛機，不但有動能而且還具有其它形式的能量。【例題3】下列物體具有動能的是(　　)A.靜止在高山上的石頭                      B.被拉開的弓C.被舉重運動員舉起后靜止在空中的杠鈴      D.百米跑道上正在比賽的運動員【答案】D【解析】物體由于運動而具有的能量叫動能，百米跑道上正在比賽的運動員正在運動，故具有動能，故選D。【變式練習(xí)3】關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是（　?。?/span>A.質(zhì)量大的物體動能一定大                 B.速度大的物體動能一定大C.質(zhì)量相等的物體，舉得越高的動能越大     D.質(zhì)量相等的物體，速度大的動能大【答案】D【解析】（1）物體由于運動而具有的能稱為動能，動能的大小與物體的質(zhì)量、速度有關(guān)，質(zhì)量越大，速度越大，動能就越大。（2）重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)。解：A、質(zhì)量大的物體但速度很小，可能動能很小，故A錯誤；B、速度大的物體但質(zhì)量很小，可能動能很小，故B錯誤；C、質(zhì)量相等的物體，舉得越高的重力勢能越大，故C錯誤；D、質(zhì)量相等的物體，速度大的動能大，故D正確；故選：D。【例題4】賽車的速度很快，選手極小的失誤都會導(dǎo)致賽車撞開護欄，沖出賽道。影響賽車對護欄破壞程度的決定因素是（　?。?/span>A.質(zhì)量 B.速度C.動能 D.慣性【答案】C【解析】（1）物體由于運動而具有的能是動能，影響動能大小的因素是質(zhì)量和速度；（2）物體具有的動能越大，能夠做的功就越多，破壞性也就越大。解：賽車有一定的質(zhì)量，速度很快，具有的動能也就很大，沖出賽道時對護欄的破壞程度也就越大，所以影響賽車對護欄破壞程度的決定因素是動能的大小。故選：C。【變式練習(xí)4】對在高速公路上行駛的汽車要進行限速，其實質(zhì)是限制了汽車的（　?。?/span>A.動能 B.摩擦力 C.慣性 D.慣性和動能【答案】D【解析】動能大小和物體的質(zhì)量、運動速度大小有關(guān)，質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；摩擦力大小和壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)；慣性只和物體的質(zhì)量大小有關(guān)。解：（1）摩擦力、慣性兩個量的大小都與速度無關(guān)，所以對汽車進行限速不是限制汽車的摩擦力和慣性；（2）動能大小和物體的質(zhì)量、運動速度大小有關(guān)。對在高速公路上行駛的汽車，質(zhì)量不變，進行限速，其動能會變小，即在突發(fā)事件時，對外做的功少，破壞力小。綜上分析可知，選項A正確。故選：A。【例題5】如圖所示，表示甲、乙兩輛相同小車的s﹣t圖像，關(guān)于這兩輛小車的動能，以下判斷中正確的是（　?。?/span>A.甲、乙兩車的動能相等B.甲車的動能大C.乙車的動能大D.缺乏條件，無法判斷【答案】B【解析】由s﹣t圖像判斷出車的速度關(guān)系，根據(jù)物體的動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量相等，速度越大，動能越大，判斷車的動能關(guān)系。解：由圖像知，甲乙兩小車都做勻速直線運動，在相同的時間內(nèi)0～5s，甲通過的路程長，由速度公式v知甲車的速度大，因為甲、乙兩輛相同的小車，速度越大動能越大，所以甲車的動能最大，故B正確，ACD錯誤。故選：B。【變式練習(xí)5】如圖所示，甲乙兩個質(zhì)量相同的小球從相同高度同時開始運動。甲球由靜止釋放，乙球以一水平初速度拋出，甲球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點，忽略空氣阻力，則下列說法錯誤的是（　　）A.兩球下落過程中受力情況相同B.落地瞬間，兩球的動能相等C.釋放后，甲乙兩球經(jīng)過相同的時間同時落地D.甲球先后經(jīng)過P、Q兩點機械能相等【答案】B【解析】（1）不計空氣阻力，兩球在空中只受重力的作用。（2）不計空氣阻力時，機械能沒有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能守恒，分析兩球一開始的動能和重力勢能可做出判斷。（3）甲球為自由落體運動，乙球為平拋運動，可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動分析。（4）不計空氣阻力，機械能守恒。解：A、不計空氣阻力，兩球在空中只受重力的作用，因此，兩球下落過程中的受力情況相同，故A正確；B、忽略空氣阻力，兩球在下落過程中機械能都是守恒的，兩球一開始的重力勢能相等，但乙球具有一定的水平速度，因此還具有一定的動能，所以乙球的機械能更大，最終著地瞬間的動能也較大，故B錯誤；C、忽略空氣阻力，甲球為自由落體運動，乙球為平拋運動，可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，因兩球從一高度開始運動，故釋放后，甲乙兩球經(jīng)過相同的時間同時落地，故C正確；D、不計空氣阻力，甲球的機械能守恒，因此，甲球先后經(jīng)過在P、Q兩點的機械能相等，故D正確。故選：B。三、勢能：1.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能；2.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能叫做彈性勢能。3.說明：①重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢能越大；②重力勢能是“被舉高”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”。例如在空中飛行的飛機，不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量；③彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)。【例題6】高空拋物存在巨大的安全隱患，因為位于高處的物體具有較大的（　?。?/span>A.彈性勢能 B.重力勢能 C.內(nèi)能 D.動能【答案】B【解析】物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。解：由題意可知，高空拋物現(xiàn)象只所以會造成危害，是因為物體被舉高后具有了重力勢能，而且物體的質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大，下落到地面能做的功越多，因此高空拋物會造成很大的危害，故ACD錯誤，B正確。故選：B。【變式練習(xí)6】唐朝詩人杜甫的詩作《登高》中有這樣的兩句詩：“無邊落木蕭蕭下，不盡長江滾滾來。”從物理學(xué)的角度來說，“落木蕭蕭下”的過程中（不考慮空氣作用）（　?。?/span>A.沒有受到任何力的作用                B.受到重力C.受力方向垂直向下                    D.落木下落過程中不再具有重力勢能【答案】B【解析】（1）地球附近的物體都受到地球的吸引﹣﹣由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力，重力的施力物體是地球，重力的作用點叫重心，重力的方向是豎直向下的。（2）機械能包括動能和勢能；物體由于運動而具有的能量叫動能；物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能；物體發(fā)生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能。動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。解：A、“落木蕭蕭下”的過程中，受到重力作用，故A錯誤。B、落木蕭蕭下”的過程中，不計空氣阻力，落木受到重力作用，故B正確。C、落木受到的重力的方向是豎直向下，故C錯誤。D、落木下落過程中，有一定的高度，所以落木具有重力勢能，故D錯誤。故選：B。【例題7】下列事例中的物體都與能量有關(guān)，其中，描述的物體具有彈性勢能的是（　?。?/span>A.被撐桿跳高運動員跳高時壓彎的撐桿B.為了捕獲到食物，在森林里快速奔跑的獵豹C.舉到高處的重鍾D.豎直向上運動到達到最高點的皮球【答案】A【解析】利用彈性勢能的定義，分析出物體具有彈性勢能的特征，從而可判定出選擇項中提到的物體是否具有彈性勢能。解：A、被撐桿跳高運動員跳高時壓彎的撐桿發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢能，故A正確；B、為了捕獲到食物，在森林里快速奔跑的獵豹具有一定的速度和質(zhì)量，具有動能，不具有彈性勢能，故B錯誤；C、舉到高處的重鍾具有質(zhì)量和高度，具有重力勢能，不具有彈性勢能，故C錯誤；D、豎直向上運動到達到最高點的皮球，具有一定的高度和質(zhì)量，具有重力勢能，不具有彈性勢能，故D錯誤。故選：A。【變式練習(xí)7】暴雨來臨前，狂風(fēng)把小樹吹彎了“腰”，這說明是風(fēng)力使小樹發(fā)生　 　；被吹彎“腰”的小樹具有　  　能。【答案】形變；彈性勢。【解析】（1）力能改變物體的運動狀態(tài)和改變物體的形狀。（2）物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。解：（1）力的作用效果：①改變物體的運動狀態(tài)；②改變物體的形狀。題中考查的是改變了物體的形狀，使小樹發(fā)生了形變。（2）物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，叫彈性勢能。故答案為：形變；彈性勢。【例題8】如圖所示，將一木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（　　）A.手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力B.彈簧恢復(fù)原狀過程中，彈性勢能不變C.木塊在沒有離開彈簧前，所受彈力方向豎直向上D.木塊到達最高點時，木塊處于平衡狀態(tài)【答案】C【解析】（1）一對平衡力必須大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上；（2）彈性勢能大小的影響因素：發(fā)生彈性形變的大小，發(fā)生彈性形變的難易程度。彈性形變越大，發(fā)生彈性形變越難，彈性勢能越大；（3）彈力方向與物體恢復(fù)彈性形變的方向相同；（4）木塊上升到最高點時對其進行受力分析。解：A、手壓木塊時，木塊受到重力、壓力和彈簧的支持力，這三個力平衡。手對木塊的壓力小于彈簧對木塊的支持力所以這兩個力不是一對平衡力，故A錯誤；B、彈簧恢復(fù)原狀過程中，彈性形變的程度變小，彈性勢能減小，故B錯誤；C、木塊在沒有離開彈簧前，彈簧被壓縮，所以木塊受彈力方向豎直向上，故C正確；D、木塊上升到最高點時，受到重力作用，合力不為0，不是平衡狀態(tài)，故D錯誤。故選：C。【變式練習(xí)8】如圖所示是玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越　  　，這說明橡皮筋的彈性勢能與物體發(fā)生　   　大小有關(guān)；若橡皮筋被拉的長度相同，所用“子彈”的質(zhì)量不同，則發(fā)現(xiàn)射出時的速度也　   　（選填“相同”或“不相同”）。在此過程中，橡皮筋對“子彈”做的功　  　（選填“相同”或“不相同”）。【答案】遠；形變程度；不相同；相同。【解析】物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能稱為彈性勢能；要分析質(zhì)量大的“子彈”射出時哪個物理量減小，應(yīng)從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，思考“子彈”的能量是如何轉(zhuǎn)化的，從而得出正確的結(jié)論。解：（1）橡皮筋彈性勢能的大小可以通過子彈射出的距離來表示；橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越遠，則橡皮筋的彈性勢能越大；這說明橡皮筋的彈性勢能與形變程度有關(guān)。（2）當(dāng)“子彈”射出時，“子彈”具有的動能是橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化來的，橡皮筋被拉的長度相同，說明橡皮筋的彈性勢能相同，轉(zhuǎn)化成子彈的動能也相同；因為動能的影響因素是質(zhì)量和速度，所以，在動能相同時，所用“子彈”的質(zhì)量不同，其射出時的速度也會不同；（3）橡皮筋被拉的長度相同，所以具有的彈性勢能相同，對子彈的做功相同。故答案為：遠；形變程度；不相同；相同。【例題9】有甲、乙兩個完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，如圖所示。若不計空氣阻力，下列說法正確的是（　?。?/span>A.拋出時刻，甲球比乙球的動能小B.拋出時刻，甲球比乙球的重力勢能小C.落地時甲的機械能等于乙的機械能D.落地時甲的機械能小于乙的機械能【答案】C【解析】（1）影響動能大小的因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大；（2）影響重力勢能大小的因素：質(zhì)量、被舉的高度。質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大；（3）機械能等于動能和勢能之和。解：AB、甲、乙的質(zhì)量相同，并且在拋出時的速度及所處的高度相等，所以它們的動能和重力勢能相等，機械能相等，故A、B都錯誤；CD、若不計空氣阻力，甲、乙的機械能守恒，所以落地時，甲的機械能等于乙的機械能，故C正確，D錯誤。故選：C。【變式練習(xí)9】如圖所示，甲乙兩個質(zhì)量相同的小球，從相同高度同時開始運動，甲球由靜止釋放，乙球以一水平初速度拋出。甲球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點，忽略空氣阻力，則下列說法錯誤的是（　?。?/span>A.釋放瞬間，兩球的重力勢能相等B.著地瞬間，兩球的動能相等C.兩球下落過程中的受力情況相同D.甲球先后經(jīng)過在P、Q兩點的機械能相等【答案】B【解析】（1）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉的高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。（2）不計空氣阻力時，機械能沒有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能守恒，分析兩球一開始的動能和重力勢能可做出判斷。（3）不計空氣阻力，兩球在空中只受重力的作用。（4）不計空氣阻力，機械能守恒。解：A、釋放瞬間，兩球所處高度相同，質(zhì)量相同，所以兩球的重力勢能相等，故A正確；B、忽略空氣阻力，兩球在下落過程中機械能都是守恒的；兩球一開始的重力勢能相等，但乙球具有一定的水平速度，因此還具有一定的動能，所以乙球的機械能更大，最終著地瞬間的動能也較大，故B錯誤；C、不計空氣阻力，兩球在空中只受重力的作用，因此，兩球下落過程中的受力情況相同，故C正確；D、不計空氣阻力，甲球的機械能守恒，因此，甲球先后經(jīng)過在P、Q兩點的機械能相等，故D正確。故選：B。