人教版八年級下冊11.3 動能和勢能導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

3、掌握探究影響動能、重力勢能大小的實(shí)驗(yàn)過程；
4、了解機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒。
【要點(diǎn)梳理】
要點(diǎn)一、能
物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。
要點(diǎn)詮釋：
1、物體具有做功的本領(lǐng)，即說明此物體具有能。但是有能不一定正在做功。物體能做多少功，就說它具有多少能。
2、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）。
要點(diǎn)二、動能
動能：物體由于運(yùn)動而具有的能。
要點(diǎn)詮釋：
1、物體動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小。具有相同運(yùn)動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。
2、動能是“由于運(yùn)動”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運(yùn)動的物體具有的能量叫動能”。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有動能而且還具有其它形式的能量。
要點(diǎn)三、勢能
重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。
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。
要點(diǎn)詮釋：
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(jī)，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)。
要點(diǎn)四、機(jī)械能
動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
要點(diǎn)五、動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化（高清課堂《動能和勢能、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化》機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化）
1、在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能后，后來又是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
2、在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳板跳水運(yùn)動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運(yùn)動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
3、機(jī)械能守恒。如果一個過程中，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變。這個規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。
4、水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。
【典型例題】
類型一、基礎(chǔ)知識
1、下列關(guān)于能量的說法，不正確的是（）
A．正在做功的物體，才具有能量
B．被壓縮的彈簧具有能
C．具有能的物體，可能在做功，也可能不在做功
D．同步衛(wèi)星相對于地面靜止不動，實(shí)際上它也具有能
【答案】A
【解析】A、正在推土的推土機(jī)，推土機(jī)對土做功，推土機(jī)具有能；被舉高的杠鈴靜止不動，沒有做功，杠鈴具有重力勢能，故A錯誤，符合題意；
B、被壓縮的彈簧具有彈性勢能，不符合題意；
C、具有能的物體，具有做功的本領(lǐng)，可能正在做功，可能不在做功，不符合題意；
D、同步衛(wèi)星相對于地面靜止不動，實(shí)際上它是運(yùn)動的，運(yùn)動的物體具有動能，不符合題意。
【總結(jié)升華】物體具有能，就具有做功的本領(lǐng)，可能正在做功，可能不在做功。
舉一反三：
【變式】關(guān)于能的概念，下列說法中錯誤的是（）
A．一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多
B．動能、勢能及機(jī)械能的單位都是焦耳
C．用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，所以小球沒有能
D．甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多
【答案】C
2、火箭點(diǎn)火后，載著神八加速上升過程中，神八的機(jī)械能變化情況是（）
A．動能減小，重力勢能增大
B．動能減小，重力勢能減小
C．動能增大，重力勢能減小
D．動能增大，重力勢能增大
【答案】D
【解析】火箭在加速上升的過程中，由于速度增大，其動能變大；由于上升時高度變大，其重力勢能變大；故動能與重力勢能的和--機(jī)械能變大；故選D。
【總結(jié)升華】此題考查機(jī)械能的知識；機(jī)械能的大小取決于動能和勢能的大小，根據(jù)題目中動能和勢能的大小變化可分析出機(jī)械能的大小變化。
舉一反三：
【變式】（2016?鄄城縣模擬）迎世博晚會上，彩色氣球伴隨歡慶的樂曲勻速上升，在此過程中，氣球的（）
A．動能轉(zhuǎn)化為勢能，機(jī)械能不變
B．動能轉(zhuǎn)化為勢能，機(jī)械能增大
C．動能不變，勢能增大，機(jī)械能增大
D．動能不變，勢能不變，機(jī)械能不變
【答案】C
3、下列物體中具有彈性勢能的是：
A.擰緊的鐘表的發(fā)條。 B. 扔在空中的橡皮。
C.在桌面上的彈簧。 D.充滿氣的氣球
【答案】A、D
【解析】只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能，擰緊的鐘表的發(fā)條，充滿氣的氣球都發(fā)生了彈性形變，所以都有彈性勢能。
【總結(jié)升華】形變包括彈性形變和塑性形變兩種，前者能恢復(fù)原狀，具有彈性勢能，后者不能恢復(fù)原狀。我們在研究能量守恒的問題時，涉及到彈性勢能的時候，務(wù)必要分清形變的性質(zhì)。
類型二、知識應(yīng)用
4、如左圖所示，天花板上掛一個單擺，放手后擺球沿弧來回擺動。若在點(diǎn)釘一枚釘子，當(dāng)擺球從點(diǎn)擺到點(diǎn)時，繩子被釘子擋住。則小球在左側(cè)升高的高度將（）
A、高于點(diǎn) B、低于點(diǎn) C、與點(diǎn)等高 D、無法判斷
【答案】C
【解析】木板上掛一個單擺，放手后擺球沿弧來回擺動，因?yàn)椤?兩點(diǎn)的高度相同，說明擺球在擺動過程中機(jī)械能守恒。若在點(diǎn)釘一枚釘子，當(dāng)擺球從點(diǎn)擺到點(diǎn)時，雖然繩子被釘子擋住，但是擺球由于慣性繼續(xù)向左運(yùn)動，只是擺球的運(yùn)動軌跡是在以點(diǎn)為圓心，以為半徑的圓弧上，如右圖所示。在沿圓弧上升的過程中，擺球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，而它的機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，即擺球的機(jī)械能守恒。所以擺球在右側(cè)升高的高度與點(diǎn)等高。因此選C。
【總結(jié)升華】根據(jù)機(jī)械能守恒，小球從某一高度靜止釋放后它所能達(dá)到的高度不會超過原來的高度，或者說它所具有的機(jī)械能的大小不會超過原來所具有的機(jī)械能的大小。
舉一反三：
【變式】如圖所示，是演示動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)裝置。小球從軌道上的E點(diǎn)滾落下來，在圓形軌道上運(yùn)動了一周，最后經(jīng)過H點(diǎn)被拋出去，在整個過程中，小球的動能最大的位置是（）
A．E點(diǎn) B．F點(diǎn) C．G點(diǎn) D．H點(diǎn)
【答案】B
5、騎自行車上坡前，往往要加緊蹬幾下，從能的轉(zhuǎn)化角度說明這樣做的好處？
答：因?yàn)槿撕妥孕熊嚨腳___不變，所以動能只與______有關(guān)，重力勢能只與_______有關(guān)。加緊蹬幾下，可增大速度，使車在上坡前有足夠大的______。由于車在上坡過程中，是___能轉(zhuǎn)化為_____勢能，所以____能越大轉(zhuǎn)化為____勢能就越大，從而使車比較容易到達(dá)坡頂。
【答案】質(zhì)量速度高度動能動重力動重力
【解析】分析本題目不但要準(zhǔn)確判斷出在騎車爬坡過程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能，而且還能利用所學(xué)的動能大小和重力勢能大小與什么因素有關(guān)等知識來解釋生活中的這一現(xiàn)象。
【總結(jié)升華】當(dāng)物體有外力作用時，機(jī)械能會變化，這樣動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化量也會變化。
舉一反三：
【變式】高清課堂《動能和勢能、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化》例2）如圖是將一個小球放到光滑的半圓形容器頂端放手后由A點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的頻閃照片。分析小球在不同位置時動能和重力勢能的大小，下列說法不正確的是

A、小球從A到B的過程中速度越來越快，動能越來越大
B、小球從B到C的過程中速度越來越慢，重力勢能越來越大
C、小球在A點(diǎn)和C點(diǎn)的高度相同，重力勢能相同
D、小球到達(dá)C點(diǎn)后如果繼續(xù)拍照，可以拍到小球高出C點(diǎn)的畫面
【答案】D
6、（2016?蒙城縣模擬）如圖所示的是運(yùn)動員在投擲鉛球的場景。鉛球離手后，只考慮重力做功，鉛球在空中飛行過程中動能EK隨時間t變化的曲線最接近的是（）
【答案】A
【解析】如圖，鉛球在整個飛行過程中，質(zhì)量不變，鉛球一直在運(yùn)動，動能不為零。從出手到最高點(diǎn)過程中，速度減小，此過程動能減??；在下落的過程中，速度不斷增大，此過程動能增大。所以整個過程中鉛球的動能先減小再增大，故排除BD；鉛球處于最高點(diǎn)時豎直方向速度為0，但水平方向仍然有速度，因此動能不為0，故排除C，故只有A項正確，故選A。
【總結(jié)升華】掌握動能大小的影響因素，能通過圖象判斷動能的大小變化。
舉一反三：
【變式】許多同學(xué)都看過雜技演員表演的“水流星”，一根細(xì)繩系著盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就做圓周運(yùn)動．如圖為一雜技演員正在豎直平面內(nèi)表演“水流星”，杯子在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則下列關(guān)于其中的一只杯子說法正確的是（）
A．受平衡力作用 B．重力勢能保持不變
C．機(jī)械能在不斷改變 D．運(yùn)動狀態(tài)沒有發(fā)生改變
【答案】C
7、在研究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，三個完全相同的木樁被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊，陷入沙坑中的情況如圖所示，在此實(shí)驗(yàn)中，我們是通過觀察___________來比較重力勢能的大小；若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān)系是hA____ hB，若A、C兩鐵塊下落的高度相同時，則兩鐵塊質(zhì)量關(guān)系mA____ mC,實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體重力勢能大小與_________和________有關(guān)。

【答案】木樁陷入沙子的深淺小于小于物體被舉高高度質(zhì)量大小
【解析】這是一個探究重力勢能大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把重力勢能的大小通過同一木樁陷入沙地里的深淺體現(xiàn)出來。其次為了弄清楚重力勢能大小與高度關(guān)系，同學(xué)們要有控制變量的思想，保證鐵塊的質(zhì)量保持不變。同理探究重力勢能大小與質(zhì)量關(guān)系時，我們要保證鐵塊下落的高度是一樣的。
【總結(jié)升華】解決此類問題時，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系。

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