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11.3 动能和势能(原卷版)(人教版).docxVIP

11.3 动能和势能(原卷版)(人教版).docx

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11.3动能和势能(原卷版)

知识

清单

1.能量;

2.动能;

3.势能

知识点1:能量

1.现象探究:能做功的物体具有能量

做功有快慢之分,那么,怎样比较做功的快慢呢?下面我们类比速度的定义进行说明。

现象

图示

分析

归纳

海啸将建筑物、汽车等一扫而空

流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空,流动的海水能对外做功,即流动的海水具有做功本领

像流动的海水、被拉弯的弓、被举高的重锤等物体能够对外做功,我们就说这些物体具有能量

被拉弯的弓将箭射出

被拉弯的弓能将箭射出,弓能对外做功,即被拉弯的弓具有做功本领

被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里

被举高的重锤,当它下落时可以把地面上木桩打入地里,它可以对木桩做功,即被举高的重锤具有做功本领

2.能量的概念及单位

(1)物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。

(2)能量的单位与功的单位相同,在国际单位制中,能量的单位是焦耳(J)。

3.对能的理解

(1)能量是表示物体做功本领的物理量。

(2)物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程,物体能够做功越多,表示这个物体所具有的能量越大。

4.能与功的区别与联系

区别

功是一个过程量,能是一个状态量

功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量,是相对于一个过程而言的;能是描述一个物体做功本领的物理量,是一个状态量

具有能量的物体不一定做功,而正在做功的物体一定具有能量

联系

功是能量变化的量度

★特别提醒

“能够做功”与“做了功”的区别

物体“能够做功”与“做了功”是两个不同的概念。“能够做功”表示物体具有做功本领,与做不做功没关系;“做了功”表示结果,是物体对另一个物体施力并经过一段距离后取得了成效。

【典例1】下列关于功和能的关系的说法中,正确的是()。

A.一个物体没有做功,它一定不具有能量;

B.一个物体能够做的功越多,其动能一定越大;

C.一个物体具有能量,说明它正在做功;

D.一个物体能够做功,说明它具有能量

知识点2:动能

1.现象探究:运动的物体是否具有能

现象

图示

分析

归纳

风吹着帆船移动

空气在流动的过程中对帆做功

风、流动的河水和飞行的子弹都能做功,它们都具有能量,分析这些物体的共同特点可知,这些物体都是由于运动而具有能量

河水把砂石冲走

水在流动过程中对砂石做功

子弹射穿鸡蛋

子弹在运动过程中对鸡蛋做功

2.动能

物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如,空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。

★特别提醒

叙述动能的定义时,只能说“物体由于运动而具有的能”,不能说“运动的物体具有的能”,因为运动的物体除了具有动能外,还可能具有其他形式的能,如高空飞行的飞机除了具有动能外,还具有重力势能和内能等。

4.理解动能大小时应注意的问题

一切运动的物体都具有动能,物体的动能由物体质量和运动速度决定,在讨论物体动能大小时,必须同时分析两个因素。

例如,一颗子弹的速度大于火车的速度,但子弹的动能不一定比火车的动能大,因为子弹的质量比火车的质量小得多;也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多,就认为火车的动能一定比子弹的动能大,例如当火车的速度为零时,其动能一定比飞行的子弹小。

【典例2】如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中,探究的动能是指()。

A.小球在斜面上的动能;

B.小球撞击木块时的动能;

C.小球撞击木块后的动能;

D.木块被小球撞击时的动能

知识点3:势能

1.重力势能

(1)现象探究:位于高处的物体具有能量

现象

图示

分析

归纳

从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑

陨石对地面做了功,说明从高空落下的陨石具有能量

位于高处的物体下落时可以做功,表明位于高处的物体具有能量

水一直从高处往下滴,时间长了能把石头滴穿

位于高处的水滴对石头做功,说明高处的水滴具有能量

从高处落下的铅球落在沙地中能砸出坑

铅球对沙地做了功,说明从高处落下的铅球具有能量

(2)重力势能:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能,叫做重力势能。

2.弹性势能

(1)现象探究

如图甲所示,弹弓上被拉长的橡皮筋存储了能量,能把“子弹”射出,且橡皮筋的弹性形变越大,“子弹”被射出的距离越远;如图乙所示,被压缩的弹簧存储了能量,能把小车弹开,且弹簧形变量越大,小车被弹开的距离越远。由此可知,发生弹簧形变的物体在恢复形变时可以对外做功,即发生弹性形变的物体具有能量。

甲乙

(2)弹性势能的定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

(3)决定弹性势能大小的因素:物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大。

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