(共28张PPT)
第十一章 功和机械能
第3节 动能和势能
湍急的流水能推动水车
拉开的弹弓能将弹丸射出
流水弹弓都做功
物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量(E),简称为能
能量的单位与功的单位相同,也是焦耳
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大
高挂在枝头的苹果
疾驰的汽车
拉伸变形的皮筋
不同形式的能量
拉开的弓
流动的水
高举的重锤
不同形式的能量
转动的风车
电
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
探究物体的动能跟那些因素有关
猜想与假设
动能大小可能与速度有关
动能大小可能与质量有关
1.让钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,钢球运动到水平面时的快慢一样吗?哪次物体B被撞得远?
实验表明钢球从高处滚下,高度h越高,钢球运动到底部时越_____(快、慢),物体B被撞得越远。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越 ______。
快
大
2. 改变钢球的质量,让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。哪个钢球把物体B撞得远?
实验表明,速度相同时,质量越_______的钢球能将物体B撞得越远。所以,钢球的速度相同时,质量越大,动能越 ______。
大
大
结 论
物体动能的大小跟速度、质量有关;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,它的动能也越大
本实验采用了哪些科学探究方法:
控制变量法、转换法
请你用物理知识解释一下,为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上,对不同的车型设定不一样的最高行驶速度?
想想议议
答:机动车质量一定,速度越快,动能越大,刹车时制动距离越大,容易出现交通事故,所以要限速行驶;在相同的道路上,不同车型的机动车质量不同,速度相同时,质量大的动能大,刹车时制动距离大,质量小的动能小,刹车时制动距离小,则当制动距离相同时,不同车型设定的限速就不同。
势能
重力势能大小与什么因素有关?
哪块大石头对你造成了危险的感觉?
打桩机在工作时,先把重锤高高举起,重锤落下,可以把桩打入地里,重锤对桩做了功,这说明高处的重锤具有能量。在地球表面附近物体受到重力并处在一定高度时所具有的能,叫做重力势能。
探究重力势能与哪些因素有关
猜想与假设
1.重力势能大小可能与物体的高度有关。
2.重力势能的大小可能与物体的质量有关。
质量一定,位置越高,重力势能越大;
高度一定,质量越大,重力势能越大。
1.重力势能大小与物体的高度有关,同一物体,高度越大,重力势能越大。
2.重力势能的大小与物体的质量有关,相同的高度,物体质量越大,重力势能越大。
实验结论
物体由于发生弹性形变而具有的能量,叫弹性势能.
弹性势能
质量、速度
物体由于运动而具有的能量
动能
形变量、物体本身
质量、被举高的高度
影响大小因素
物体由于弹性形变而具有的能量
物体由于被举高而具有的能量
定义
弹性势能
重力势能
1.请同学们思考,生活中遇到这种情景时,你心里有何感觉?为什么?
(1)处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头,当你从它的下方经过时;
(2)静止在地面上的大石头,当你从旁边经过时.
答:(1)处在陡峭的悬崖上的大石头有高度,有重力势能(能量),当人从它的下方经过时,会感到害怕.
(2)静止在地面上的石头,没有动能和重力势能,当人从它的旁边经过时不会害怕.
2.判断下列说法正确的是( )。
A.速度大的球一定比速度小的球动能大
B.同一辆车运动速度越大动能就越大
C.子弹的速度比火车的速度大,所以子弹动能就比火车动能大
D.平直公路上匀速行驶洒水的洒水车动能不变。
B
答:飞机空投救灾物质后,质量减小,动能和势能也减小。
3.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行,并不断空投物质,则飞机在这个过程中,动能和势能又如何变化?
4.请你从能量的角度解释,为什么骑自行车时速度不能太快?
解答:因为车速快了,动能太大,不容易刹车,容易造成交通事故.
5.请你判断下列物体具有哪种形式的能量:
(1)在水平公路上行驶的汽车;(2)悬挂在天花板上的吊灯;(3)在空中飞行的飞机;(4)被拉开的弹弓.
解答:(1)动能(2)重力势能(3)动能和重力势能(4)弹性势能
5.阅读如图的剪报.用物理知识解释:为什么此时的馒头能把人砸伤?
解:馒头下落时,与火车具有相同的速度,具有一定动能,所以馒头能把人砸伤.
6.(2020·营口)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验.让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,
应保证铁球到达水平面的 速度相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球从斜面的同一高度由静止 滚下.(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,速度越小,动能 越小.(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图丙 (选填“甲”“乙”或“丙”)中的小球,原因是纸盒被推 动的距离最小.
(4)小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端由静止滑下,比较在不同表面滑行的距离(如下表),小车在三个表面克服摩擦力做功相 等(选填“相等”或“不相等”);若水平面绝对光滑,小车将做匀速 直线运动.
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
7.(2021·天津)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(1)由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟速 度有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟质 量有关.
(2)他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越大 .
(3)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:质量一定时,物体的速度越大,动能 越大.(4)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车超 载(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因.
(5)甲、乙两次实验中,让金属球从同一高度由静止滚下,目的是使金属球滚到斜面底端时具有相同 的速度.
(6)另一同学用如图丁和图戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的金属球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断金属球动能的大小,这种方法是错误 的(选填“正确的”或“错误的”).