(共24张PPT)
第3节 动能和势能
第十一章 功和机械能
飞翔的鸟具有动能和重力势能
为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度
骑自行车从高处滑下时即使不蹬车,车的速度为什么越来越快
例1:运动着的锤子能将钉子钉入木板中
分析:运动着的锤子能对钉子做功,因此,运动着的锤子具有能量。
运动的子弹
拉满的弓把箭射出
流水推竹排前进
举高的重锤
一、物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。
能量的单位是焦耳(J)。
二、动能:物体由于运动而具有的能。
三、势能
势能
重力势能:物体由于被举高而具有的能量。
弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量。
下列有关做功和能量的关系的几种说法,错误的是( )A.100J的能有时可以做200J的功
B.100J的能最多只能做100J的功
C.100J的能可以不做100J的功
D.做功必须消耗能
A
这些物体能够对其他的物体做功,可见它们都有能量。
我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。
演示实验:探究物体动能跟哪些因素有关。
物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。那么物体的动能的大小决定于哪些因素呢?
物体动能大小可能跟物体的质量和速度有关
设计实验:
控制变量法、转换法
提出问题:
猜想与假设:
探究物体的动能跟哪些因素有关
猜想与假设
物体动能大小可能跟速度有关
物体动能大小可能跟质量有关
实验·观察
通过观察B被撞出的距离,比较小球A具有动能的大小。
A
B
实验现象:
图中的小车使木块移动的距离大
实验表明:
①动能与速度有关;
②质量相同时,速度越大,动能越大
1、探究动能与速度是否有关
B
V1
V2
实验现象:
图中的小车使木块移动的距离大
实验表明:
①动能与质量有关;
②速度相同时,质量越大,动能越大
2、探究动能与质量是否有关
B
A
B
运动物体的动能大小与物体的( )和( )有关,物体的( )越大,( ) 越大,它具有的动能就越大。
质量
速度
速度
质量
3、综合结论:
如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(甲、乙、丙、丁中小球质量分别为m、2m、m、3m)。
(1)让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的______;
(2)实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小,这种方法在物理学中属于______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)比较______两图进行的实验,可以探究小球动能大小与速度有关;
(4)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样,______(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80km/h。
速度
转换法
甲、丙
大客车
请你用物理学的术语解释,为什么要对机动车的行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上,不同车型的限制车速不同?
解析:
同一辆汽车质量不变,速度越大,具有的动能越大;而当载货汽车和小汽车速度相同时,由于载货汽车的质量大,它具有的动能就越大,刹车阻力相同时,它滑行的距离长,容易与前面的车相撞,相撞时冲击力也更大。所以要限制机动车的速度,对载货汽车设定更小的最高行驶速度。
放在高处的花盆具有重力势能
高山上的大石块
打桩机将重锤举高
物体由于位置较高而具有的能叫重力势能
重力势能
重力势能的大小与哪些因素有关
实验探究
一定时,物体 越
大,它具有的重力势能就越大。
高度
质量
实验探究
一定时,物体 越
高,它具有的重力势能就越大。
质量
被举起的高度
物体的_____越高,___越大,它具有的重力势能就越多
质量
被举高度
结论
在“模拟打桩”的实验中,原来处于同一沙槽、相同深度的1、2、3、4个相同木桩,经A、B、C三个重锤从高处由静止下落撞击后,最终所处的位置如图所示。由此可知:实验中可通过观察______ 来比较重锤重力势能的大小,若B、C两锤下落高度相同,则______(选填“B”或“C”)锤的质量要大一些;若A锤质量大于B锤质量,可推测______(选填“A”或“B”)锤下落高度较高。
木桩下陷的深度
B
B
弹性
势能
概念:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变大小有关,
物体的弹性形变越大,弹性势能越大。
例如:
(1)弹弓上的橡皮筋形变越大,弹性势能就越大,“子弹”就
射得越远
(2)弹簧形变越大,弹性势能越大,小车被弹开的距离越远
(3)发条上得越紧,弹性势能越大,种表走得时间越长
如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越 ________,这说明橡皮筋的弹性势能与其 ________有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,质量大的“子弹”射出的 ________ 较小。在此过程中,橡皮筋对“子弹”做的功 ________(选填“相同”或“不相同”)。
远
伸长的长度
距离
相同
四、机械能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
推出去的铅球,动能是300焦耳,重力势能是200焦耳,弹性势能为0 ,那么铅球的机械能是多少 ?
500
下列物体具有什么形式的能:
(1)水平行驶的汽车:___________
(2)正在爬坡的汽车:___________
(3)山顶上的石头:___________
(4)山顶上滚下的石头:___________
(5)天花板上的吊灯: ___________
(6)天花板上摇摆的吊灯:___________
(7)拉长的橡皮筋:___________
(8)下落的雨滴:___________
动能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
动能和重力势能
弹性势能
我学到了: