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第十二章
机械能
1.
机械能
教科版物理八年级下册
学习目标
1．理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能。
2．知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关。
3．知道机械能的概念。
2．高挂在枝头的苹果
1．疾驰的汽车
5．拉开的弓
3．拉伸变形的皮筋
6．流动的水
4．高举的重锤
导入新知
1.
一个物体如果能对另一物体做功，我们就说它具有
能量。
高举的重锤 能把地面
砸陷
流动的水
能把石头
冲走
拉圆的弓
能把箭
弹射开
物体
能够对外
做功
高举的重锤
流动的水
拉圆的弓
具有能量
一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。
3.
能的单位: 焦 (J)
2.
能量是表示物体做功本领大小的物理量。
能量的大小，用能够做功的多少来衡量。
“能做功”
可能“正在做功”
可能“并未做功”
1
知识点
动能
动能：物体由于运动而具有的能。
定义
合作探究
奔跑的动物
运动的子弹
飞驰的赛车
宇宙中的星体
运动的物体具有动能
2.
动能大小与哪些因素有关
微风吹过，树梢轻轻摇曳。
狂风大作，树干折断。
飞来的足球，人们敢用脚去踢。
飞来的铅球，我们避让三分。
动能的大小可能与速度和质量有关。
探究：动能的大小与什么因素有关？
设计实验
1.
提出猜想:
动能的大小可能与物体的质量、速度等因素有关。
2.
设计实验方案
提示：(1)考虑“控制变量法”
(2)怎样比较动能的大小？
实验：动能与速度的关系
实验表明小车从高出滚下，高度h越高，小车运动到底部时越_____(快、慢)，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，小车的速度越大，动能越
_____。
快
大
实验：动能与质量的关系
实验表明，速度相同时，质量越_______的小车能将物体B
撞得越远
。所以，小车的速度相同时，质量越大，动能越
________。
大
大
在斜面的高度相同，
物体到斜面底的速
度相同。
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，动能越大。
决定动能大小的因素：运动物体的质量和速度。
一些物体的动能(单位：J
)
抛出去的篮球
约30
行走的牛
约60
从10
m高处落下的砖块
约2.5×103
跑百米的运动员
约3×103
飞行的步枪子弹
约5×103
行驶的小轿车
约2×105
下列物体具有动能的是( )
A．静止在高山上的石头
B．被拉开的弓
C．被举重运动员举起后静止在空中的杠铃
D．百米跑道上正在比赛的运动员
【例1】
D
【解析】
物体由于运动而具有的能量叫动能，百米跑道上正在
比赛的运动员正在运动，故具有动能，故选D。
根据定义法判断：动能是物体由于运动而具有的
能，百米跑道上正在比赛的运动员由于运动而具有动
能，其他选项中的物体没有运动，不具有动能。
新知小结
下列关于动能的说法，正确的是( )
A．运动的物体具有的能，叫动能
B．物体由于运动具有的能，叫动能
C．速度大的物体的动能比速度小的物体的动能大
D．运动的物体质量越大，所具有的动能一定越多
1
B
巩固新知
【中考·陕西】我国著名羽毛球运动员傅海峰扣球时不仅改变了羽毛球的________方向，而且使羽毛球的速度高达383
km/h，合________m/s(计算结果保留一位小数)，从而使羽毛球具有较大的________能。
2
运动
106.4
动
2
知识点
势能
打桩机将重锤举高把桩打入地中
合作探究
球拍击打网球时，发生形变的球拍具有能量
射箭运动员把弓拉弯，给弓储存了能量
重力势能：受重力的物体由于被举高而具有
的能。
定义
弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。
重力势能和弹性势能统称为势能。
位置较高的物体具有重力势能
疑是银河落九天
蹦极
戏水者从高处飞速滑下
打桩机将重锤举高
如图所示，起重机吊起重物所具有的重力势能相同吗？
如果不同，你认为重力势能和什么因素有关？
重力势能的大小与哪些因素有关
研究：重物的重力势能
观察：桩被打入的深度
研究方法：
转化法
控制变量法
对比法
实验：重力势能的大小与哪些因素有关
归纳：
1.
质量相同时，物体被举得越高重力势能越大。
2.
被举高度相同时，物体的质量越大重力势能越大。
结论：
被举高的物体质量越大，高度越高，重力势能越大。
拉伸的弹簧
折弯的竹竿
拉长的橡皮筋
都具有弹性势能
主要决定因素：弹性形变的大小
弹性形变越大，弹性势能越大
射箭时弓的形变越大，箭射得越远，弹性势能越大。
弹性势能的大小与哪些因素有关？
下列关于重力势能的说法，正确的是( )
A．质量大的物体，重力势能一定大
B．被举得高的物体，重力势能一定大
C．质量相等的物体，被举得越高，重力势能就越大
D．质量相等的物体，速度越大，重力势能就越大
【例2】
C
【解析】
影响重力势能的因素是质量和高度，比较重力势能的
大小既要比较质量，又要比较高度。比较重力势能的
大小通常有两种方法：一种方法是质量相等，比较高
度的高低，高度越高，重力势能越大；另一种方法是
高度相同，比较质量的大小，质量越大，重力势能越
大。只根据其中一个因素，无法比较重力势能的大小。
本题考查了重力势能的概念以及影响重力势能大
小的两个因素，分析重力势能的变化时，两个因素缺
少一个，得出的结论都是错误的，注意控制变量法在
分析中的应用。
新知小结
1
【中考·扬州】扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的( )
A．弹性势能
B．重力势能
C．体积
D．阻力
B
巩固新知
2
【中考·徐州】排球运动员发球时，把排球竖直向上抛起，在排球上升到最高点时，下列说法错误的是( )
A．排球的动能为零
B．排球的重力势能最大
C．排球仍具有惯性
D．排球处于平衡状态
D
3
知识点
机械能
机械能：动能和势能的总称。
一个物体既可以既有动能，又有势能。
定义
合作探究
【例3】(武汉)如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车，下列说法正确的是( )
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，重力势能变小
C．机械能不变，动能变小
D．机械能变小，动能不变
B
物体的动能与物体的质量和运动速度有关，物体
的重力势能与物体的质量和高度有关，洒水车在作业
时，其质量在不断地减小，所以其动能在减小，重力
势能在减小，机械能在减小，故B选项正确。
新知小结
1
【中考·资阳】跳伞运动员在空中匀速下落的过程中( )
A．动能一定增大
B．机械能一定不变
C．重力势能一定减小
D．机械能一定增加
C
巩固新知
2
【中考·宜昌】如图所示，小孩在滑梯上由静止开始下滑，速度越来越快。则该过程中小孩的动能________，机械能________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
变大
变小
1
知识小结
机
械
能
动能
定义:物体由于运动而具有的能
影响因素:物体的质量和速度
势能
重力势能
定义:物体由于被举高而具有的能
影响因素:物体的质量和高度
弹性势能
定义:物体由于形变而具有的能
影响因素:物体弹性形变的大小
归纳新知
1.正确理解动能：
(1)定义：物体由于运动而具有的能叫动能。
(2)理解：运动与动能之间存在因果关系，“运动”是
因，“物体具有动能”是果。
(3)具有动能的物体的基本特征：运动。运动的物体都
具有动能，但运动的物体具有动能的同时，还可能
具有其他形式的能，因此“运动物体具有的能叫动
能”这个说法是错误的。
2.对于重力势能和弹性势能的理解可以参照动能。
1.
下列说法正确的是( )
A．具有能的物体一定在做功
B．物体具有的能越大，它做的功越多
C．物体做的功越多，它具有的能就越大
D．物体能够做的功越多，它具有的能越大
2
易错小结
易错点：不理解功和能的关系
D
2.
如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是( )
A．动能不变
B．重力势能不变
C．重力势能、动能都不变
D．重力势能、动能都变小
易错点：未注意隐含条件导致错误
D
解：奔驰的汽车具有动能；二楼的花盆具有重力势能；压缩或拉伸的弹簧具有弹性势能；飞行的鸟同时具有动能和重力势能。
除了教科书上讲过的以外，再举几个说明物体具有动能、势能的实例。
1
课堂练习
解：竖直上抛的皮球在未到达最高点时，既有高度又有速度，因此同时具有动能和重力势能。当球到达最高点时，速度为零，则只具有重力势能。
竖直上抛的皮球在未到达最高点前具有哪种机械能？当球到达最高点时具有哪种机械能？为什么？（球到达最高点时，速度为零）
2
如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铜球，C和D为铁球。则A与B相比，___的势能大，原因是_______________
_________________________。C与D相比，___的势能大，原因是________________
_____________________________。
四个球中，势能最小的是___球。
3
A
C、D两球质量相等而C球高度大于D球高度
A、B两球质量相等而A球高度大于B球高度
C
D
以下物体不具有动能的是( )
A．在空中飞行的飞机
B．草地上滚动的足球
C．下落的瀑布
D．放在阳台上的花盆
4
D
【中考·上海】2015年5月31日，中国运动员苏炳添在国际百米大赛中跑出了9
秒99
的成绩，成为首位跑进10
秒的中国人。起跑时他用力蹬助跑器后飞速冲出，说明力可以改变物体的____________。在冲过终点减速的过程中，他的惯性________，动能________(后两空均填“增大”“不变”或“减小”)。
5
运动状态
不变
减小
下列加点的物体中，具有弹性势能的是( )
A．弓开如满月
B．箭去似流星
C．云来云又往
D．蜻蜓立杆头
【中考·重庆】2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能_______，动能_________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
6
A
．
．
．
．
．
7
变大
变大
1．下列关于动能的说法，正确的是( )
A．运动的物体具有的能，叫动能
B．物体由于运动具有的能，叫动能
C．速度大的物体的动能比速度小的物体的动能大
D．运动的物体质量越大，所具有的动能一定越多
课后练习
【方法规律】利用排除法解答。运动的物体可能同时具有动能和势能，可见A错误；动能跟质量和速度均有关，可见C、D错误。
【答案】B
2．【中考?海南】下列物体具有动能的是( )
A．静止不动的课桌
B．挂在树上的椰子
C．拉长了的橡皮筋
D．正在行驶的汽车
【点拨】具有动能的物体的基本特征是在运动。题中，汽车在运动，具有动能。
【答案】D
3．【中考?天津】2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功。若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了。由此可知其动能( )
A．减小
B．增大
C．不变
D．消失
B
4．【中考?东营】某汽车在平直公路上由于行驶速度过快，________能大，危害性就大。为防止意外，汽车不能超速行驶。乘客必须使用安全带，否则一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于_____会继续向前运动造成伤害。
动
惯性
5．【中考?邵阳】正在匀速上升的观光电梯，关于它的动能和重力势能的变化，下列说法正确的是( )
A．动能不变，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能减小
D．动能增大，重力势能增大
【点拨】正在匀速上升的观光电梯，速度不变，质量不变，则它的动能不变；同时高度增大，其重力势能增大，故A正确。
【答案】A
6．【中考?淄博】如图所示，弯曲跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是( )
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能先增大后减小，重力势能增大
D．动能先减小后增大，重力势能减小
【答案】C
7．【中考·怀化】如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是( )
A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小
B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大
C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大
D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小
【点拨】从A到B的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，故A正确，B错误；从B到C的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C、D错误。
【答案】A
8．李兰同学到自贡的百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的( )
A．动能增大
B．势能不变
C．机械能增大
D．机械能不变
C
9．如图所示，用传递带将木箱从底端匀速运送至顶端。在此过程中，木箱相对于地面______(填“运动”或“静止”)，木箱的重力势能______(填“增加”或“减少”)，木箱的机械能______(填“增加”
或“减少”)。
运动
增加
增加
10．下列说法正确的是( )
A．具有能的物体一定在做功
B．物体具有的能越大，它做的功越多
C．物体做的功越多，它具有的能就越大
D．物体能够做的功越多，它具有的能越大
【方法规律】利用排除法解答。一个物体能够对外做功，我们就说它具有能。一个物体具有能，就能够对外做功，但它不一定正在对外做功，可见A、B错误。一个物体能够做的功越多，具有的能量越大，可见C错误，D正确。
【答案】D
11．【中考?龙东】炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的动能______，惯性________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
【点拨】一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的质量减小，速度不变，则汽车的动能变小，由于质量变小，则惯性变小。
【答案】变小；变小
12．【中考?福建】用钢球、木块和带有斜槽的长木板，探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由________开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动
的距离来反映。
静止
(2)如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越________。
大
(3)探究动能跟质量的关系时，应选择让质量________的钢球从斜槽高度________的位置开始运动。(均填“相同”或“不同”)
不同
相同
13．【中考·宿迁】如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。A、C离沙地高度相同。现让三个小球同时由静止释放，球落到沙地
上的状态如图中虚线所示。
(1)根据__________________可以判断出______球释放前的重力势能最大。
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________。
球陷入沙地中的深度
A
质量
14．【中考?福建】小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方
向弹射出去，测得弹射的水平距
离，数据如下表：
实验
次数
橡皮条
橡皮条
宽/
cm
橡皮条
长/cm
弹射的水平
距离/
m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
(1)实验中，是通过比较____________________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小的。
【点拨】橡皮条的弹性势能的大小是通过弹珠射出的水平距离来反映的，射出得越远，橡皮条的弹性势能越大。
弹珠被弹射的水平距离
(2)比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。
【点拨】比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，短的橡皮条使弹珠射出的水平距离远，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
长度
(3)比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关。
【点拨】比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条长度相同，宽的橡皮条使弹珠射出的水平距离远，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
宽度
(4)用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是( )
A．窄而长的B．宽而长的C．窄而短的D．宽而短的
【点拨】由以上分析可知，橡皮条越短、越宽，弹性势能越大。
D
15．如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大。现用质量不同的
钢球从同一高度由静止滚
下，看哪次木块被撞得远。
回答以下问题：
(1)设计本实验的目的是探究_________________。
(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下是为了__________
__________________________。
(3)此实验得出的结论是_____________________________
______。
动能与质量的关系
保证钢球
到达斜面底端时的速度相同
速度相同时，质量越大，动能
越大
(4)下表中给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据。
物体
质量m/kg
速度v/(m·s－1)
动能E/J
牛
约600
约0.5
约75
中学生
约50
约6
约900
分析数据，提出你的猜想，对物体动能大小影响较大的因素是物体的________，你这样猜想的依据是____
_________________________________________________________________________________________________________。
速度
牛的
质量是中学生的12倍，中学生的速度是牛的12倍，但
中学生的动能是牛的12倍，所以猜想影响动能较大的
因素是速度
再见
