专题11.3 动能和势能(讲)-2015-2016学年八年级物理同步精品课堂(基础版)(解析版)

第十一章功和机械能11.3 动能和势能——精讲知识点一：动能及其影响因素物体由于运动而具有的能量叫动能。

动能大小与速度和质量有关，速度越大，质量越大的物体动能越大。

该知识点主要有两类题型，一是对概念的理解，判断物体是否具有动能，或者分析物体动能的变化情况；二是探究物体动能的影响因素，以实验题为主。

【典型例题1】【贵州省安顺市2015中考物理试题节选】氦气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氦气球的动能。

（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】不变【典型例题2【江苏省泰州市姜堰区2016届九年级上学期期中考试物理试卷】在探究“动能的大小与什么因素有关”时，同学们提出了如下猜想：猜想一、动能的大小可能与物体的密度有关；猜想二、动能的大小可能与物体的运动速度有关；猜想三、动能的大小可能与物体的质量有关．老师提供如下实验器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板．（1）同学们设计了如下实验方案：按图19组装实验器材，让小球从斜面上由静止滚下，碰撞水平面上的小木块后，根据木块被撞出的距离，来比较的动能大小．（2）为了验证“猜想一”，应将100g的铁球和分别从斜面的（选填“不同高度”或“同一高度”）处由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量有关距离．（3）为了验证“猜想二”，应让同一小球从斜面的（选填“不同高度”或“同一高度”）由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量有关距离．（4）如果水平面是光滑的，实验能否进行？理由是。

【答案】（1）小球；（2）100g的铝球；同一高度；（3）不同高度；（4）不能；木块将做匀速直线运动，无法比较动能大小【解析】（1）实验中通过木块被小球推动的距离来反映小球的动能大小；（2）猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关，要验证“猜想一”，应使小球的速度和质量相同，所以应将100g的铁球和100g的铝球分别从斜面的同一高度处由静止滚下；（3）猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关，要验证“猜想二”，应使小球的质量相等，到达水平面的速度不相等，所以应让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下；（4）如果水平面是光滑的，实验不能进行，因为木块将做匀速直线运动，无法比较动能大小。

【针对训练1】【2016届江苏省台东市初三下学期第一次月考物理卷节选】跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零，运动员从开伞到降至地面的过程中动能．（选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】减小【解析】运动员在降落过程中，质量不变，受到阻力作用，速度越来越小，直到为0，动能减小。

【针对训练2】【2016届湖北省荆州市实验中学初三月考物理卷节选】一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能．【答案】减小【针对训练3】【湖南省张家界市2015年普通初中学业水平考试】某兴趣小组提出利用“研究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影响重力势能大小的因素”的设想。

请你帮助完成如下实验方案：（1）实验中通过观察的大小，来判断小球重力势能的大小。

（2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是___________________。

（3）实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用上述图，具体的操作方法是让小球从__________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。

（4）要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图________，具体的操作方法是让小球从_________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。

（5）通过比较分析可以得出的结论是_____________________________。

【答案】（1）木块被推出的距离（2）钢球与木块将会做匀速直线运动（3）乙；相同（4）甲；不同（5）重力势能的大小与物体的质量和高度有关【针对训练4】【江苏省靖江市靖城中学共同体2016届九年级上学期期中考试物理试题】（6分）为探究“动能大小的影响因素”，某一科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动．（1）实验中通过比较来判断钢球动能的大小．（2）在图甲和图丙中，用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的相同；比较甲、乙两图，得到的结论是．（3）由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关．进一步探究，获得了表格内的数据：分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与有关（选填“超载”或“超速”）；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是，理由是．【答案】（1）木块被推动的距离（2）速度；质量相同时，速度越大，动能越大（3）超载；速度；分析可知物体的动能与物体速度的平方成正比【解析】（1）实验中通过比较木块被推动的距离（转化法）来判断钢球动能的大小．（2）钢球滚到水平面上的速度与在斜面上的高度有关。

在图甲和图丙中，用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的速度相同；甲、乙两图控制小球的质量相同，改变速度的大小，速度大的，木块被推动的距离较远。

说明：质量相同时，速度越大，动能越大。

（3）分析表格内的数据可知，甲、丙两次实验速度相同，质量变为原来的2倍，动能也变为原来的2倍，可验证危害程度与超载；甲、乙两次实验质量相同，速度变为原来的2倍，动能也变为原来的4倍，所以，在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是速度。

知识点二：势能及影响因素势能分弹性势能和重力势能。

弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能量，弹性势能大小与所发生的弹性形变程度有关，弹性形变越大，弹性势能越大；重力势能是由于物体受到重力且处在一定高度时具有的能量，重力势能大小与物体质量和高度有关，质量越大，高度越高的物体重力势能越大。

【典型例题1】2014-2015学年江苏宜兴周铁学区初二下期期中考试物理卷】压缩的弹簧具有___ __能；长江三峡大坝上游的水与大坝下游的水相比具有_______能．【答案】弹性势能；重力势能【典型例题2】【2015-2016学年湖北省恩施州利川市初二期末物理卷】如图所示，宝鼎同学用弹弓研究弹性势能的大小与物体形变的关系．通过实验他观察的记录是：弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远．（1）弹弓弹性势能的大小是通过来比较的；（2）当弹弓橡皮筋形变相同时，所用的“子弹’质量不同，射出去的距离也不同，质量较大的子弹，射出的距离（大/小），宝鼎实验所选用“子弹”的应是相同的；（3）实验结论是．【答案】（1）子弹射出的距离；（2）小；质量；（3）物体的弹性形变越大弹性势能就越大【解析】（1）弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示，射出的越远，弹弓的弹性势能越大．（2）弹弓弹性形变相同，弹性势能相同，射出子弹时，子弹飞行的远近跟子弹的质量有关，子弹质量越大，飞行距离越小．用子弹射出的远近反映弹弓的弹性势能时要保持子弹的质量相同．（3）子弹的质量相同时，弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远．所以得到：物体的弹性形变越大弹性势能就越大．【典型例题3】【湖南省衡阳市2015年初中毕业学业水平考试试卷节选】某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。

于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H 的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。

实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过来反映的。

（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，。

（3）比较两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。

（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径（选填：“有关”或“无关”）。

【答案】（1）铅球陷入沙子的深度（2）质量越大，重力势能越大（3）A 、C （4）无关（5）动能【解析】（1）重力势能的大小是用铅球陷入沙子的深度来反映的，陷得越深，则铅球的重力势能越大。

（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，质量越大，重力势能越大。

【针对训练1】【2014届江苏省宜兴市实验中学九年级上期中考试物理试卷】在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如下图所示，若A、B 两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系h A_____h B；若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是m A________m C，实验得出的结论是：物体重力势能的大小与物体的___________、________________有关。

【答案】小于；大于；质量；高度【解析】观图可知，被铁块B撞击的木桩比被铁块A撞击的木桩下陷更深，铁块B具有更大的重力势能，因为A、B两铁块质量相等，所以h A<h B；被铁块C撞击的木桩比被铁块A撞击的木桩下陷更深，铁块C 具有更大的重力势能，因为A、C两铁块下落的高度相等，所以hA<hc；分析可知物体重力势能的大小与物体的质量、高度有关。

【针对训练2】“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句表达了诗人苏轼渴望为国御敌立功的壮志．拉弯的弓具有________能，箭射出去后在空中飞行时具有________能和________能．【答案】弹性势；动；重力势【解析】拉弯的弓由于发生弹性形变，所以具有弹性势能；射出去的箭在空中飞行时具有动能，由于在空中，所以还具有重力势能．【针对训练3】【2016届江苏省苏州市张家港外国语学校初三月考物理卷】在探究弹性势能跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关．为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．最后得出实验记录表．（1）请将探究猜想一的方案补充完整：将（“两根不同”、“同一根”）弹簧压缩（“相同”、“不同”）长度，放手后，小球被弹出，测出推动木块移动的距离进行比较．（2）为了探究猜想二，可选用实验次数②和的数据进行计较分析，若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．【答案】（1）同一根；不同；（2）④；s2≠s4．：。