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1.能通過實例從做功的角度，了解能量的概念.
2.知道動能和勢能．
3.能通過實驗了解影響動能、勢能大小的因素．
4.能運用動能和勢能解釋相關的現象．
1.現象探究：能做功的物體是否具有能量
實例 _________________________________ 湍急的流水 能推動水車 ___________________________ 升高的重錘能 將樁打入土中 _______________________________________
發生形變的跳板能
使運動員彈起
現象 分析 說明湍急的 流水能夠對 水車做功 說明升高的重 錘能夠對樁做 功 說明發生形變的跳
板能夠對運動員做
功
探究 歸納 物理學中，如果一個物體能夠對其他物體做功， 我們就說這個物體具有能量，簡稱能 2.能的物理意義
能量是表示物體做功本領的物理量，能量的大小可以用
能夠做功（但不一定“做了功”）的多少來衡量.一個物體
具有的能量越大，它能夠對外做的功就越多.
3.能的單位
動能、勢能等各種能的單位與功的單位相同.在國際單位
制中，功的單位是焦，能的單位也是焦.
典例1 （原創）下列關于功和能的說法，正確的是
( )
B
A.激流能將石頭沖走，說明石頭具有能量
B.物體具有做功的本領，就說它具有能
C.功就是能，因為它們的單位相同
D.物體做的功越多，具有的能量越大
[解析] 激流能將石頭沖走，說明激流具有能量.
功和能是兩個不同的物理量，單位相同，但物理意義不
同. 物體能夠做的功越多（不是做的功越多），具有
的能量越大.
1.現象探究：運動的物體是否具有能
實例 ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________
風吹動帆船航行
滾動的保齡球擊
倒球瓶
子彈能擊穿雞蛋
現象 分析 風（流動的空 氣）對帆船做了 功，說明風具有 能量 保齡球對球瓶做 了功，說明滾動 的保齡球具有能 量 子彈對雞蛋做了
功，說明運動的
子彈具有能量
探究 歸納 運動的物體能夠對其他物體做功，說明運動的物體
具有能量.物理學中把物體由于運動具有的能
（不能說運動的物體具有的能）叫做動能
2.實驗探究：動能的大小跟哪些因素有關
（1）探究影響物體動能大小的因素
提 出 問 題 一切運動的物體都能做功，都具有動能，但不同的
運動物體做功的能力存在差異，說明動能是有大小
的，那么物體具有動能的大小與哪些因素有關呢
猜 想 猜想1：因為動能是物體由于運動具有的能，所以動
能的大小可能與物體的運動速度有關.
猜想2：人們被汽車撞傷比被相同速度的自行車撞傷
更嚴重，所以動能的大小可能與物體的質量有關
進 行 實 驗 如圖甲所示，讓質量為 的鋼球分別從斜面上
處和 處由靜止滾下，通過比較可以發現，鋼球的
初始位置越高，滾動到水平面上時的運動速度越大.
________________________________________________________________________________
進 行 實 驗 ②如圖乙所示，讓質量為的鋼球分別從斜面上 處
和處由靜止滾下（控制變量：相同, 不同），并
撞擊靜止在水平面上的木塊，測出木塊移動的距離.
進 行 實 驗 如圖丙所示，讓質量分別為和 的鋼球先后
從同一高度處由靜止滾下，通過比較可以知道，不
同質量的鋼球，從同一高度處滾動到水平面上時的
運動速度相同.
________________________________________________________________
丙
丁
進 行 實 驗 ②如圖丁所示，讓質量分別為和 的鋼球從斜面的
同一高度處由靜止滾下（控制變量：不同, 相
同），測出木塊移動的距離已知,
分 析 論 證 （1）由圖甲、乙可知，同一鋼球，從斜面的不同高
度由靜止滾下，高度越高，鋼球到達水平面時速度
越大，木塊被推得越遠（ 轉換法），鋼球對木塊做
的功越多，說明鋼球具有的動能越大；
（2）由圖丙、丁可知，質量不同的鋼球，從斜面的
同一高度由靜止滾下，鋼球到達水平面時速度相
同，質量越大，木塊被推得越遠，鋼球對木塊做的
功越多，說明鋼球具有的動能越大
探 究 結 論 物體的動能與物體的速度和質量有關.質量相同時，
速度越大的物體具有的動能越大;速度相同時，質量
越大的物體具有的動能越大
（2）對動能大小的理解
一切運動的物體都具有動能，物體的動能取決于物體的
質量和速度.
在討論動能大小時，必須同時分析這兩個因素.例如，一顆
子彈的速度大于火車的速度，但子彈的動能不一定比火車
的動能大，因為子彈的質量比火車的質量小很多；也不能
因為火車的質量比子彈的質量大很多，就認為火車的動能
一定比子彈的動能大，因為火車的速度可能很小.
教材深挖
對生活中機動車限速和嚴禁超載的理解
質量越大，速度越大，物體的動能就越大.對速度進行限
制，實質上就是為了控制動能的大小，避免交通事故的
發生.同樣的路面，不同的車型，其質量不同，若速度相
同，則質量越大的車輛動能越大，遇到緊急情況時越不
容易控制，對路面造成損壞的同時也易發生交通事故，
因此機動車嚴禁超載.
典例2 在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，
小麗同學設計了如圖所示甲、乙、丙三次實驗.讓鐵球從
同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平
面上的紙盒相碰，鐵球鉆入紙盒并與紙盒在水平面上共
同移動一段距離后靜止.
（1）探究動能大小與物體質量的關系時，應保證鐵球到
達水平面的______相同，為了達到這一目的所采取的具
體操作方法是使鐵球____________________________.
速度
從斜面的同一高度由靜止滾下
[解析] （1）要探究動能大小與物體質量的關系，應保證鐵球
到達水平面的速度相同，質量不同，即應使質量不同的
鐵球從斜面的同一高度由靜止滾下.（2）在甲、丙兩次實
驗中，鐵球的質量相同，甲實驗中鐵球由靜止滾下的高
度大于丙實驗中鐵球由靜止滾下的高度，甲實驗中紙盒
被推得更遠，說明甲實驗中鐵球具有的動能更大，從而
可以得出結論：質量相同的物體，運動速度越大，具有
的動能就越大.
（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是物體質量相
同時，____________________.
速度越大，動能越大
（3）該實驗是通過觀察__________________________來
比較鐵球動能的大小從而得出結論的.這里所用的研究方
法是________.
紙盒被鐵球推動距離的遠近
轉換法
實例 __________________________________ 從高空落下的隕 石能把地面砸出 一個大坑 __________________________________ 從高處下落的水 時間長了能把石 頭滴穿 _________________________________
擲出的鉛球落
在沙地中會砸
出一個坑
1.重力勢能
（1）現象探究：被舉高的物體是否具有能
現象 分析 隕石對地面做了 功，說明從高空 落下的隕石具有 能量 位于高處的水滴 對石頭做了功， 說明高處的水滴 具有能量 鉛球對沙地做
了功，說明擲
出去的鉛球具
有能量
探究 歸納 被舉高的物體能夠對其他物體做功，說明被舉高
的物體具有能量.物理學中把物體由于處于一定的
高度所具有的能叫做重力勢能
（2）實驗探究：重力勢能的大小跟哪些因素有關
探究 方法 控制變量法和轉換法（物體重力勢能的大小通過
小桌陷下去的深度來判斷）
實驗 裝置 ________________________________________________________________________________
探究 過程 （1）如圖甲、乙所示，將質量相等質量為 的
重物分別從不同高度高度分別為和 由靜止釋
放（控制變量：相同, 不同），比較兩次小桌下
陷的深度，探究重力勢能跟高度的關系；實驗表
明，相同的重物被舉得越高，受到撞擊的小桌陷
入沙中越深;
探究 過程 （2）如圖甲、丙所示，將質量不等質量分別為
和的重物都從相同高度高度為 由靜止釋放
（控制變量：不同, 相同），比較兩次小桌下陷
的深度，探究重力勢能跟物體質量的關系；實驗
表明，重物質量越大，受到撞擊的小桌陷入沙中
越深
探究 結論 物體具有的重力勢能與物體所在位置的高度和質
量有關.質量相同時，越高的物體具有的重力勢能
越大；高度相同時，質量越大的物體具有的重力
勢能越大
（3）對重力勢能大小的理解
物體被舉得高不等于物體的重力勢能大.在分析重力勢能
的大小時，要同時考慮物體的質量和高度兩個因素，質
量大的物體重力勢能不一定大，同理，被舉得高的物體
重力勢能也不一定大.
典例3 某實驗小組用“模擬打樁”來探究
影響重力勢能大小的因素，已知物體
質量的關系為 ，使用的
器材有沙子、木樁等.實驗時，讓重物
從木樁正上方的某一高度處自由下落將木樁打入沙中，
三次實驗木樁進入沙中的深度如圖所示.
（1）本實驗被研究的物體是______（選填“重物”或“木
樁”）.
重物
[解析] 比較的是重物在不同因素下的重力勢能的大小，
故被研究的物體是重物.
（2）選擇和 兩圖實驗進行分析，可以探究物體重力勢
能大小與______的關系.
質量
[解析] 分析和 兩圖實驗可知，重物所處的高度相同，
質量不同，可以探究物體重力勢能大小與質量的關系.
（3）為了探究重力勢能大小與高度的關系，應讓質量相
同的重物，從__________（選填“相同高度”或“不同高度”）
由靜止自由落下.結論：當質量一定時，物體所處的高度
越大，重力勢能越____.
不同高度
大
[解析] 要探究重力勢能大小與高度的關系，需控制重物的
質量相同，從不同高度由靜止自由落下.分析圖a和圖b可得：
當質量一定時，物體所處的高度越大，重力勢能越大.
2.彈性勢能
（1）現象探究：發生彈性形變的物體是否具有能
實例 __________________________________________________________ 被拉開的橡皮筋能把“子 彈”打出去 _____________________________________________________
被壓彎的撐竿能把運動
員彈得很高
現象 分析 彈弓的橡皮筋對“子彈” 做了功，說明被拉開的 橡皮筋具有能量 撐竿對運動員做了功，
說明被壓彎的撐竿具有
能量
探究 歸納 發生彈性形變的物體能夠對其他物體做功，說明 發生彈性形變的物體具有能量.物理學中把物體因 發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能 （2）影響彈性勢能大小的因素
物體的彈性勢能與物體的彈性形變程度和本身的材料有
關.同一物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能越大.
特別提醒
不是發生形變的物體都具有彈性勢能，只有發生彈性形
變的物體才具有彈性勢能.例如，橡皮泥被捏后發生形變，
但不具有彈性勢能，因為它的形變不是彈性形變.
3.勢能
重力勢能和彈性勢能這類能統稱為勢能.
辨析比較
動能 勢能 重力勢能 彈性勢能
產生原因 運動 位于高處 發生彈性形變
影響因素 質量和速度 質量和所處 高度 彈性形變程度和
材料
相同點 都是能量的一種具體表現形式； 單位都是焦耳 教材深挖
重力勢能的相對性
物體所在位置，總是相對于一定的參考位置而言的，即
物體所處的高度具有相對性，則物體的重力勢能大小也
具有相對性.例如，放在書桌上的課本，相對于地面有一
定的高度，具有一定的重力勢能，而相對于桌面其高度
為0，重力勢能為0.
典例4 小明看到運動員拉
弓射箭時，弓拉得越彎，
箭射得越遠.小明猜想：彈
性勢能的大小可能與物體
的彈性形變有關.為驗證其猜想是否正確，他設計了如下
實驗（彈簧被壓縮后未超過其彈性限度）.如圖所示，將
同一個彈簧壓縮______（選填“相同”或“不同”）的長度，
將小球置于彈簧的右端，松開彈簧后小球碰到同一位置
的相同木塊上，通過比較____________________，從而
比較彈性勢能的大小.
不同
木塊移動距離的遠近
[解析] 要驗證彈性勢能的大小與物體的彈性形變有關，
需控制彈簧相同，改變彈性形變的程度，因此要將同一
個彈簧壓縮不同的長度；運用轉換法，通過觀察木塊移
動距離的遠近來比較彈性勢能的大小.

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