1、四、动能和势能5 分钟训练 (预习类训练，可用于课前 )1.在物理学中怎样才算做了功？功的大小的计算公式是什么？解析：复习功的知识，为学习动能和势能作铺垫。只有具备了做功的两个必要因素，才算做了功。答案：有了作用在物体上的力和物体沿力的方向移动的距离，才算做了功。功的计算公式为 W=Fs。2.大家想一想，生活中哪些场合常听到“能量”一词？能量简称能，在日常生活中有很多应用，并且它有很多不同的形式，你知道哪些具体形式的能量？解析：回忆生活中所说的“能量”，了解它们的不同含义，初步区分物理学中的“能量”跟生活中的“能量”的不同，并了解不同形式的能量，为学习本课打下基础。答案：这个人能量大得很！原子
2、弹的能量真大！等等。热能、太阳能、动能、势能、电能、原子能等。3._叫动能，影响动能的因素有_。解析：通过对动能的预习，初步了解动能的定义和影响动能的因素，明确这是本节课的重点之一；通过预习，提前发现问题，以便在学习新课的过程中及时解决。本题可以参阅课本回答。答案：物体由于运动而具有的能量 质量和速度4._叫重力势能，影响重力势能的因素有_。_叫弹性势能，影响弹性势能的因素有_。解析：通过对重力势能的预习，初步了解重力势能的定义和影响重力势能的因素，明确这是本节课的另一重点；通过对弹性势能的预习，以便在学习新课的过程中做到有的放矢。本题可以参阅课本回答。答案：物体由于被举高而具有的能量 质量和
3、高度 物体由于发生弹性形变而具有的能量 弹性形变的大小10 分钟训练 (强化类训练，可用于课中 )1.关于能的概念，下列说法中正确的是（ ）A.势能相等的物体是在同一高度B.悬挂的物体因为没有做功，所以没有能C.在空中飞行的子弹能做功，所以具有能D.一个物体具有能量，则它一定具有动能或势能解析：势能分为重力势能和弹性势能，重力势能的大小跟物体的质量和高度有关；而弹性势能的大小跟物体的弹性形变的大小有关，所以势能相等，无法确定它们是否在同一高度，故选项 A 是错误的。判断物体是否具有能量是看它有无做功的本领，而不是看它有没有做功，所以选项 B 是错误的，C 是正确的。能有很多形式：热能、太阳能、
4、动能、势能、电能、原子能等，所以物体具有的能量不一定是哪种形式，故选项 D 是错误的。答案：C 2.有一个弹簧测力计，它的量程是 10 N，在这个弹簧测力计下分别挂 5 N 和 3 N 的物体时，两次弹簧测力计上的弹簧具有的弹性势能进行比较，以下正确的是（ ）A.两次弹簧具有的弹性势能相同B.第一次比第二次弹簧具有的弹性势能大C.第一次比第二次弹簧具有的弹性势能小D.无法确定解析：同一物体的弹性势能的大小跟物体弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹性势能就越大。从题中可以看出，两次弹簧发生的都是弹性形变，第一次的弹性形变要比第二次的大，所以，第一次比第二次弹簧具有的弹性势能大。答案：B3.下列情
5、况中，物体既具有动能又具有重力势能的是（ ）A.海面上航行的轮船 B.空中飞行的子弹C.吊在天花板上的电灯 D.拉长的橡皮筋解析：根据动能的定义可知，物体有无动能要根据物体是否运动来判断，如果物体运动，则具有动能；如果物体静止，则物体不具有动能。根据重力势能的定义可知，物体有无重力势能要根据物体是否被举高来判断，如果物体被举高了，则物体具有重力势能，否则就不具有重力势能。海面上航行的轮船在运动，但没有被举高，所以只具有动能。空中飞行的子弹是运动的，同时又有一定的高度，所以它既具有动能又具有重力势能。吊在天花板上的电灯是静止的，同时它有一定的高度，所以它只具有重力势能。拉长的橡皮筋只具有弹性势能
6、。答案：B4.两辆相同的汽车在高速公路上行驶，甲车的速度是 120 km/h，乙车的速度是 35 m/s，则_车具有的动能大，这表明物体的_相同时，_大的物体具有的动能大。解析：乙车的速度是 35 m/s，即 126 km/h，大于甲车的速度，又因为甲、乙的质量相等，所以乙的动能大于甲的动能。根据质量和速度对动能的影响，有两种比较物体动能大小的方法：一种方法是：物体的质量相同，比较速度的大小，速度越大，动能越大；另一种方法是：物体的速度相同，比较质量的大小，质量越大，动能越大。显然，本题采用了第一种方法。答案：乙 质量 速度5.如图 15-4-1 所示，公路上都有限制汽车速度的标志，以减少交通
7、事故。这是因为汽车的速度越大，_越大。图 15-4-1解析：因为汽车在行驶过程中，质量不变，如果速度越来越大，那么，汽车的动能就会越来越大。答案：动能6.让钢球在斜面的一定高度自由滚下，打到一个小木块上，将木块推出一段距离，放在同一水平面上相同位置的木块被推得越远，表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球分别放在斜面的同一高度自由滚下，看哪次木块被推得远，回答下面的问题：（1）设计该实验的目的是研究_。（2）让不同质量的钢球从斜面的同一高度自由滚下是为了_。（3）该实验可得出什么结论？（4）下表给出了一头牛慢行和一名中学生百米赛跑时的一些数据：物体 质量 m/kg 速度 v/ms-1 动能 E/
8、J牛 约 600 约 0.5 约 75中学生 约 50 约 6 约 900分析以上数据，可以看出，对物体的动能大小影响较大的因素是。你这样判断的依据是_。解析：影响动能的因素有质量和速度，在通过实验验证动能跟哪个因素有关时，要用控制变量法。题中已告诉我们显示动能大小的方法，实验用的是质量不同的钢球从同一高度自由滚下，做了对比实验，到底是研究动能的大小跟哪个因素的关系，根据控制变量法对题进行分析即可得出。显然，质量不同的钢球从同一高度自由滚下，钢球滚到斜面底端时速度相同，而质量不同，所以该实验研究的是质量对动能的影响，实验结论也就不难得出。分析表格中的数据，算算牛和中学生的质量倍数、速度倍数、动
9、能倍数，根据质量和速度对动能的影响，可分析得出哪个因素对动能的影响大。答案：（1）动能的大小是否跟物体的质量有关。（2）使质量不同的钢球运动到斜面底端时，速度相同。（3）动能的大小跟物体的质量有关。（4）速度 中学生的质量是牛的 1/12，而速度是牛的 12 倍，此时中学生的动能反而是牛的12 倍，所以速度对动能的影响大。30 分钟训练 (巩固类训练，可用于课后 )1.打木桩的重锤自由下落时，关于它的动能和势能的变化，下列说法正确的是（ ）A.动能不变，势能不变 B.动能增大，势能不变C.动能增大，势能减小 D.动能减小，势能增大解析：打木桩的重锤在自由下落的过程中，它的质量不变，高度逐渐减小
10、，所以它的重力势能逐渐减小；又因为它的速度在逐渐增大，所以它的动能逐渐增大。答案：C2.质量较大的鸽子与质量较小的燕子，在天空中自由翱翔，如果它们的动能相等，那么（ ）A.燕子比鸽子飞得快 B.燕子比鸽子飞得慢C.燕子与鸽子飞得一样快 D.无法比较解析：已知鸽子的质量比燕子的质量大，而它们的动能相等，所以，鸽子的速度要比燕子的速度小。答案：A3.一个物体在平衡力的作用下（ ）A.它的动能一定不变 B.它的重力势能一定不变C.它的弹性势能一定不变 D.无法确定解析：物体在平衡力的作用下，将保持静止状态或匀速直线运动状态即物体的速度不变，又因为质量也不变，所以动能一定不变，所以选项 A 是正确的。
11、如果物体在水平方向上做匀速直线运动，则重力势能不变，如果在其他方向上做匀速直线运动，则它的高度要发生变化，重力势能要改变，所以选项 B 是错误的。物体在平衡力的作用下是否发生弹性形变无法确定，所以选项 C 是错误的。答案：A4.关于弹性势能的说法正确的是（ ）A.橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大B.弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大C.弹簧越长，它具有的弹性势能越大D.对于给定的弹簧来说，它的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大解析：物体是否具有弹性势能跟物体是否发生弹性形变有关，如果物体发生了弹性形变，则它就具有弹性势能，否则，它就不具有弹性势能。橡皮泥发生了形变，但是不是弹性形变，不
12、能确定，也就无法比较弹性势能的大小。弹性跟弹性形变不同，物体有弹性，但不一定发生形变，如果物体不发生弹性形变，就不具有弹性势能。弹簧的长度不是弹性形变，弹性势能的大小跟弹簧的长度无关，同一物体的弹性势能只跟弹性形变的大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大，所以只有选项 D 是正确的。答案：D5.如图 15-4-2 所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）图 15-4-2A.重力势能减小，弹性势能增大 B.重力势能增大，弹性势能增大C.重力势能减小，弹性势能减小 D.重力势能增大，弹性势能减小解析：在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下
13、压缩的过程中，小明的质量不变，高度减小，弹簧的弹性形变增大，所以，小明的重力势能减小，弹簧的弹性势能增大。答案：A6.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，重力势能就越大解析：影响重力势能的因素是质量和高度，那么，比较重力势能的大小既要比较质量，又要比较高度，所以，比较重力势能的大小有两种方法：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。
14、答案：C7.判断下列说法是否正确，正确的打“” ，错误的打“”。（1）被压缩的弹簧具有弹性势能。 （ ）（2）被举高的重锤具有弹性势能。 （ ）（3）只有物体做了功，它才具有能。 （ ）（4）下落的雨滴既具有动能又具有重力势能。 （ ）（5）位置高的物体一定比位置低的物体重力势能大。 （ ）解析：物体有无弹性势能要根据物体是否发生弹性形变来判断，物体有无动能要根据物体是否运动来判断，物体有无重力势能要根据物体是否被举高来判断，物体可能只具有一种形式的能，也可能同时具有几种不同形式的能。被压缩的弹簧发生了弹性形变，所以具有弹性势能， （1）是正确的。被举高的重锤只是高度升高，并没有发生弹性形变，
15、所以不具有弹性势能， （2）是错误的。一个物体只要具有做功的本领，它就具有能，但有了做功的本领，不一定做功，所以（3）是错误的。下落的雨滴既运动又有高度，所以既具有动能又具有重力势能， （4）是正确的。物体的质量和高度共同影响重力势能的大小，只根据高度的高低，无法确定重力势能的大小，所以（5）是错误的。答案：（1） （2） （3） （4） （5）8.装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将_。解析：从题中可以看出，洒水车的速度没变，但在它洒水的过程中，随着水的不断洒出，洒水车的总质量在减小，所以洒水车的动能将减小。答案：减小9.如图 15-4-3
16、所示，甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关” 的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，打到同一个木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题：图 15-4-3（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与_的关系；设计乙实验的目的是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受_的关系。（2）甲实验是通过木块被推动_的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；乙实验是通过钢球在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果_，将永远做匀速直线运动。（3）两个实验
17、都涉及到同一种物理方法，叫_。解析：从甲实验中可以看出，两次实验用的是钢球，质量相同，在斜面上的高度不同，那么，钢球滚到斜面底端时速度不同，所以该实验是研究动能的大小跟物体速度的关系。在乙实验中，水平面的粗糙程度不同，受到的阻力不同，所以该实验是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受阻力的关系。研究动能的大小跟物体速度的关系，要把动能的大小显示出来，可以通过做功的多少显示，而做功的多少又可以通过将同一个木块推动距离的远近来显示。在乙实验的基础上加以推理得出推论。这两个实验都采用了控制变量法。答案：（1）速度 阻力（或外力） （2）距离 不受阻力（或外力）作用 （3）控制变量法10.山顶上有块石头，
18、稳稳地待在山顶上，它有没有重力势能呢？小华和小明展开了讨论：小华：石头稳稳地待在山顶，它不具有重力势能。小明：因为石头待在山顶上，它距地面有很大的高度，所以它应具有重力势能。小华：要是我们在山顶上看它，它甚至在我们的脚下，它不具有高度，当然也不应有重力势能。小明：但我们在山脚下看它时，它有很大的高度，它还是应该有重力势能的。究竟这块石头有没有重力势能呢？请你给出一个合理的解释。解析：物体有无重力势能要根据物体是否被举高来判断。一般地，物体是否被举高，是相对于地面即以地面为参照物来说的，如果参照物发生了变化，那么物体的高度可能很小，小到为 0，也可能很大，所以如果参照物不确定，就无法确定重力势能的大小。题中小华和小明就是因为所选的参照物不同，得出了截然相反的结论，但都是有道理的。因此，严格地讲，要先选择出参照物，然后再判断物体有无重力势能。但在初中阶段，物体有无重力势能都以地面为参照物来判断。答案：如果以地面为参照物，石头有一定的高度，所以它具有重力势能；如果以山顶为参照物，石头的高度为 0，它不具有重力势能。快乐时光一次，希特勒到剧院看戏。每当戏中出现希特勒的字眼时，观众都要站立欢呼，并报以热烈的掌声，全场只有希特勒一直是坐着的。几次之后，他身旁的一个年轻人发现了这个情况。他悄悄地附在希特勒耳边说：“您真勇敢！要不是害怕，我也不会向那条老狗致意的！”
