11.3動能和勢能核心素養(yǎng)學(xué)業(yè)質(zhì)量物理

觀念1.知道動能和勢能的定義，能結(jié)合實例，說出物體什么時候具有動能、重力勢能或彈性勢能。2.了解動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)，并能解釋簡單的現(xiàn)象。核心素養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容物理

觀念1.通過對運動的小車撞擊木塊、打樁機打樁、拉弓射箭等實例分析，知道動能、重力勢能和彈性勢能的定義。2.結(jié)合生活實例，分辨物體什么時候具有動能、重力勢能或彈性勢能。3.通過實驗探究，了解動能的大小與什么因素有關(guān)。4.結(jié)合高空拋物的危害和拉弓射箭等生活實例，知道重力勢能和彈性勢能的影響因素有哪些。5.通過分析動能、重力勢能和彈性勢能的影響因素，判斷動能、重力勢能和彈性勢能的變化情況。核心

素養(yǎng)學(xué)業(yè)質(zhì)量教學(xué)內(nèi)容科學(xué)

思維1.會用轉(zhuǎn)換法判斷動能、重力勢能和彈性勢能的大小。2.會用控制變量法來探究動能、重力勢能的大小與什么因素有關(guān)。3.會用對比的方法分析動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)。1.通過轉(zhuǎn)換法，使學(xué)生掌握如何判斷動能、重力勢能和彈性勢能的大小。2.引導(dǎo)學(xué)生思考：物理量的大小受到兩個或以上因素影響時，需用控制變量的方法。3.通過實驗探究，使學(xué)生能通過圖像和數(shù)據(jù)的對比，分析動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)。核心

素養(yǎng)學(xué)業(yè)質(zhì)量教學(xué)內(nèi)容科學(xué)

探究1.結(jié)合生活經(jīng)驗，猜想動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)。2.設(shè)計實驗方案，探究動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)。3.利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出科學(xué)結(jié)論。1.通過分析動能、重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)的實驗，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗進行猜想與假設(shè)的意識。2.通過構(gòu)建完整的實驗探究活動，使學(xué)生全面認識科學(xué)探究的過程，并對科學(xué)探究的各個要素的內(nèi)容有所了解。3.利用圖像分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力，總結(jié)實驗規(guī)律的能力。核心

素養(yǎng)學(xué)業(yè)質(zhì)量教學(xué)內(nèi)容科學(xué)

態(tài)度與責(zé)

任通過科學(xué)探究培養(yǎng)

學(xué)生嚴謹認真、實

事求是、持之以恒

的品質(zhì)。1.通過實驗探究動能、重力

勢能和彈性勢能的大小與什

么因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹

和實事求是的科學(xué)態(tài)度。2.通過分析生活實例培養(yǎng)學(xué)

生學(xué)以致用，將物理知識應(yīng)

用于生產(chǎn)和生活中的能力。2022課程標準學(xué)習(xí)目標知道動能、勢能的

含義。1.能結(jié)合實例，說出物體什么時候

具有動能、重力勢能或彈性勢能。2.【重點】通過探究，了解動能、

重力勢能和彈性勢能的大小與什么

因素有關(guān)，并能解釋簡單的現(xiàn)象。知識點1

能1.

案例：如圖所示，一輛車停在某高層住宅的樓下，車

頂遭到損毀，警察在現(xiàn)場只看到了一些碎的西瓜皮。經(jīng)

過分析，原來罪魁禍首正是這些西瓜皮。堅固的車頂居

然能被西瓜皮擊壞，這是什么原因呢？高處下落的西瓜皮砸壞車頂

壓縮的彈簧能將小球彈起

湍急的流水能推動水車2.

分析：如圖所示，處于高處的西瓜皮，壓縮的彈簧、

湍急的流水

（選填“能”或“不能”）對外做

功，物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說物體具有能量，簡

稱

?。3.

小結(jié)：（1）一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量

越

（選填“大”或“小”）。（2）能與功的單位相同，都是

，用符號

?

表示。能

能

大

焦耳

J

知識點2

動能1.

問題：如圖所示，在水平面上有一輛向前運動的小

車，它推動木塊前進了一段距離。運動的小車推動木塊

前進，小車對外做了功，表明小車具有

。這小

車是因為什么才具有這種能量的呢？能量

2.

分析：這是因為小車在

，因此具有了這種

能量。3.

定義：物體由于

而具有的能，叫作

?

。

的物體都具有

?。4.

猜想：物體的動能大小可能跟哪些因素有關(guān)？

物體的質(zhì)量和物體的速度。運動

運動

動

能

一切運動

動能

物體的質(zhì)量和物體的速度。5.

演示：如圖所示，研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)。研究

問題研究物體的動能跟速度的

關(guān)系研究物體的動能跟質(zhì)

量的關(guān)系實驗

器材斜槽、木塊、

?個鋼

球斜槽、木塊、2個質(zhì)

量

?的鋼球?qū)嶒?/p>

方法

法和

法（觀察木塊移動

的

來比較鋼球的動能大?。?

不同

控制變量

轉(zhuǎn)換

距離

實驗

步驟1.如圖甲，把木塊放置在水平面固定的位置，把鋼球放在斜槽上高為h1處靜止釋放，記錄木塊移動的距離s1；2.如圖乙，把木塊放回水平面原來的位置，把鋼球放在斜槽上高為h2處靜止釋放，記錄木塊移動的距離s2。實驗

步驟1.如圖丙，把木塊放置在水平面固定的位置，把小鋼球放在斜槽上高為h處靜止釋放，記錄木塊移動的距離s3；2.如圖丁，把木塊放回水平面原來的位置，把大鋼球放在斜槽上高為h處靜止釋放，記錄木塊移動的

距離s4。

實驗

現(xiàn)象與分

析鋼球從高處滾下，高度越

高，鋼球運動到水平面時

速度越

，木塊被撞

得越

，鋼球具有的

動能越

（選填

“大”或“小”）鋼球從相同高度由靜

止釋放，

?相

同，鋼球的質(zhì)量越

大，木塊被撞得

越

，鋼球具有

的動能越

（選

填“大”或“小”）大

遠

大

速度

遠

大

實驗

結(jié)論1.物體動能的大小跟

和

有關(guān)；2.質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，物體的動

能越

?；3.物體運動的速度相同時，質(zhì)量越大，物體的動

能也越

?。速度

質(zhì)量

大

大

【典例1】請你從能量的角度解釋，為什么騎自行車時速

度不能太大？答：動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量相同時，自行

車運動的速度越大，其動能越大，在發(fā)生緊急情況時越

不容易停下來，容易造成交通事故，因此騎自行車時速

度不能太快。答：動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量相同時，自行

車運動的速度越大，其動能越大，在發(fā)生緊急情況時越

不容易停下來，容易造成交通事故，因此騎自行車時速

度不能太快。【變式1】如圖所示，某段道路的標志牌顯示：小型客

車最高行駛速度不得超過100

km/h；大型客車、載貨

汽車最高行駛速度不得超過80

km/h。請你用物理知識

解釋，為什么要對機動車的最高行駛速度進行限制？

為什么在同樣的道路上，對不同車型設(shè)定不一樣的最

高行駛速度？【變式1】圖答：對機動車的最大行駛速度進行限制，是因為同一輛

汽車質(zhì)量不變時，速度越大，具有的動能越大。當不同

車型的汽車的速度相同時，質(zhì)量越大的汽車，它具有的

動能越大，剎車阻力相同時，它滑行的距離就越長，容

易與前面的物體相撞，相撞時沖擊力也更大，所以要對

不同車型的汽車設(shè)定不一樣的最大行駛速度。答：對機動車的最大行駛速度進行限制，是因為同一輛

汽車質(zhì)量不變時，速度越大，具有的動能越大。當不同

車型的汽車的速度相同時，質(zhì)量越大的汽車，它具有的

動能越大，剎車阻力相同時，它滑行的距離就越長，容

易與前面的物體相撞，相撞時沖擊力也更大，所以要對

不同車型的汽車設(shè)定不一樣的最大行駛速度。知識點3

勢能（一）重力勢能1.

問題：如圖所示，打樁機工作時，先把重錘高高舉

起，重錘落下能把石樁打入地下，重錘對石樁做了功，

這說明重錘具有

。重錘是因為什么原因才具有

這種能量的呢？能量

2.

分析：這是因為重錘離地面有

，因此具有了

這種能量。3.

定義：在地球表面附近，物體由于受到

?并處

在一定

時所具有的能，叫作

?。高度

重力

高度

重力勢能

4.

推理：（1）打樁機選用重錘工作，是因為重力勢能的大小

跟

有關(guān)，高度相同時，物體的質(zhì)量越大，所具

有的重力勢能越

（選填“大”或“小”）。（2）打樁機工作時，先把重錘高高舉起，是因為重力勢

能的大小還跟

有關(guān)，質(zhì)量相同時，物體的位置

越高，所具有的重力勢能越

（選填“大”或

“小”）。質(zhì)量

大

高度

大

【典例2】如圖所示是高空拋物的殺傷力情況圖，請根據(jù)

圖中信息分析重力勢能的大小跟哪些因素有關(guān)，說說其

判斷理由？故意高空拋物最高將按故意殺人罪論處【典例2】圖答：重力勢能的大小跟質(zhì)量和高度有關(guān)，根據(jù)圖片信息說出合理解釋即可。

答：重力勢能的大小跟質(zhì)量和高度有關(guān)，根據(jù)圖片信息說出合理解釋即可。

【變式2】我國的烏東德水電站的攔河拱壩高270

m（如

圖甲）。水電站滿負荷發(fā)電時，一天的發(fā)電量就可以滿

足30萬人1年的生活用電。我國葛洲壩水電站的攔河壩高

70

m（如圖乙）。有人說前者水的重力勢能比后者的

大，能夠這樣簡單地得出結(jié)論嗎？為什么？

【變式2】圖答：不能，重力勢能的大小跟質(zhì)量和高度有關(guān)，單從高

度上比較重力勢能的大小是不全面的。答：不能，重力勢能的大小跟質(zhì)量和高度有關(guān)，單從高

度上比較重力勢能的大小是不全面的。（二）彈性勢能1.

問題：如圖所示，發(fā)生形變的網(wǎng)球拍能將網(wǎng)球彈出，

拉彎的弓能將箭射出，被壓彎的跳板能將運動員彈起，

網(wǎng)球拍、弓和跳板具有

。它們是因為什么原因

才具有這種能量的呢？

能量

甲

乙

丙2.

分析：網(wǎng)球拍、弓和跳板因為發(fā)生了

形變，

因此具有了這種能量。3.

定義：物體由于發(fā)生

形變而具有的能叫

?

?。4.

問題：輕輕拉弓和用力拉弓，哪種情況下箭射出的距

離較遠？5.

分析：用力拉弓時，弓的形變越

，箭射出的距

離也越

（以上兩空均選填“大”或“小”）。6.

小結(jié)：彈性勢能的大小跟

有關(guān)，在

彈性限度內(nèi)，彈性形變程度越大，彈性勢能越

?。彈性

彈性

彈

性勢能

大

大

彈性形變程度

大

【典例3】如圖所示為運動員在撐竿跳高的場景，下列說

法正確的是（

B

）【典例3】圖BA.

桿被壓得越彎，產(chǎn)生的彈力越小B.

桿被壓得越彎，桿彈性勢能越大C.

桿的彈性勢能跟被壓彎程度無關(guān)D.

桿被壓得越彎，運動員的彈性勢能越大【變式3】如圖所示是運動員參加射箭比賽時的場景，下

列說法錯誤的是（

C

）【變式3】圖CA.

運動員將弓舉起的過程中，弓的重力勢能增大B.

運動員射箭過程中，其重力勢能不變C.

弓被拉得越彎產(chǎn)生的彈力越小D.

弓被拉得越彎具有的彈性勢能越大1.

物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有

，簡稱能。單位：

?。能量

焦耳（J）

2.

動能和勢能機械能

類型定義影響因素舉例動能物體由于

運動而具

有的能量1.質(zhì)量：速度相同時，

質(zhì)量越大，動能越大。2.速度：質(zhì)量相同時，

速度越大，動能越大。1.行駛中的高鐵2.奔跑的斑羚3.飛行的子彈機械能

類型定義影響因素舉例重力勢

能物體由于

被舉高而

具有的能

量1.質(zhì)量：高度相同時，

質(zhì)量越大，重力勢能越

大。2.高度：質(zhì)量相同時，

高度越高，重力勢能越

大。1.懸掛在

屋檐下的

燈籠2.水壩上

游的水3.舉起的

杠鈴機械能

類型定義影響因素舉例彈性勢

能物體由于

發(fā)生彈性

形變而具

有的能量1.彈性形變程度：在彈

性限度內(nèi)，形變越大，

彈性勢能越大。2.材料性質(zhì)：不同材料

的彈性系數(shù)不同。1.拉開的

弓2.壓縮的

彈簧3.彎曲的

撐竿

基礎(chǔ)評價

1.

請你判斷下列物體具有哪種形式的能量。（1）在水平公路上行駛的汽車：

?。（2）懸掛在天花板上的吊燈：

?。（3）在空中飛行的飛機：

?。（4）被拉開的彈弓：

?。動能

重力勢能

動能和重力勢能

彈性勢能

2.

判斷下列物體的動能、重力勢能如何變化（選填“增

大”“減小”或“不變”），并說明理由。（1）在空中上升的足球，足球的動能

，重力勢

能

，理由：

?

?。減小

增大

上升的足球質(zhì)量不變，速度減小，

所以動能減?。黄涓叨仍龃?，所以重力勢能增大

（2）飛機在空中水平勻速飛行，并不斷地空投物資，飛

機的動能

，重力勢能

，理由：

?

?