初中物理：11.3 动能和势能 电子书
以下是一位一线物理教师精心整理的电子书，在此认真地分享。
在此温馨提醒一下：教材是需要精读的学习资料，精读是一种好习惯，读懂是高境界。
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第3节 动能和势能
湍急的流水能推动水车(图11.3-1 )，拉开的弹弓能将弹丸射出，流水、弹弓都做了功。物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量(energy)，简称能。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
图11.3-1 运动的水具有动能
动能
运动的钢球打在木块上，木块被推走，钢球对木块做了功。钢球能够做功，表明钢球具有能量。物体由于运动而具有的能，叫做动能( kinetic energy )。一切运动的物体都具有动能。动能的大小跟哪些因素有关呢?
实验
探究物体的动能跟哪些因素有关
如图11.3-2，钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球
图11.3-2
A碰上物体B后，能将B撞出一段距离s。在同样的平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能越大。
1. 让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的快慢一样吗？哪次木块B撞得远？
实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越____ ，木块B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越____ 。
2.改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。哪个钢
球把木块B撞得远？
实验表明，速度相同时，质量越______的钢球能将木块B撞得越远。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越____ 。
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，它的动能也越大。
想想议议
某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h ；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h(图11.3-3)。
请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
图11.3-3 交通标志牌
车型不同，车的载重量就不同，也就是说，车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，行驶时危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。
势能
打桩机在工作时(图11.3-4)，先把重锤高高举起，重锤落下，可以把桩打人地里，重锤对桩做了功。这说明高处的重锤具有能量。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。例如，水力发电站要想发出更多的电来，就要想办法储存更多的水，将水位提得更高，也就是尽量使水的重力势能更大。
发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此也具有能量。例如，发生形变的网球拍能将网球弹出，具有能量(图11.3-5)；拉弯的弓能将箭射出，具有能量(图11.3-6)；被压弯的跳板能将运动员弹起，具有能量……物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。射箭时弓的形变越大，箭射得越远。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能( potentialenergy )。（势，位置）
动手动脑学物理
1. 请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？
骑自行车时, 在质量相等的情况下，速度太快动能就会很大，一旦发生紧急情况时，不能在很短的时间内停下来，容易发生交通事故。
2. 请你判断下列物体具有哪种形式的能量：
(1)在水平公路上行驶的汽车；
(2)悬挂在天花板.上的吊灯；
(3)在空中飞行的飞机；
(4)被拉开的弹弓。
(1) 动能；
(2)重力势能；
(3)重力势能和动能;
(4) 弹性势能。
3.阅读图11.3-7的剪报。用物理知识解释:为什么此时的馒头能把人砸伤？
向快速行驶的火车窗外扔馒头，馒头的质量m不是很大，但馒头的速度v就比较大，所以它的动能也比较大，能够把人砸伤。
4. 物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。请你研究本节小资料“一些物体的动能”提供的数据，质量与速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大?
从小资料可以看出：行走的牛尽管质量很大，但速度较小，动能并不大；飞行的子弹尽管质量不大，但速度很大，动能也很大。看起来速度对动能的影响比质量对动能的影响要大。
5. 拦河大坝使上游的水位升高(图11.3-8)， 提高水的重力势能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的势能最终转化为电能。
瑞士的大笛克桑斯大坝高285m，我国葛洲坝水电站的拦河坝高70m。有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？
答:不能。因为重力势能的大小与高度和质量有关，在无法比较质量大小的情况下，只通过比较高度是无法判断出谁的重力势能较大的。