知识点一 能量
1.能量的概念
（1）现象探究
探究归纳：上述实例的共同特点是物体都对外做了功。
（2）定义：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
注意
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，能量定义中的关键词“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。例如：被举高的重锤在空中静止，它虽然现在没有做功，但当它下落时，可将木桩打入地下而做功，所以被举高的重锤具有做功的本领，它具有能量。
（3）实质：物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。
注意
一个物体能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。例如：同一个重锤被举得越高，落下时把木桩砸入地里越深，这说明被举得越高的重锤能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。因此，我们可以用能够对外做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
知识点二 动能
1.问题探究：运动的物体是否具有能？
探究发现：运动的物体具有能。
2.动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如：空中飞行的小鸟、地上运动的汽车、江中的流水等都具有动能。
注意
动能是指与物体运动有关的能量，不能理解为“运动的物体具有的能量叫做动能”。因为运动的物体不只具有动能，它还具有其他形式的能。
3.实验探究：动能的大小与哪些因素有关？
【提出问题】动能的大小与哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）动能是由于物体运动而具有的能，所以动能可能与物体的运动速度有关。
（2）速度相同的足球和铅球相比，铅球能够做的功比足球大得多，推测动能可能与物体的质量有关。
【制订计划】让钢球从斜面上滚下，撞到木块上，推动木块做功。在同样的水平面上，木块被推得越远，钢球对木块做的功就越多，钢球的动能就越大。
【进行实验】（1）让同一个钢球从不同高度滚下，看哪次木块被推得远，如图11-3-1所示。
注意
目的是控制质量相同
目的是使钢球到达水平面时的初速度不同。
（2）换用质量不同的钢球，让它们从同一高度滚下，看哪个钢球把木块推得远，如图11-3-2所示。
注意
目的是控制钢球到达水平面时的速度相同。
方法技巧
（1）控制变量法让同一钢球（控制质量相等）从不同的高度（改变速度）滚下，研究动能与速度的关系；换用质量不同（改变质量）的钢球，让它们从同高度（控制速度相同）滚下，研究动能与质量的关系。
（2）转换法实验中通过木块被推动的距离大小表示动能的大小，采用了转换法。
【分析与论证】
（1）同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能的大小与物体的速度有关。
（2）不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体动能的大小与物体的质量有关。
【结论】物体动能的大小与物体的质量和运动速度有关。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。
【评估、交流与合作】在探究和理解动能大小与哪些因素有关时，应注意以下两点。
（1）一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和其速度的大小决定，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素，而不可忽略任何一个。
（2）在分析有关物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体的速度是否发生变化，不能只考虑其中的一个方面。
注意
例如：一颗子弹的速度大于火车的速度，并不能说明子弹的动能就一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能就一定比子弹的动能大，因为还要考虑速度对动能大小的影响。
例如：公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但洒水车的总质量在不断减小，所以它的动能在不断减小。
知识点三 势能
1.重力势能
（1）现象探究：被举高的物体与做功。
注意
由于一切被举高的物体都具有能量，虽然物体的质量小，但当它下落的高度非常大时，它的能量也会比较大，容易伤人！
探究归纳：一切被举高的物体都具有能。
（2）重力势能：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。
（3）实验探究：决定重力势能大小的因素。
【提出问题】重力势能的大小与哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）重力势能是由于物体处在一定高度而具有的能，所以重力势能可能与物体的位置高度有关。
（2）位置高度相同的足球和铅球下落到地面，铅球对地面做的功比足球大得多，推测重力势能可能与物体的质量有关。
【设计并进行实验】①如图11-3-4所示，把质量为m的重物第1次从h高处由静止放下，第2次从2h高处由静止放下，比较两次把小桌子砸入的深度。
②如图11-3-5所示，将重物都从h高处由静止放下，第1次重物质量为m，第2次重物质量为2m，比较两次把小桌子砸入的深度。
注意
两次用同一重物m，目的是控制质量相同，采用了控制变量法；“h”和“2h”目的是使物体下落的高度不同。
实验中通过小桌子被砸入的深度比较重力势能的大小，采用了转换法。
目的是控制高度相同，采用了控制变量法。
目的是改变重物的质量。
【探究分析】重物的质量相等时，高度大的把小桌子砸入的深度大，说明质量相等时，高度大的重物的重力势能大。
重物的高度相等时，质量大的把小桌子砸入的深度大，说明高度相等时，质量大的重物的重力势能大。
【探究归纳】决定重力势能大小的因素是物体的质量和高度，在高度一定的情况下，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在物体的质量一定的情况下，高度越大，它具有的重力势能越大。
注意
（1）在分析重力势能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和高度两个因素，质量大的物体其重力势能不一定大；同理，高度大的物体其重力势能也不一定大。
（2）在没有特别指明的情况下，“高度”一般是指相对于地面而言的。在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成零。
2.弹性势能
（1）现象探究：物体发生弹性形变与做功。
（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（3）现象探究：影响弹性势能大小的因素。
弓拉得越弯能把箭射得越远；钟表的发条拧得越紧，指针走动的时间越长；弹弓皮筋拉得越长，弹丸被弹射得越远。
探究归纳：影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度在材料相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
3.重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
4.动能和势能的异同点
注意
不仅是弹簧具有弹性势能，只要是物体发生了弹性形变，此物体就具有弹性势能。弹性势能的单位是焦耳，符号是“J”。
易误点一 “物体能够做功”与“物体正在做功”。
【易误点辨析】在判断物体是否具有“能”时，容易把“物体能够做功”和“物体正在做功”相混淆。物体能够做功，表示这个物体具有能。“物体能够做功”的意思是物体具有做功的本领，即有两种可能，一是正在做功，二是没有做功但条件允许时可以做功。例如：用绳悬吊的物体由于被举高而具有做功的本领，一旦绳断则物体在下落时就对所碰撞的物体做功。
【例】下列关于能量的说法正确的是( )
A.一个物体能够做功，就说这个物体具有能量
B.用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能
C.没有做功的物体，一定不能做功
D.运动的物体做了功，说明这个物体还具有动能
【解析】能量的概念是物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，A选项正确；用线悬挂着的小球，虽然没做功，但它能够做功，所以它具有能，B选项错误；一个物体没有做功并不说明它不能做功，C选项错误；运动的物体做了功，并不一定还运动，可能已经静止了，因此不能说明这个物体还具有动能，D选项错误。
【答案】A
易误点二 在判断动能和势能的变化时，易忽略个别因素。
【易误点辨析】影响动能大小的因素有物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能大小的因素有物体的质量和物体被举高的高度。
在判断动能和势能的变化时，要认真审读题意，分析所要研究的物体的质量、运动速度、高度是否发生变化，是变大还是变小，然后进一步判断动能和势能的大小变化。
【例】高空中沿水平方向匀速直线飞行的飞机，向地面投下救灾物资，则飞机的动能和重力势能的变化情况是( )
A.动能、重力势能都不变
B.动能不变，重力势能变大
C.重力势能不变，动能变大
D.动能、重力势能都变小
【解析】本题易出错的原因是不清楚动能和重力势能跟哪些因素有关或只注意到了“沿水平方向匀速直线飞行”，而忽视了飞机在投下救灾物资后质量发生了改变。高空中匀速直线飞行的飞机，速度不变，高度不变，向地面投下救灾物资后，飞机的质量减小，因此其动能、重力势能都变小。
【答案】D
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