小学三年级科学（教科版）第三单元“运动和能量”知识清单

小学三年级科学（教科版）第三单元“运动和能量”知识清单

一、物体的运动

（一）描述物体位置

1、确定物体位置需要三个要素：参照物、方向和距离。【核心概念】【基础】▲我们通常选择一个固定的物体作为参照物，比如以旗杆为参照物，说“教学楼在旗杆的北边”。方向是判断物体在参照物的哪一侧，如东、南、西、北、东南、东北、西南、西北。距离是物体与参照物之间相隔多远，需要用一定的长度单位来描述，比如“升旗台距离教室大约50米”。在描述位置时，必须同时说明物体相对于哪个参照物、在什么方向、距离多远，这样位置才是唯一的、准确的。例如，描述校园里的一棵树，我们可以说：“这棵树在操场中央旗杆的正东方向，距离旗杆约30米处。”【高频考点】★在考试中，经常给出一个场景，让学生补充完整描述位置的三要素，或者根据三要素的描述在平面图上标出物体的位置。

2、参照物的选择和相对性：参照物的选择是任意的，但为了描述方便，我们通常选择地面或固定在地面上的物体作为参照物。同一个物体，选择不同的参照物，其位置描述可能是不同的。例如，行驶中的汽车，如果以路边的树木为参照物，汽车的位置是变化的；如果以车内的座椅为参照物，乘客的位置是静止的。这就是物体运动的相对性。【难点】☆理解这一点对后续学习运动和静止的相对性至关重要。考试中可能会通过判断题或选择题的形式，考查学生能否根据不同的参照物判断物体的位置是否发生变化。

（二）物体运动的形势

1、运动的分类：根据运动路线的不同，物体的运动可以分为直线运动和曲线运动。【基础】运动路线是一条直线的运动，叫做直线运动。例如，在笔直的公路上行驶的汽车、从滑梯上滑下的小孩、垂直落下的苹果。运动路线是一条曲线的运动，叫做曲线运动。例如，转动的风扇叶片、盘旋的老鹰、扔出去的铅球、行进中的过山车。【高频考点】▲考试中常让学生辨别生活中的运动现象属于直线运动还是曲线运动。判断的关键是观察物体运动的轨迹是直的还是弯的。

2、直线运动的形式：在直线运动中，物体移动的轨迹是一条直线。包括平动，如手推桌子；振动，如弹簧的伸缩；但最为典型的是物体从一个点沿直线移动到另一个点。

3、曲线运动的形式：曲线运动的形式多样，包括圆周运动，如摩天轮的转动；抛物线运动，如踢出去的足球；摆动，如钟摆的摆动。【重要】学生需要能够区分这些不同的曲线运动形式，并能在生活中找到对应的实例。

（三）比较物体运动的快慢

1、比较快慢的方法：【基础】在相同距离的情况下，比较所用时间的多少。用时短，运动快；用时长，运动慢。例如，学校运动会赛跑，都是跑100米，谁先到达终点（用时少），谁就跑得快。在相同时间的情况下，比较所走距离的长短。距离长，运动快；距离短，运动慢。例如，两个人同时出发跑步，10秒后，谁跑在前面（距离长），谁就跑得快。当距离和时间都不同时，我们需要比较单位时间内通过的距离，即速度。★【核心概念】速度是描述物体运动快慢的物理量。在小学阶段，我们通常不直接计算速度值，而是通过比较距离和时间的组合来定性判断快慢。例如，甲跑了120米用了20秒，乙跑了150米用了30秒，可以通过比较他们每秒钟跑的距离（即速度）来判断谁更快。

2、运动速度的应用：生活中，不同的物体运动速度不同。比如，高铁的速度比汽车快，汽车的速度比自行车快。我们可以利用速度的概念来解释生活中的现象，如为什么要设置不同的车道限速，为什么赛车比赛要记录圈速等。【拓展视野】了解常见物体的运动速度有助于建立量感。例如，人步行的速度大约是4-5千米/时，自行车的速度大约是15-20千米/时，汽车在高速公路上的速度大约是100-120千米/时。

3、考点与易错点：【考点】考试中常会提供一组数据，让学生判断谁快谁慢，或者选择合适的比较方法。易错点在于混淆了比较的前提条件，比如直接用时间长短判断快慢，而忽略了是否在相同距离内。【解题步骤】第一步，看清题目给出的条件是距离相同还是时间相同。第二步，若是距离相同，比较时间，时间短则快；若是时间相同，比较距离，距离长则快；若两者都不相同，则需要计算单位时间内的距离进行比较。

二、能量的表现形式

（一）认识能量

1、能量的概念：能量是物体能够对外做功的本领。【核心概念】【重要】这个概念比较抽象，但我们可以通过具体的现象来感知能量的存在。例如，风可以吹动风车，说明风具有能量；流水可以推动水轮，说明流水具有能量；电可以点亮灯泡、驱动风扇，说明电具有能量；我们吃的食物可以让我们运动和思考，说明食物中储存着能量。凡是能让物体动起来、热起来、亮起来的东西，都蕴含着能量。

2、能量的作用：能量是地球上所有生命和一切运动的基础。没有能量，就没有光和热，没有风和流水，没有动物的运动，也没有人类的一切活动。能量的主要作用是推动事物的变化，使物体发生位置、形状、温度等改变。★【基础】理解能量是物质运动的一般量度，任何运动都需要能量。

（二）各种各样的能量【高频考点】▲

1、动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。【重要】任何运动的物体都具有动能。运动的汽车、奔跑的动物、流动的空气（风）、流动的水都具有动能。动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量越大，速度越快，动能就越大。例如，一辆高速行驶的大卡车比一辆慢速行驶的小轿车具有更大的动能，因此刹车距离也更长，危险性也更大。

2、势能：势能是一种储存的能量，可以分为重力势能和弹性势能。【重要】

（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。【基础】例如，放在桌上的书、高高举起的锤子、山上的石头都具有重力势能。物体越重，被举得越高，它具有的重力势能就越大。当物体下落时，重力势能就会释放出来，转化为其他形式的能量，如锤子下落砸弯钉子，就是重力势能转化为动能。

（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。【基础】例如，被拉长的橡皮筋、被压缩的弹簧、被弯曲的跳板、充满气的篮球都具有弹性势能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。当外力消失时，弹性势能就会释放，使物体恢复原状，同时带动其他物体运动，如拉满的弓将箭射出去。

3、化学能：储存在物质内部，通过化学反应释放出来的能量叫做化学能。【拓展视野】我们吃的食物、电池、汽油、煤炭、木头等都储存着化学能。食物进入体内，经过消化吸收，化学能转化为我们运动的动能和维持体温的热能。电池通过化学反应，化学能转化为电能，让玩具车跑起来。汽油在发动机内燃烧，化学能转化为热能和机械能，驱动汽车前进。

4、电能：一种非常重要的、便于控制和转换的能量形式。【重要】电能可以由电池、发电机等提供。电能可以很容易地转化为其他形式的能量：电灯将电能转化为光能和热能；电风扇将电能转化为动能（风）；电热水壶将电能转化为热能；电视机将电能转化为光能、声能和热能。现代社会几乎离不开电。

5、声能：声音具有的能量叫做声能。【基础】巨大的声音可以震碎玻璃，说明声音具有能量。我们听到声音，是声能传入耳朵，引起鼓膜振动的结果。超声波可以用于清洗精密零件、体内碎石，这些都是声能的应用。

6、光能：光具有的能量叫做光能。【基础】太阳光照射大地，带来光和热，这是光能。植物通过光合作用，将光能转化为化学能储存起来。太阳能热水器将光能转化为热能。太阳能电池板将光能转化为电能。光能是地球上绝大多数能量的根本来源。

7、热能（内能）：物体内部大量微粒运动所具有的能量，通常表现为物体的温度。【重要】热的物体具有更多的热能。例如，烧红的铁块、燃烧的火焰、温暖的开水都具有热能。摩擦可以生热，就是将动能转化为热能。

（三）能量之间的相互转换

1、能量转换的普遍性：【核心概念】【难点】★能量无处不在，并且可以相互转换。一种形式的能量可以转换成另一种或几种形式的能量。这是自然界最普遍、最重要的规律之一。例如，搓手取暖，是将动能（机械能）转换为热能；水力发电，是将水的动能和重力势能转换为电能；风力发电，是将空气的动能（风能）转换为电能；点燃蜡烛，是将蜡烛中的化学能转换为光能和热能；植物生长，是将太阳的光能转换为化学能储存起来。【高频考点】▲考试中常给出生活中的实例，让学生分析其中发生了怎样的能量转换。例如，“太阳能汽车”是将光能转换为电能再转换为动能；“钻木取火”是将动能转换为热能。

2、能量转换的实例分析：【解题步骤】分析能量转换的过程，首先要找出最初的能量形式和最终的、起主要作用的能量形式，然后分析中间可能经历的能量转换环节。例如，分析“电饭锅煮饭”：最初是电能，最终是热能（将饭煮熟），中间还有可能伴随着少量光能（指示灯）。所以，电饭锅煮饭主要是将电能转换为热能。分析“人跑步”：最初是食物中的化学能，最终是人的动能和热能（身体发热出汗）。这是一个复杂的转换过程，但核心是将化学能转换为动能和热能。

3、能量守恒：能量在转换过程中，总量是保持不变的，既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。【拓展视野】这是能量守恒定律的核心思想。虽然在小学阶段不要求掌握定律的表述，但可以通过大量实例让学生体会到，能量不会消失，只是换了个“样子”。例如，电风扇工作时，电能并没有消失，而是变成了扇叶的动能（风）和内部线圈的热能。我们感觉到的风越强、电机越热，说明转换成的动能和热能就越多。

三、运动与能量的关系

（一）运动的物体具有能量

1、动能的存在：这是运动与能量最直接的联系。任何运动的物体都具有动能，运动是物体具有能量的一种表现方式。【基础】★我们踢出去的足球，能够撞击网窝，是因为它具有动能；滚滚的江水能够推动船只，是因为它具有动能。一个物体只要在运动，它就一定具有能量，并且可以通过它对其他物体做功（即产生影响）来表现出来。

2、动能大小的决定因素：【重要】运动的物体所具有的能量（动能）大小，与物体的质量和运动速度有关。这在生活中随处可见。例如，一个乒乓球和一个铅球都以同样的速度飞过来，铅球造成的伤害或影响要大得多，这体现了质量对动能的影响。同一辆汽车，速度慢时容易刹停，速度快时很难刹停，且造成的破坏力更大，这体现了速度对动能的影响。所以，在交通管理中，严禁超速、超载，正是因为超速、超载会极大地增加汽车的动能，一旦发生碰撞，后果不堪设想。

（二）能量可以引起物体的运动

1、能量是物体运动的源泉：【核心概念】物体的运动需要能量来启动和维持。静止的物体如果没有能量的输入，会一直保持静止。例如，静止在桌上的书本，我们用手推动它，手的动能传递给了书本，使书本运动起来；静止的风车，需要风吹动它，风具有的动能使风车转动；发条玩具，我们上紧发条，是将我们的动能储存为发条的弹性势能，然后发条释放弹性势能，转化为玩具的动能，让它跑起来。【高频考点】▲考试中常让学生思考，是什么能量让某个物体动了起来。例如，“风筝飞上天”主要是风能（空气的动能）的作用；“汽车前进”主要是汽油的化学能最终转化成的动能。

2、能量转换驱动运动：在大多数情况下，物体持续的运动需要不同形式能量的持续转换来支持。比如，电动小车，电池提供电能，电能转换为马达的动能，带动车轮转动。太阳能小车，太阳能板将光能转换为电能，再转换为动能。植物的生长是一个缓慢的运动过程，它需要将光能转换为化学能储存起来，为自身的生长（细胞分裂、伸长等微观运动）提供能量。

（三）能量的传递与物体的运动状态改变

1、能量传递改变运动：当一个物体的能量传递给另一个物体时，通常会改变另一个物体的运动状态。例如，运动着的台球撞击静止的台球，运动的台球将一部分动能传递给了静止的台球，于是前者速度减慢或停下，后者开始运动。【重要】这就是能量传递导致运动状态改变的实例。在碰撞过程中，能量（和动量）从运动物体转移到了原先静止的物体上。

2、能量转换改变运动速度：能量形式的转换也会引起物体运动速度的变化。比如，一辆下坡的自行车，随着高度降低，自行车的重力势能不断转化为动能，所以速度会越来越快。相反，如果骑车上坡，人通过蹬踏将化学能转化为动能，但在这个过程中，大部分动能又会转化为重力势能，所以如果不持续用力，速度就会慢下来，甚至停下。【难点】☆理解这个过程，需要学生能够将能量转换与运动快慢的变化联系起来。考试中可能会通过图像或生活场景，让学生判断物体在上升或下降过程中，能量的转换情况及其对速度的影响。

四、生活中的能量与运动

（一）交通工具中的能量

1、不同动力类型的汽车：传统的燃油汽车是通过燃烧汽油或柴油，将燃料中的化学能转化为热能，再转化为机械能（动能），驱动汽车运动。电动汽车则是通过电池储存化学能，然后转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能驱动汽车。太阳能汽车是通过太阳能电池板将太阳的光能转化为电能，再驱动汽车。【拓展视野】了解不同汽车的能源来源和能量转换过程，可以培养学生的环保意识和科学思维。

2、自行车中的能量：人骑自行车，是将人体内的化学能（来自食物）转化为动能（脚踏板的转动），再通过链条和齿轮传递到后轮，使自行车运动起来。在上坡时，人的化学能转化为自行车的动能和重力势能；下坡时，重力势能又转化为动能，使车加速。刹车时，刹车片与车轮摩擦，将动能转化为热能，使车停下来。整个骑行过程充满了能量的转换和传递。

（二）体育运动中的能量

1、跑步与跳高：跑步时，运动员将体内的化学能转换为动能。跳高时，运动员助跑积累动能，然后起跳，将部分动能转换为重力势能，使自己越过横杆。过杆后，重力势能又转换为动能，落在海绵包上，海绵包的形变再将动能转换为弹性势能和热能。【高频考点】分析运动员在各个阶段的主要能量形式及其转换。

2、投掷项目：投掷铅球、标枪时，运动员先通过助跑或身体扭转，将体内的化学能转换为自身和器械的动能，最后在出手的一瞬间，将器械加速，使其获得最大的动能飞出去。器械在空中飞行时，动能逐渐转换为重力势能（上升阶段）或保持不变（下落阶段），同时空气阻力会将一部分动能转换为热能。

（三）自然界中的能量与运动

1、水循环与风：太阳的光能照射到地面和水面，使水蒸发，形成水蒸气，这实际上是光能转换为水蒸气的势能。水蒸气上升到高空遇冷凝结成云，再以降水的形式落回地面，降水在重力作用下汇聚成河流，从高处流向低处，这又是重力势能转换为水的动能的过程。风的形成也是由于太阳光照射不均匀，导致空气温度不同，热空气上升，冷空气流过来补充，空气的流动就形成了风，这是太阳能转换为空气动能的过程。【拓展视野】理解自然界中宏观的能量与物质循环，建立系统观念。

2、动物的运动：动物的一切运动，包括奔跑、飞翔、游泳、爬行，都需要能量。这些能量最终都来源于植物通过光合作用固定的太阳能。动物吃植物或其他动物，就是获取其中储存的化学能，然后通过呼吸作用释放出来，供自身运动、生长和维持体温使用。

（四）能量与我们的生活

1、家用电器的能量转换：电视机（电能→光能、声能、热能）、电冰箱（电能→热能转移、动能）、洗衣机（电能→动能）、电灯（电能→光能、热能）、空调（电能→热能转移、动能）。了解这些转换，有助于我们更合理地使用电器，节约能源。【考点】让学生列举家用电器工作时主要的能量转换形式。

2、节约能源的重要性：我们使用的能量，大部分来自煤炭、石油、天然气等化石燃料，它们在地球上的储量是有限的，并且使用过程中会产生污染。因此，从小养成节约用电、节约用水的习惯，就是在节约能源。同时，开发和利用太阳能、风能、水能等清洁、可再生能源，是未来人类可持续发展的方向。【德育渗透】将科学知识与品德教育相结合。

五、实验与探究：研究运动和能量

（一）探究影响物体动能大小的因素

1、实验目的：探究物体的动能大小与哪些因素有关。【实验方法】控制变量法。这是科学探究中非常重要的方法。

2、实验设计：【高频考点】▲

（1）探究动能与质量的关系：控制物体的运动速度相同，改变物体的质量。例如，让两个质量不同的小车从斜面的同一高度静止释放，使它们撞击水平面上的木块。观察木块被撞击后移动的距离。木块移动的距离越远，说明小车撞击时的动能越大。实验结论：速度相同时，质量越大，动能越大。

（2）探究动能与速度的关系：控制物体的质量相同，改变物体的运动速度。例如，用同一辆小车，从斜面的不同高度静止释放，使其撞击水平面上的木块。从越高的地方释放，小车到达水平面时的速度越大。观察木块被撞击后移动的距离。实验结论：质量相同时，速度越大，动能越大。【解题步骤】在设计此类实验时，首先要明确研究哪个因素，就要让哪个因素发生变化，而其他所有可能影响结果的因素（如斜面粗糙程度、木块材质、水平面光滑程度等）都要保持相同。实验结论必须强调前提条件。

3、考点分析：考试中常考查控制变量法的运用、实验现象的描述、以及根据现象归纳结论的能力。易错点在于不能准确说出控制了哪些变量，以及结论中忘记加上“在……相同时”的前提。

（二）探究能量转换的实验

1、制作一个简单的能量转换器：例如，制作一个风力小车。将螺旋桨安装在车轴上，用嘴吹气或用电风扇吹，风能（空气的动能）转换为螺旋桨的动能，从而带动小车运动。这是一个将风能转换为动能的直观实验。

2、观察摆锤的能量转换：用一根细线拴住一个重物做成一个摆。将摆锤拉到一定高度，松手。观察摆锤的运动。在最高点，摆锤速度为零，高度最高，此时它的能量全部是重力势能；在下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能逐渐转换为动能；在最低点，高度最低，速度最大，动能最大；在上摆过程中，速度减小，高度增加，动能逐渐转换为重力势能。通过这个实验可以清晰地看到动能和重力势能之间的相互转换。【重要】这是理解能量转换最经典的模型。

（三）测量物体运动的速度

1、实验目的：学会测量物体运动的速度。【实验器材】卷尺、停表、待测物体（如小车、行走的人）。

2、实验步骤：【基础】第一步，在跑道上用卷尺测量出一段固定的距离，比如10米或20米，并做好起点和终点的标记。第二步，让物体从起点开始运动，同时用停表开始计时，当物体到达终点时，立即按下停表，记录所用的时间。第三步，重复测量三次，求出所用时间的平均值，以减小误差。第四步，根据公式“速度=距离÷时间”，计算出物体的运动速度。

3、考点与易错点：【考点】测量平均速度的实验是小学科学的重要探究活动。考试中可能会让学生设计实验步骤、记录数据并计算。易错点包括：停表的正确使用（开始和停止的时机）、距离的准确测量、单位的统一（如距离用米，时间用秒，速度单位就是米/秒）、多次测量取平均值的意义。

六、单元复习与备考指南

（一）核心概念网络图（文字梳理）

本单元的核心是“运动”和“能量”及其相互关系。运动部分，我们学习了如何描述位置（参照物、方向、距离）、运动的形势（直线与曲线）、运动快慢的比较（速度）。能量部分，我们认识了多种能量形式（动能、势能、化学能、电能、声能、光能、热能），以及它们之间的相互转换。两者之间的关键联系在于：运动的物体具有动能，能量是物体运动的源泉，能量的传递和转换可以改变物体的运动状态。整个单元围绕“物质世界是运动的，运动需要能量”这一主线展开。

（二）高频考点归纳

1、描述位置三要素（参照物、方向、距离）的填空或选择。【基础】

2、判断物体运动形式（直线运动或曲线运动）。【基础】

3、比较物体运动快慢的方法（相同距离比时间，相同时间比距离）。【基础】

4、列举生活中各种能量的实例。【高频】

5、判断生活中常见现象的能量转换形式。【重中之重】▲例如：电灯、电风扇、太阳能热水器、植物光合作用、汽车奔跑、人跑步、摩擦生热、水力发电、风力发电等。

6、分析影响动能大小的因素实验（控制变量法）。【高频】

7、简答题：举例说明生活中哪里体现了“运动的物体具有能量”或“能量可以引起物体运动”。【常考】

（三）典型题型与解题思路

1、选择题：例如，“下列物体中，只做直线运动的是？”解题思路：分析每个选项中物体的运动轨迹，找出其路径始终是直线的那个。易错点：忽略物体可能同时包含多种运动形式。

2、填空题：例如，“坐在行驶的汽车里，以路旁的树为参照物，乘客是______的；以司机为参照物，乘客是______的。”解题思路：明确研究对象（乘客），选定参照物（树或司机），判断研究对象相对于参照物的位置是否改变。易错点：分不清谁是参照物，谁是研究对象。

3、连线题：将生活中的现象与主要的能量转换形式连起来。解题思路：分析现象发生的全过程，找出最核心的能量从什么形式变成了什么形式。例如，“点燃的蜡烛”主要连“化学能→光能和热能”。

4、实验探究题：给出一个探究动能大