九年級科學(xué)上冊第11講機(jī)械能教案浙教版

1、能量、機(jī)械能教學(xué)主題能量、機(jī)械能授課日期及時(shí)段教學(xué)過程掌握能量的轉(zhuǎn)化自然界中各種形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，能量也會(huì)在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移。即所謂的“消耗能量”“利用能量”“獲得能量”的實(shí)質(zhì)是能量相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。如：雪崩時(shí)的能量轉(zhuǎn)化:勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能人造衛(wèi)星:太陽能轉(zhuǎn)化為電能青蛙躍起撲食的過程:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和勢能膠片感光成像:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能特技跳傘:勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和熱能森林火災(zāi):化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能植物生長:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能水電站(工作時(shí)):機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能能量的相互轉(zhuǎn)化1能量的定義？物體能夠?qū)ν庾龉Γ矬w具有能量 2人造衛(wèi)星在太空中工作所需要的電能來自哪里？太

2、陽能3在火山多發(fā)地帶，斷斷續(xù)續(xù)地噴發(fā)熱泉水,它的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系是什么?地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能4.森林大火的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能5.光和作用和呼吸作用的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能6.水電站工作是能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為電能7.青蛙從地上躍起捕捉害蟲,其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能8.人騎自行車時(shí)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能9.蓄電池充電時(shí)和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能10.常見的電熱器工作時(shí)的主要能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能11.流星的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能12

3、.(課本72頁)熱空氣上升推動(dòng)風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能13.蒸汽機(jī)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水蒸汽的內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能14.能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有什么本質(zhì)區(qū)別,請各舉兩例加以說明?能的轉(zhuǎn)化指的是能的本質(zhì)發(fā)生了變化,而能的轉(zhuǎn)移指能的本質(zhì)沒有發(fā)生變化，凡是做功改變物體內(nèi)能的都是能的轉(zhuǎn)化,而熱傳遞改變物體內(nèi)能的都是能的轉(zhuǎn)移曬太陽、冷熱水混合等都是能的轉(zhuǎn)移，電熱器燒水屬于能的轉(zhuǎn)化（電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）15燃料燃燒的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系使什么？化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能16將熱水倒入能水腫，熱水的溫度沒有上升的原因是什么？能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性1如果一個(gè)物體能夠 對外做功 ,我們就說

4、這個(gè)物體具有能。2動(dòng)能 與勢能 之和稱為機(jī)械能。物體由于 運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。勢能包括 重力勢能 和 彈性勢能。物體由于 被舉高 而具有的能叫重力勢能;物體由于發(fā)生 彈性形變 而具有的能叫彈性勢能。3影響動(dòng)能的因素是 質(zhì)量 和速度 ，影響重力勢能的因素是 質(zhì)量 和高度 。影響彈性勢能的因素是物體發(fā)生 彈性形變量的大小 。4機(jī)械能守恒指：在不計(jì)摩擦和介質(zhì)阻力的情況下物體只發(fā)生動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化且機(jī)械能的總量保持不變，也就是動(dòng)能的增加或減少等于勢能的減少或增加。機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。當(dāng)有摩擦?xí)r，一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能 ，在空氣中散失，另一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 或勢能 。所以在自然界中

5、沒有機(jī)械能能守恒。5能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變。這就是能量守恒定律，如今被人們普遍認(rèn)同。6.功和能的關(guān)系(1)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。“摩擦生熱是通過克服摩擦做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水壺中的水沸騰時(shí)水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流通過電熱絲做功可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等等”。這些實(shí)例說明了不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且是通過做功來完成這一轉(zhuǎn)化過程。(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。7勢能、重力勢能(1)勢能是屬于相互作用的

6、物體系統(tǒng)的,是對系統(tǒng)而言的。如物體被舉高h(yuǎn)具有的重力勢能ep=mgh是屬于物體與地球系統(tǒng)的。通常說物體具有勢能是簡略的說法。單個(gè)物體沒有勢能。如重力勢能是物體和地球這個(gè)系統(tǒng)所共有的能量，彈性勢能是組成彈簧的各質(zhì)點(diǎn)組成的系統(tǒng)所共有的能量。(2)勢能都是相對的，勢能的具體值只有在選定了零勢能面才有意義。零勢能面的選取可以是任意的，但一般選地面（或海平面）為零勢能面。重力勢能和其他勢能，如彈性勢能、分子勢能、電勢能等一樣具有相對性，且有正、負(fù)之分，其值取決于零勢能參考平面的位置選擇，零勢能參考平面的選擇雖然可以任意，但在應(yīng)用中需根據(jù)實(shí)際問題的方便來靈活選取。重力勢能的變化量與零勢能參考平面的選擇無關(guān)

7、。(3)重力勢能的變化只與重力做功有關(guān)，與其他任何力做功無關(guān)。重力做多少正功，重力勢能就減少多少；重力做多少負(fù)功，重力勢能就增加多少。8重力做功的特點(diǎn)對于確定的物體，其重力大小、方向不變，當(dāng)沿不同的路徑向下或向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，據(jù)w =flcosa知，重力所做的功的計(jì)算公式為w=mgh，h為始末位置的高度差。重力做功只與初、末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)，故有以下兩點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對它所做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。重力做功的大小等于重力與初、末兩位置高度差的乘積。9彈性勢能(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有勢能，這種勢能叫彈性勢能

8、。(2)彈性勢能的探究：彈性勢能與彈簧長度的改變量和彈簧的材料有關(guān)。(3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈性勢能的改變僅與彈力做功有關(guān)，彈力做多少正功，彈性勢能就減少多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢能就增加多少。【經(jīng)典例題】【例1】如圖所示，“套圈”出手后，從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中（不計(jì)空氣阻力），下列說法正確的是（ ）a“套圈”由a到b過程中，動(dòng)能逐漸增大b“套圈”在b點(diǎn)的機(jī)械能大于a點(diǎn)的機(jī)械能c“套圈”由b到c過程中，機(jī)械能逐漸變小d“套圈”由a到b再到c過程中，重力勢能先變大后變小【答案】d【例2】2011年4月10日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功將北斗八號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射到

9、預(yù)定橢圓軌道，該橢圓軌道近地點(diǎn)約200千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)約3599千米，如圖是北斗八號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道示意圖。已知該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程中機(jī)械能守恒，則關(guān)于該衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行過程中勢能、動(dòng)能、速度的變化是（ ）a勢能增加、動(dòng)能減小、速度減小 b勢能減小、動(dòng)能增加、速度增加c勢能減小、動(dòng)能增加、速度不變 d勢能不變、動(dòng)能不變、速度不變【答案】b【例3】關(guān)于重力勢能的下列說法中正確的是（）a重力勢能的大小只由重物本身決定 b重力勢能恒大于零c在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零 d重力勢能實(shí)際上是物體和地球所共有的【答案】d【例4】關(guān)于重力勢能與重力做功的下列說法中正確的是（）a物

10、體克服重力做的功等于重力勢能的增加b在同一高度，將物體以初速v0向不同的方向拋出，從拋出到落地過程中，重力做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等c重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功d用手托住一個(gè)物體勻速上舉時(shí)，手的支持力做的功等于克服重力做的功與物體所增加的重力勢能之和【答案】ab【例5】若物體m沿不同的路徑和從a滑到b，如圖1所示，則重力所做的功為（）a沿路徑重力做功最大 b沿路徑重力做功最大c沿路徑和重力做功一樣大d條件不足不能判斷【答案】c變式訓(xùn)練：當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的（）a重力勢能一定減少，機(jī)械能可能不變 b重力勢能一定增加，機(jī)械能一定增加c重力勢能一定增加，動(dòng)能可能

11、不變 d重力勢能一定減少，動(dòng)能可能減少【答案】c【例6】從離地面h高處以初速v0,分別向水平方向、豎直向上、豎直向下拋出a，b，c三個(gè)質(zhì)量相同的小球，不計(jì)空氣阻力則它們（）a落地時(shí)的動(dòng)能相同 b落地時(shí)的動(dòng)能大小是 c重力勢能的減少相同 d在運(yùn)動(dòng)過程中任一位置上的機(jī)械能都相同【答案】acd【例7】如圖3所示，小球從左端由靜止釋放，在左右擺動(dòng)過程中，不計(jì)空氣阻力，則（ ）a.從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能b.從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能c.左側(cè)最高點(diǎn)的高度大于右側(cè)最高點(diǎn)的高度d.左側(cè)最高點(diǎn)的高度等于右側(cè)最高點(diǎn)的高度【答案】d【例8】下列現(xiàn)象中，由動(dòng)能轉(zhuǎn)

12、化為重力勢能的是【答案】c【例9】如圖所示，小明從滑梯上下滑，在這一過程中，他的a動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能b重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能c機(jī)械能保持不變d機(jī)械能一定減少【答案】d【例10】關(guān)于滾擺在運(yùn)動(dòng)過程中能量的分析，下列說法正確的是a.下降過程中動(dòng)能不變b最低點(diǎn)動(dòng)能為零c.上升過程中重力勢能減小d.最高點(diǎn)重力勢能最大【答案】d【例11】圖2所示是一個(gè)左右對稱的凹形槽，將小球從a點(diǎn)由靜止釋放，若小球由a點(diǎn)到b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功用w表示，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是a.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，勢能的減少量與動(dòng)能的增加量之差等于wb.小球能夠從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)c.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程

13、中，勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量d.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，機(jī)械能的減少量等于動(dòng)能的增加量【答案】a【例12】玩“過山車”是一項(xiàng)非常驚險(xiǎn)刺激的娛樂活動(dòng).如圖所示,過山車時(shí)而從軌道的最低點(diǎn)d上升到最高點(diǎn)a，時(shí)而從最高點(diǎn)a飛馳而下。過山車在運(yùn)動(dòng)過程中，若不計(jì)能量損失，只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是aa點(diǎn)機(jī)械能小于b點(diǎn)機(jī)械能bd點(diǎn)動(dòng)能最大，a點(diǎn)勢能最大cd點(diǎn)動(dòng)能最大，a點(diǎn)機(jī)械能最大da點(diǎn)勢能最大，機(jī)械能最大【答案】b【例13】如圖所示，一個(gè)小球由靜止從光滑曲面的頂端自由滑下，若它在頂端的重力勢能為65j，則滑到底端的動(dòng)能是（ ）a35j b50jc55j d65j【答案】d【例14

14、】如圖所示，小華把懸掛的鐵鎖拉近并緊貼自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭保持不動(dòng)，鐵鎖向前擺去又?jǐn)[回。下列說法正確的是（ ）a鎖不斷地來回?cái)[動(dòng)，是因?yàn)閯?dòng)能不斷增加b鎖向下擺的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能c鎖擺到最低點(diǎn)后會(huì)繼續(xù)上升，是因?yàn)槭苤亓ψ饔胐鎖擺動(dòng)的過程中，機(jī)械能總量不變，所以擺回來時(shí)會(huì)碰到鼻子【答案】b【例15】如圖，小球上下運(yùn)動(dòng)的過程中，下列分析不正確的是( ) a小球上下運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變 b小球向下運(yùn)動(dòng)過程中，小球所受的重力對小球做功 c小球?qū)椈墒┘永?，彈簧對小球也施加拉?d小球上下運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能與勢能不斷相互轉(zhuǎn)化【答案】a【例16】甲圖是探究“阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)

15、驗(yàn)裝置；乙圖是探究“物體的動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都要控制物體從同一高度自由下滑，這是為了保證物體到達(dá)水平面開始端的_ 相同，在下滑的過程中物體的動(dòng)能將 _ （選填“增大”、“減小”或“不變”）。毛巾 棉布 木板乙 圖 甲 圖【答案】初速度；增大【例17】圖示為探究“物體動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下： i讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動(dòng)的距離。 讓不同質(zhì)量的鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動(dòng)的距離。 回答下列問題： (1)步驟i是為了研究動(dòng)能大小與_的關(guān)系。 (2)步驟是為了研究動(dòng)能大小與_的關(guān)系。(3)該實(shí)驗(yàn)中斜面

16、的作用是為了控制鋼球_的大小，木塊的作用是為了比較鋼球_的大小?！敬鸢浮浚?）速度（2）質(zhì)量（3）速度；動(dòng)能【例18】如圖所示，一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè)，關(guān)于該灑水車，下列說法正確的是（ ）、機(jī)械能不變，重力勢能不變 b、機(jī)械能變小，重力勢能、動(dòng)能變小、機(jī)械能不變，動(dòng)能變小d、機(jī)械能變小，動(dòng)能不變【答案】b【例19】下列對能量轉(zhuǎn)化的描述不正確的是a蓄電池充電：電能一化學(xué)能b發(fā)電機(jī)工作：電能一機(jī)械能c.螢火蟲發(fā)光：生物質(zhì)能一光能d內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能一內(nèi)能一機(jī)械能【答案】b【例20】如圖所示，在試管中裝一些水，用軟木塞塞緊，對試管加熱使水沸騰，會(huì)看到蒸汽把軟木塞“嘭”的一聲頂開

17、?！罢羝旈_軟木塞”是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，請對此能量轉(zhuǎn)化過程作出描述：_?！敬鸢浮績?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（動(dòng)能）【例21】下列實(shí)例中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是：a流星穿過大氣層時(shí)發(fā)熱發(fā)光 b冬天，嘴對著雙手哈氣c汽油機(jī)的做功沖程 d不銹鋼湯勺放在熱湯中【答案】a【答案】a（此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)間在10分鐘內(nèi)）（以學(xué)生自我總結(jié)為主，tr根據(jù)教案中的總結(jié)進(jìn)行引導(dǎo)為輔，為本次課做一個(gè)總結(jié)回顧；總結(jié)方式可以多種多樣，如畫思維導(dǎo)圖、默想回憶、搶答形式等。教案中給到重難點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)等的總結(jié)條目。）1. 2.3.1. 包含預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容和復(fù)習(xí)本次課內(nèi)容兩部分； 2. 建議作業(yè)量不宜過多，最好控制在學(xué)生30分鐘內(nèi)能夠完成；3. 每節(jié)課前教師對作業(yè)進(jìn)行批改與講解；本次課復(fù)習(xí)1(2012杭州)6沖擊鉆是一種打孔的工具。工作時(shí)，鉆頭在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下不斷地沖擊墻壁打出圓孔（如圖所示）。沖擊鉆在工作的過程中 a只有電能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 b只有電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化 c有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 d沒有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化【答案】c2.(2012拱墅)12根據(jù)能量守恒定律，下列四幅圖中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是試管內(nèi)的冷水放 煤氣爐將冷水燒熱 小燈泡通電發(fā)光 一球上升一球下降入熱水中變熱 （不考慮摩擦影響） a. b c