北師版九年級物理 10.1 機械能（學(xué)習(xí)、上課課件）

第一節(jié)機械能第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時講解1課時流程2能量動能勢能機械能及其轉(zhuǎn)化機械能轉(zhuǎn)化的特點知識點能量知1－講11.

概念物體能對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。例如，風(fēng)能吹動帆船，是風(fēng)對帆船做功的結(jié)果，保齡球?qū)⑶胺届o止的保齡瓶推向坑道，是保齡球?qū)Ρ｝g瓶做功的結(jié)果，我們就說此時風(fēng)和保齡球具有能量。知1－講2.能量和功的關(guān)系能量大小可以通過做功多少來體現(xiàn)。能夠做的功越多，表明物體具有的能量越大。知1－講深度思考具有能量的物體是否正在做功？是否做了功？深度理解具有能量的物體可以不在做功，甚至就沒有做功。例如，拉彎的弓具有能量，但手松開之前，弓沒有對箭做功。知1－練例1下列關(guān)于能量的敘述，不正確的是()A.彎弓射箭，弓具有能量B.高空墜物傷人，墜物具有能量C.風(fēng)吹船行，風(fēng)具有能量D.激流沖走巨石，激流沒有能量，巨石具有能量知1－練解題秘方：利用概念辨析法解答：判斷物體是否具有能量，關(guān)鍵是看物體能否對外做功。解析：弓對箭做功，墜落的物體對人做功，風(fēng)對船做功，激流對巨石做功,它們都能夠做功，都具有能量。答案：D知1－練1.關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說法正確的是()A.物體具有的能越多，它做的功越多B.物體具有能就一定正在做功C.正在做功的物體一定具有能D.物體能夠做功的多少與它具有的能無關(guān)C知2－講知識點動能21.

定義物體由于運動具有的能叫作動能。知2－講2.探究動能大小和速度大小的關(guān)系實驗設(shè)計：如圖1所示，質(zhì)量相同的兩個小球分別從斜面的不同高度由靜止開始滾下，撞擊置于水平面上的紙盒，觀察紙盒移動距離的長短?？刂谱兞糠?控制質(zhì)量相同，改變速度)。轉(zhuǎn)換法知2－講實驗現(xiàn)象：由較高位置釋放的小球，推動紙盒移動的距離長。分析討論：位置越高的小球到達(dá)水平面的速度越大；小球推動紙盒移動的距離越長，表明小球的動能越大。實驗結(jié)論：質(zhì)量相同的物體,運動的速度越大,它具有的動能就越大。知2－講深度思考實驗過程中，是探究小球的動能還是紙盒的動能?深度理解實驗中的研究對象是小球，即探究小球動能大小和速度大小的關(guān)系。知2－講3.探究動能大小和質(zhì)量大小的關(guān)系實驗設(shè)計：如圖2所示，質(zhì)量不同的兩個小球分別從斜面的同一高度由靜止開始滾下，觀察紙盒移動距離的長短。實驗現(xiàn)象：質(zhì)量較大的小球，推動紙盒移動的距離長。實驗結(jié)論：速度相同的物體,質(zhì)量越大,動能就越大。知2－講4.動能的影響因素物體動能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，物體的動能越大。知2－講方法點撥小球從同一斜面的同一高度由靜止開始滾下，到達(dá)水平面時的速度相同。知2－練為了模擬汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明選用小車、斜面、木板、鉤碼、木塊等器材進(jìn)行了如圖3所示的實驗探究。例2知2－練解題秘方：對于以教材實驗為基礎(chǔ)的探究題，必須綜合教材實驗的體驗和實驗探究的方法進(jìn)行分析思考。知2－練(1)實驗中，通過比較小車推動木塊移動距離的遠(yuǎn)近，來判斷_____(填“小車”或“木塊”)動能的大小，這種常用的實驗方法是_________(填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。小車轉(zhuǎn)換法解析：實驗中通過觀察木塊被推動的距離的遠(yuǎn)近，比較小車對木塊做功的多少，從而判斷小車動能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運用。知2－練(2)為了研究汽車的超速問題，實驗中應(yīng)選擇圖中_____、______兩圖進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是：小車的質(zhì)量一定時，速度越大，則動能越大，安全隱患越大。甲解析：研究超速問題應(yīng)控制質(zhì)量相同，改變速度，實驗中應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行比較。乙知2－練(3)為了研究汽車的超載問題，實驗中應(yīng)選擇圖中乙、丙兩圖進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是：_____一定時，_____越大，_____越大，安全隱患越大。速度解析：研究超載問題應(yīng)控制速度相同，改變質(zhì)量，實驗所得結(jié)論是：速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。質(zhì)量動能知2－練2.[中考·濰坊]為探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)，利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上進(jìn)行探究活動。鋼球從高為h的斜面上滾下，在水平面上運動，運動的鋼球碰上木塊后，能將木塊撞出一段距離s，如圖所示。知2－練(1)實驗中探究的“物體的動能”是指_____(填字母)。A.鋼球在斜面上的動能B.鋼球撞擊木塊時的動能C.木塊被撞擊后的動能B知2－練(2)若水平面是光滑的，_____(填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。(3)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較。對此請你寫出一條改進(jìn)措施：____________________。不能增大鋼球的釋放高度知3－講知識點勢能31.勢能包括重力勢能和彈性勢能。(1)重力勢能：受到重力的物體由于被舉高而具有的能量。一切被舉高的物體都具有重力勢能。(2)彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。一切發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能。對彈簧、橡皮筋等物體而言，彈性形變越大，物體的彈性勢能就越大。知3－講知識鏈接形變不同于彈性形變，物體受到外力作用而發(fā)生形狀變化叫形變；如果外力撤銷，物體能恢復(fù)原狀，這種形變叫彈性形變；如果外力撤銷，物體不能恢復(fù)原狀，這種形變叫塑性形變；形變包括彈性形變和塑性形變。知3－講2.

探究重力勢能和質(zhì)量、高度的關(guān)系實驗設(shè)計：如圖4所示，將木質(zhì)小桌正立放置在細(xì)砂上。知3－講方案一：相同質(zhì)量的鐵塊從不同高度自由落下撞擊小桌，觀察小桌陷入細(xì)砂的深淺。方案二：質(zhì)量不同的鐵塊從相同高度自由落下撞擊小桌，觀察小桌陷入細(xì)砂的深淺。知3－講實驗現(xiàn)象：(1)相同質(zhì)量的鐵塊，從較高位置自由下落時，小桌陷入細(xì)砂的深度大。(2)從相同高度自由下落時，質(zhì)量較大的鐵塊，使小桌陷入細(xì)砂的深度大。知3－講3.

重力勢能的影響因素物體的重力勢能大小與物體的質(zhì)量和所處的高度有關(guān)，質(zhì)量越大、所處的高度越大，具有的重力勢能就越大。知3－講實驗要點方案一：控制質(zhì)量相同，改變高度進(jìn)行實驗，探究重力勢能和高度的關(guān)系。方案二：控制高度相同，改變質(zhì)量進(jìn)行實驗，探究重力勢能和質(zhì)量的關(guān)系。知3－練如圖5所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實驗過程。(容器中裝有細(xì)砂，A和B為實心鐵塊，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量小)例3知3－練解題秘方：對于以教材實驗為基礎(chǔ)的探究題，必須綜合教材實驗的體驗和實驗探究的方法進(jìn)行分析思考。知3－練(1)由_______兩圖可探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，得出的關(guān)系是______________________________________________。乙、丙在高度相同時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大知3－練解析：探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制物體自由釋放的高度相同，物體的質(zhì)量不同，由圖可知，乙、丙符合此條件。結(jié)論是：當(dāng)高度相同時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大。知3－練(2)由甲、丙兩圖______(填“能”或“不能”)探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系，理由是_____________________________。不能沒有控制A、B的質(zhì)量相等知3－練解析：要探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系，要控制物體的質(zhì)量相同，由甲、丙兩圖可知，A、B的質(zhì)量不相等，因此不能探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系。知3－練(3)本實驗是通過________________________來判斷重力勢能大小的，這也是物理探究過程中較常用的______法。桌腿在細(xì)砂中下陷的深度轉(zhuǎn)換解析：在此實驗中，通過觀察桌腿陷入細(xì)砂中的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。知3－練3.在探究“物體的重力勢能與高度、質(zhì)量是否有關(guān)”的實驗中，小明準(zhǔn)備了四塊相同的花泥，兩個體積相同但質(zhì)量不同的鋼球和玻璃球(m鋼＞m玻)。(1)將鋼球、玻璃球從距花泥h1高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實驗現(xiàn)象可知，實驗的自變量是_________，控制不變的量是___________。球的質(zhì)量球釋放的高度知3－練(2)將鋼球分別從距花泥h1和h2(h1＞h2)高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：當(dāng)_______相同時，重力勢能與______有關(guān)。質(zhì)量高度知4－講知識點機械能及其轉(zhuǎn)化41.

機械能動能與勢能統(tǒng)稱為機械能。一個物體可以同時具有動能和勢能。例如，空中飛行的客機具有動能和重力勢能；瀑布中的水具有重力勢能和動能。知4－講2．動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化實驗設(shè)計：如圖6所示，將擺球從A點由靜止釋放，擺球左右來回不斷地擺動，B位置是右側(cè)最高點。知4－講論證思考(1)擺球從A位置擺向O′位置的過程中，什么能減小？什么能增加？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？(2)擺球從O′位置擺向A位置的過程中，什么能轉(zhuǎn)化為什么能？論證結(jié)果(1)重力勢能減小，動能增加，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。(2)動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。知4－講實驗結(jié)論：重力勢能可以轉(zhuǎn)化為動能，動能也可以轉(zhuǎn)化為重力勢能，即動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。知4－講3.

動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗設(shè)計：如圖7所示，讓木球從斜面滾下，撞擊彈簧片。木球在斜面和彈簧片之間來回滾動。知4－講論證思考(1)如圖所示，從甲到乙的過程中，木球的動能如何變化？彈簧片的彈性勢能如何變化？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？(2)從乙到丙的過程中，彈簧片的彈性勢能如何變化？木球的動能如何變化？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？知4－講論證結(jié)果(1)木球的動能減小，彈簧片的彈性勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。(2)彈簧片的彈性勢能減小，木球的動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。知4－講實驗結(jié)論：動能可以轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈性勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能，即動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。知4－講關(guān)聯(lián)思考如圖所示，木球的動能和彈簧片的彈性勢能間相互轉(zhuǎn)化是通過什么來實現(xiàn)的？知4－講關(guān)聯(lián)結(jié)果動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化，通過物體間力的作用來實現(xiàn)。運動的木球?qū)椈善牧?，使彈簧片因形變而具有彈性勢能，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；形變的彈簧片對木球的作用力，使木球因運動而具有動能，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。知4－練下列四個情境中,屬于動能轉(zhuǎn)化為勢能的是()A.滾擺下落 B.踩板下滑C.秋千上擺 D.彈簧拉車?yán)?解題秘方：機械能轉(zhuǎn)化方向是由減少的那種能轉(zhuǎn)化為增加的那種能。知4－練解析：滾擺下落的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；踩板下滑的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；秋千上擺的過程是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；彈簧拉車的過程是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為車的動能。答案：C知4－練4.[中考·安徽]在射箭比賽中，運動員釋放弓弦將箭射出，弓弦的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的______能。動知5－講知識點機械能轉(zhuǎn)化的特點51.

探究機械能轉(zhuǎn)化的特點觀察現(xiàn)象：高空落地從地面多次反彈皮球的頻閃照片(如圖8)。游樂場蕩秋千的場景(如圖9)。描述現(xiàn)象：皮球從地面彈起的高度越來越小；秋千蕩起的高度也是越來越小。知5－講論證思考皮球從地面彈起的高度越來越小，秋千蕩起的高度也是越來越小，這些現(xiàn)象說明動能和勢能的轉(zhuǎn)化有什么特點？論證結(jié)果皮球和秋千在最高點時，只有重力勢能。高度越來越小，表明機械能越來越小。即動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機械能總量逐漸減小。知5－講實驗結(jié)論：生活中動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機械能總量會逐漸減小。知5－講關(guān)聯(lián)思考

(1)動能和勢能轉(zhuǎn)化時，什么原因?qū)е聶C械能總量減??？(2)機械能轉(zhuǎn)化過程中，因為阻力機械能總量會減小。假如沒有阻力機械能總量應(yīng)有什么特點？知5－講關(guān)聯(lián)結(jié)果(1)皮球落地彈起、秋千往復(fù)蕩起的過程，克服阻力做功，導(dǎo)致機械能逐漸減小。(2)阻力越小，機械能總量減小得就越慢，如果沒有阻力機械能總量就保持不變(理想化推理)。知5－講2.機械能轉(zhuǎn)化的特點(1)如果沒有阻力作用，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，盡管動能和勢能的大小會變化，但機械能總和保持不變，即機械能守恒。(2)生產(chǎn)、生活中，因各種阻力的存在，動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機械能總和往往會逐漸減小，即機械能不守恒。知5－講解題技巧對于機械能的轉(zhuǎn)化和守恒，如果試題中沒有明確不計空氣阻力，往往就要考慮機械能的損耗，這時必須根據(jù)題中信息確認(rèn)到底有沒有阻力。知5－練[中考·樂山]如圖10所示，用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一小球在豎直平面內(nèi)擺動。在某次擺動過程中，小球依次經(jīng)過A、B、C三點，A、C兩點高度相同，B點為最低點，例5知5－練不計空氣阻力，下列說法正確的是(

)A．小球在B點動能最大B．小球從B點運動到C點，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C．A、C兩點速度大小不同D．小球機械能不守恒知5－練解題秘方：不計空氣阻力，動能和勢能轉(zhuǎn)化過程中，機械能守恒。解析：B點為最低點，則小球在B點時速度最大，所以在B點時動能最大；小球從B點運動到C點，質(zhì)量不變，高度變大，速度變小，則重力勢能增加，動能減少，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；不計空氣阻力，小球機械能守恒，則小球在A、C兩點的機械能相等。知5－練A、C兩點高度相等，重力勢能相等。機械能等于動能和勢能之和，所以A、C兩點動能相等，根據(jù)動能大小的影響因素可知，A、C兩點速度大小相同。答案：A知5－練5.[中考·南充]體育課上小唐同學(xué)進(jìn)行傳接排球訓(xùn)練，他將球斜向上拋出，球的運動軌跡如圖所示。a、b、c、d為軌跡上的點，其中a、c兩點高度相同，不計空氣阻力，則球在a點的機械能_____(填“大于”“小于”或“等于”)在d點的機械能；球在a、b、c、d四點中_____點的重力勢能最大。等于b知5－練[中考·蘭州]如圖11所示，小球從左側(cè)斜面的P點由靜止釋放，在右側(cè)斜面上能到達(dá)的最高位置是Q點，M、N是小球運動過程中先后通過的兩個等高點，例6知5－練下列關(guān)于該過程的說法中正確的是(

)A.小球在左側(cè)斜面向下運動時，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B.小球從P點向Q點運動的過程中，機械能