2024年秋初中科學九年級上冊同步課件（浙教版）3.2.2機械能

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒2.2機械能1學習目標2課時導入3感悟新知4隨堂檢測5課堂小結(jié)動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化機械能守恒動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的廣泛的應用激流勇進是一種常見的水上機動游樂設(shè)備，游客們在一定安全裝置的束縛下，沿著被設(shè)計好路線的水道漂行。如圖其間通常會有至少一次瞬時跌落的過程，使人緊張刺激，產(chǎn)生驚心動魄的感覺。你知道在跌落的過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化嗎？如圖在最高處時具有較大的重力勢能和較小的動能，當運動到最低處時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。今天我們通過幾個實驗來研究一下動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。知識點動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化1如圖所示，用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后釋放。用頻閃照相技術(shù)拍攝的擺錘運動的情景。研究擺錘的擺動1．單擺實驗在擺錘向下擺動的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？擺錘向下擺動的過程中，重力勢能減小，動能增大。在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，動能減小，重力勢能增大。2．滾擺實驗如圖所示，把一個滾擺懸掛起來。用手捻動滾擺，使懸線纏在軸上，將滾擺升高到最高點，然后放手。在滾擺下降的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？當滾擺上升的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？在滾擺下降的過程中，重力勢能減小，動能增大；當滾擺上升的過程中，重力勢能增大，動能減小。視頻：滾擺在上、下運動3．高處滾下的小球?qū)嶒炄鐖D所示，把金屬小球放在A處，然后讓它沿軌道滾下，觀察小球的滾動過程。(1)小球在A、B、C、D各點具有什么形式的能量？ACDBA點具有:重力勢能；B點具有動能

；C點具有重力勢能、動能；D點具有重力勢能。(2)小球在滾動過程中能量如何轉(zhuǎn)化？ACDB小球在滾動過程中由重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，再由動能轉(zhuǎn)化成重力勢能。4.橡皮筋拉長實驗把橡皮筋拉長，然后放手，會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？參考答案：把橡皮筋拉長，然后放手后橡皮筋就會飛出去。這是因為當拉長橡皮筋時，橡皮筋就儲存了彈性勢能。放手后橡皮筋就會飛出去，橡皮筋的動能就是由繃緊的橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來的。5.請分析蹦蹦桿中能量轉(zhuǎn)化蹦蹦桿是依靠自身的重力擠壓蹦蹦桿下端的彈簧，這樣原有的重力勢能就以彈性勢能的形式儲存在彈簧中。躍起時彈性勢能被釋放出來，彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能和動能，人就會向上跳躍。思考討論2：如果忽略空氣阻力和摩擦力擺錘和滾擺上升時都能達到原來的高度嗎？如果忽略空氣阻力和摩擦力，就沒有能量損失，所以擺錘和滾擺能達到原來的高度。思考討論1：通過上述實驗說明什么問題？通過上述實驗說明物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。1.機械能物體有時既具有動能又具有勢能。例如:起重機吊起重物過程中，重物因運動而具有動能，又因離地面有一定高度而又有重力勢能。機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。知識點機械能守恒22.機械能守恒如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量就保持不變，或者說，機械能守恒。擺錘的擺動，滾擺的運動，如果沒有空氣摩擦阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，則機械能守恒，那么擺錘和滾擺每次都能上升到原來的高度。思考與討論在上述活動中，擺錘和滾擺每次上升的高度都在減小，最后會停在最低點。那么，機械能為什么會減少呢？參考答案：擺錘和滾擺在上下擺動過程中與空氣發(fā)生摩擦，不斷消耗機械能，所以機械能減小，則所以高度都在減小，最后會停在最低點。思考討論：分析游樂場中的過山車人在最高點、最低點和中部位置時，重力勢能和動能的大小及其相互轉(zhuǎn)換情況。參考答案：人在最高點重力勢能最大，動能最小，最低點重力勢能最小，動能最大。由最高點向中部轉(zhuǎn)動的過程中動能增大重力勢能減小，由最低點向中部位置轉(zhuǎn)動的過程中，動能減小重力勢能增大?？傊^山車下降：重力勢能——動能上升:動能——重力勢能。1.撐桿跳高撐桿跳高運動員在起跳前進行一段助跑，獲得大量的________。起跳后，他的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，動能轉(zhuǎn)化為運動員的_____________和撐桿的___________。動能重力勢能彈性勢能知識點動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的廣泛的應用3當上升到一定高度時，動能減小到最小值。此后，彈性勢能不斷釋放，促使運動員不斷上升，同時重力勢能不斷增加，如圖所示。當運動員越過橫桿下落的過程中，他的__________又被轉(zhuǎn)化為________。重力勢能動能2.水力發(fā)電中的能量轉(zhuǎn)化上游庫區(qū)的水（勢能）采水口水落下（動能）水輪機轉(zhuǎn)動（做功）水輪機的葉輪在水力發(fā)電站，被大壩攔住的上游水積蓄了大量的_______。當這些水通過壩中的水管向低處流動時，勢能轉(zhuǎn)化為______。而流動的水沖擊水輪機的葉輪，又將________傳遞給水輪機，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，再轉(zhuǎn)化為_______。勢能動能動能電能如圖為人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動的示意圖。衛(wèi)星離地球中心最近的點叫做近地點，離地球中心最遠的點叫做遠地點。衛(wèi)星在近地點的速度較大，在遠地點的速度較小，那么，衛(wèi)星從近地點運動到遠地點的過程中，它的動能和勢能如何變化？思考與討論近地點地球遠地點衛(wèi)星衛(wèi)星從近地點運動到遠地點的過程中，高度增大，勢能增加，遠地點的速度較小，動能減小。1.[2023·杭州]小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落。不計空氣阻力，小球從離開手到落回手中之前的過程中，其能量變化是(

)A.動能先增大后減小

B.勢能先減小后增大C.機械能先減小后增大

D.機械能保持不變D【點撥】當小球上升時，高度增大，重力勢能增大；速度減小，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。當小球下降時，高度減小，重力勢能減小；速度增大，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。因此小球的動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小，故A、B錯誤。由于不計空氣阻力，機械能沒有損失，所以機械能保持不變，故C錯誤，D正確。2.如圖所示，物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。下列物塊的相關(guān)科學量隨時間變化的圖像中，正確的是(

)B