北師大九年級(jí)物理上冊(cè) （機(jī)械能）機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化新課件(第1課時(shí))

機(jī)械能第1課時(shí)

課時(shí)導(dǎo)入我們生活在能量的世界里。當(dāng)你騎自行車在路上行駛時(shí)，需要消耗能量；當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要消耗能量；電燈發(fā)光時(shí)，需要能量；冰熔化成水時(shí)，需要能量……能量

物體能對(duì)外做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能。(1)一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體具有的能量越大。(2)能夠做功是指物體具有做功的本領(lǐng)，不一定正在做功，而做了功的物體一定具有能量，不做功的物體可能具有能量。溫馨提示：功是一個(gè)過(guò)程量，能是一個(gè)狀態(tài)量，無(wú)論物體有沒(méi)有做功，只要物體能夠做功或具有做功的本領(lǐng)，它就具有能運(yùn)動(dòng)著的子彈射穿雞蛋流水能推動(dòng)竹排運(yùn)動(dòng)著的子彈、流水、運(yùn)動(dòng)著的錘子有什么共同特征？----運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)著的錘子能將釘子釘入木板中知識(shí)點(diǎn)動(dòng)能12.動(dòng)能(1)定義:物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能。(2)實(shí)例:如圖1所示，空中的飛機(jī)、行駛的船和奔跑的獵豹都由于運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能。控制變量法：控制物體的質(zhì)量相同，探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系；控制物體的速度相同，探究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系。(3)影響因素:物體質(zhì)量大小，速度大小。(4)實(shí)驗(yàn)探究方法：控制變量法，轉(zhuǎn)換法。在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓不同質(zhì)量的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近，如圖2所示。下列說(shuō)法中正確的是()例A.鐵球從斜面上滾下來(lái)的過(guò)程中動(dòng)能一直減小B.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與高度的關(guān)系C.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系D.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系答案：C深度理解：本實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)換法和控制變量法。所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象；將難以測(cè)量或難以測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或能夠測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法。本實(shí)驗(yàn)中將不可直接測(cè)量的“動(dòng)能大小”，轉(zhuǎn)換成可直接觀察和測(cè)量的物理量------“木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近”。另外，通過(guò)控制鐵球從斜面上由靜止釋放的高度來(lái)控制鐵球剛到達(dá)水平面上的速度。知識(shí)點(diǎn)重力勢(shì)能2打樁機(jī)將重錘舉高把樁打入地中勢(shì)能勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。(1)重力勢(shì)能：受到重力的物體被舉高后具有能，這種能叫作重力勢(shì)能。被舉起的鐵錘、站在樹(shù)上的鳥(niǎo)，具有重力勢(shì)能。(2)彈性勢(shì)能：具有彈性的物體發(fā)生彈性形變后具有能，這種能叫作彈性勢(shì)能。被壓彎的跳板具有彈性勢(shì)能。如果物體發(fā)生了形變，但不是彈性形變，也不具有彈性勢(shì)能。易錯(cuò)提醒：靜止在高處的物體也具有重力勢(shì)能。比如：陽(yáng)臺(tái)上的花盆、高山上的石塊等。彈性形變是指在外力撤去后能夠恢復(fù)原狀的形變。知識(shí)詳解：探究重力勢(shì)能大小和彈性勢(shì)能大小的影響因素，都用到控制變量法、轉(zhuǎn)換法。2.比較動(dòng)能與勢(shì)能例為探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān),小明利用帶有四個(gè)鐵釘?shù)男》阶?、沙箱及質(zhì)量不同的重物設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察_____________________來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大小。(2)要探究重力勢(shì)能大小與高度的關(guān)系應(yīng)選擇圖______和圖______進(jìn)行分析比較。(3)圖乙和圖丙探究的問(wèn)題是________________________________________。小方桌陷入沙中的深淺甲高度相同時(shí)，重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系乙方法解讀：探究影響重力勢(shì)能大小因素時(shí)用到了：(1)轉(zhuǎn)換法的實(shí)驗(yàn)方法，我們通過(guò)重物對(duì)沙箱做功的大小來(lái)比較重力勢(shì)能的大小，重力勢(shì)能大，對(duì)沙箱做的功多，小方桌陷入得就深，反之則淺。(2)控制變量法，圖乙、丙中重物的質(zhì)量不同，實(shí)驗(yàn)時(shí)的高度相同，所以是探究重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系。例小明看到運(yùn)動(dòng)員拉弓射箭時(shí)，弓拉得越彎，箭射得越遠(yuǎn)。小明猜想：彈性勢(shì)能的大小可能與物體的彈性形變有關(guān)。為驗(yàn)證其猜想是否正確，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)（彈簧被壓縮后未超過(guò)其彈性限度）。如圖4所示，將同一個(gè)彈簧壓縮________（填“相同”或“不同”）的長(zhǎng)度，將小球置于彈簧的右端，松開(kāi)彈簧后小球碰到同一位置的相同木塊上，通過(guò)比較___________________，從而比較彈性勢(shì)能的大小。不同木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近教你一招：要驗(yàn)證彈性勢(shì)能的大小可能與物體的彈性形變有關(guān)，需改變彈簧的彈性形變大小，因此要將同一個(gè)彈簧壓縮不同的長(zhǎng)度；運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，通過(guò)觀察木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近來(lái)比較彈性勢(shì)能的大小。例[中考·蘭州]飛機(jī)在林場(chǎng)上空某一高度噴灑農(nóng)藥時(shí)，水平勻速飛行，關(guān)于飛機(jī)的動(dòng)能和勢(shì)能變化，下列說(shuō)法中正確的是()A.動(dòng)能減少，勢(shì)能減少B.動(dòng)能減少，勢(shì)能增加C.動(dòng)能增加，勢(shì)能減少D.動(dòng)能不變，勢(shì)能不變A方法提示：分析動(dòng)能和勢(shì)能變化時(shí)要結(jié)合動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素，特別關(guān)注灑水車、噴灑農(nóng)藥的飛機(jī)、投放救災(zāi)物資的飛機(jī)等這些質(zhì)量變化的物體。[中考·天津]興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動(dòng)能大小有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下探究。例【提出問(wèn)題】汽車的動(dòng)能大小跟什么因素有關(guān)?【猜想假設(shè)】由“十次車禍九次快”可猜想：汽車的動(dòng)能可能跟__________有關(guān)；由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動(dòng)能可能跟__________有關(guān)?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】他們做了如圖12所示的三次實(shí)驗(yàn)：用金屬球模擬汽車，讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開(kāi)始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞擊得越遠(yuǎn)，說(shuō)明金屬球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能就越____。速度質(zhì)量大【分析論證】分析甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是__

____________________________________。【實(shí)踐應(yīng)用】用甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車___________

(填“超載”或“超速”）行駛時(shí)危險(xiǎn)性大的原因。質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大超載特別提醒：本實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，物體在水平面上的速度是通過(guò)控制物體在斜面上自由滾下的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，高度相同，則速度相同；高度越高，物體在水平面上的速度就越大，但實(shí)驗(yàn)結(jié)論中不能寫(xiě)成“動(dòng)能與高度有關(guān)”。動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)能質(zhì)量、速度勢(shì)能重力勢(shì)能質(zhì)量、高度彈性勢(shì)能彈性形變程度大小等機(jī)械能第2課時(shí)

飛行中的飛機(jī)飛行中的飛機(jī)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能跳水運(yùn)動(dòng)員具有動(dòng)能和重力勢(shì)能機(jī)械能?動(dòng)能與勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個(gè)物體具有的機(jī)械能總量，等于它所具有的動(dòng)能與勢(shì)能之和。舉高的球釋放后，重力勢(shì)能減小，是不是能量消失了？知識(shí)點(diǎn)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化12.動(dòng)能與重力勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化(1)如圖5所示的實(shí)驗(yàn)中機(jī)械能間的相互轉(zhuǎn)化情況：①重力勢(shì)能→動(dòng)能；②動(dòng)能→重力勢(shì)能；③重力勢(shì)能→動(dòng)能；④動(dòng)能→重力勢(shì)能。(2)相似的實(shí)驗(yàn)有滾擺實(shí)驗(yàn)，原理相同的實(shí)例有蕩秋千。知識(shí)拓展：在衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，衛(wèi)星的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，衛(wèi)星的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。3.動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化(1)演示實(shí)驗(yàn)：如圖6所示，上發(fā)條后，體操人翻轉(zhuǎn)。彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。(2)應(yīng)用實(shí)例：機(jī)械手表、蹦床等。4.兩種勢(shì)能間也可以相互轉(zhuǎn)化例如，撐竿跳高時(shí)就利用了彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。[中考·益陽(yáng)]“反向蹦極”是一項(xiàng)比蹦極更刺激的運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，拉長(zhǎng)后將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開(kāi)扣環(huán)，人從A點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，上升到最高位置C點(diǎn)，在B

點(diǎn)時(shí)速度最大。對(duì)此過(guò)程，下列描述正確的是()例A.人從A

到C

的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能一直減少B.人從A

到B

的過(guò)程中，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少C.人在B

點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大D.彈性繩的彈性勢(shì)能在B

點(diǎn)時(shí)最大答案：C方法提示:分析動(dòng)能和勢(shì)能變化的一般步驟：(1)明確要研究的對(duì)象和所要研究的過(guò)程。(2)根據(jù)物體初始狀態(tài)的位置、速度、形變情況，確定物體具有的動(dòng)能、勢(shì)能。(3)分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量、速度、所處的高度、彈性形變的情況，從而確定物體的動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。你會(huì)害怕嗎？用繩子把一個(gè)鐵鎖懸掛起來(lái)。把鐵鎖拿近自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不要?jiǎng)?。鐵鎖向前擺去又?jǐn)[回來(lái)。鐵鎖擺回時(shí)會(huì)碰到你的鼻子嗎？知識(shí)點(diǎn)機(jī)械能守恒2機(jī)械能守恒?物體的動(dòng)能和勢(shì)能之間是可以轉(zhuǎn)化的。在只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能是守恒的。2.正確理解機(jī)械能守恒，要注意以下兩點(diǎn):(1)機(jī)械能守恒的條件是只有動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化。

(2)在機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能減少多少，勢(shì)能就增加多少；反之，勢(shì)能減少多少,動(dòng)能就增加多少，總能保證動(dòng)能與勢(shì)能的總和不變。3.有外力對(duì)物體做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能量變化的量度，即外力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了變化。易錯(cuò)提醒：判斷機(jī)械能是否變化的方法：物體在只有重力作用而無(wú)其他外力作用的情況下，機(jī)械能總量不變。只是在動(dòng)能和勢(shì)能間相互轉(zhuǎn)化。例[蕪湖二模]如圖8是滑雪運(yùn)動(dòng)的軌道。某運(yùn)動(dòng)員從高處A

點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)，然后到達(dá)另一側(cè)與B

點(diǎn)等高的C點(diǎn)時(shí)速度剛好為零。下列說(shuō)法正確的是()A.從A點(diǎn)到O

點(diǎn)的過(guò)程，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B.從A點(diǎn)到O

點(diǎn)的過(guò)程，動(dòng)能不斷增大C.B

點(diǎn)和C點(diǎn)的機(jī)械能相等D.從O

點(diǎn)到C

點(diǎn)的過(guò)程，機(jī)械能不斷增加答案：B特別提醒：整個(gè)滑雪過(guò)程包括下滑和上升兩個(gè)階段，各階段能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是不同的；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人會(huì)受到軌道的阻力，機(jī)械能減小。減小的機(jī)械能等于初始位置的重力勢(shì)能與終點(diǎn)位置的重力勢(shì)能的差值。例“嫦娥五號(hào)”返回器首次采用“打水漂”方式返回地球，即其在返回的過(guò)程中距地球表面的距離先減小后增大再減小。返回器先后兩次進(jìn)入大氣層(圖中虛曲線)的運(yùn)動(dòng)軌跡(實(shí)曲線)如圖9所示，空氣摩擦阻力不可忽略，下列說(shuō)法正確的是()A.返回器從A

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，其機(jī)械能不斷減小B.返回器從A

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，在C

點(diǎn)時(shí)其動(dòng)能最大C.返回器從A

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，其動(dòng)能增大，重力勢(shì)能不變D.返回器從B

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)