滬粵版九年級物理 11.4 認(rèn)識動能和勢能（學(xué)習(xí)、上課課件）

11.4認(rèn)識動能和勢能第十一章機(jī)械功與機(jī)械能逐點(diǎn)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(jī)械能的轉(zhuǎn)化機(jī)械能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)知識點(diǎn)能量知1－講1如圖1所示，發(fā)生形變的跳板、被拉開的弓、升高的重錘、流動的水，都能對其他物體做功。知1－講我們?nèi)绾蚊枋鑫矬w能夠?qū)ν庾龉Φ倪@種能力呢？1.定義一個物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個物體具有能量或能。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。3.

單位能的單位就是功的單位，國際單位是J(焦耳)。知1－講方法點(diǎn)撥轉(zhuǎn)換法理解能一個物體是否具有能量，具有能量的多少，是不能直接觀察或測量的。通過轉(zhuǎn)換法，我們利用物體能對外做功的多少來反映或測量物體具有能量的多少。知1－講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，激流對石頭做功,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.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(diǎn)動能21.定義物體由于運(yùn)動具有的能叫做動能。一切運(yùn)動的物體都具有動能。知2－講2.探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)(1)探究動能大小和速度大小的關(guān)系實(shí)驗設(shè)計：如圖2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。知2－講實(shí)驗現(xiàn)象：由較高位置釋放的小球，推動紙盒移動的距離長。分析論證：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，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(shí)驗結(jié)論：質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動的速度越大,它具有的動能就越大。知2－講(2)探究動能大小和質(zhì)量大小的關(guān)系實(shí)驗設(shè)計：如圖3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，撞擊置于水平面上的紙盒，觀察紙盒移動距離的長短。知2－講實(shí)驗現(xiàn)象：質(zhì)量較大的小球，推動紙盒移動的距離長。分析論證：斜面上同一高度由靜止開始滾下的小球到達(dá)水平面的速度相同。質(zhì)量越大的小球推動紙盒移動的距離越長，表明質(zhì)量越大的小球的動能越大。實(shí)驗結(jié)論：速度相同的物體,質(zhì)量越大,它具有的動能就越大。知2－講總結(jié)：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(diǎn)撥控制變量法：選取質(zhì)量相等的小球，讓小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，從而控制小球撞擊紙盒的速度不同，即質(zhì)量相同時，改變速度進(jìn)行對比實(shí)驗。轉(zhuǎn)換法：通過紙盒移動的距離來比較小球動能的大小。知2－講易錯提醒影響動能的因素有質(zhì)量和速度，描述動能和質(zhì)量(或速度)的關(guān)系時，注意控制變量的思想。例如，不能說“質(zhì)量越大，動能越大”，應(yīng)該說“速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大”。知2－練[滁州模擬]如圖4是“探究物體的動能跟物體的質(zhì)量、速度關(guān)系”的實(shí)驗裝置圖。例2解題秘方：對于以教材實(shí)驗為基礎(chǔ)的探究題，必須綜合教材實(shí)驗的體驗和實(shí)驗探究的方法進(jìn)行分析思考。知2－練(1)實(shí)驗中通過觀察木塊B____________來判斷鋼球A動能的大小，這種物理研究方法叫________(填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。解析：實(shí)驗中，通過比較木塊B移動的距離來比較鋼球A動能的大小，物理學(xué)上稱這種實(shí)驗方法為轉(zhuǎn)換法。移動的距離轉(zhuǎn)換法知2－練(2)在探究動能與速度的關(guān)系時，讓同一鋼球A分別從斜面的不同高度由靜止開始滾下，高度h越高，鋼球運(yùn)動到水平面時的速度越____(填“大”或“小”)，木塊B被撞得越遠(yuǎn)。該實(shí)驗的結(jié)論是_____________________________。大質(zhì)量相同時，速度越大動能越大知2－練解析：鋼球A放置位置越高，鋼球A由靜止?jié)L動到水平面的速度越大，將木塊B撞擊得越遠(yuǎn)，這表明動能的大小與速度有關(guān)，質(zhì)量相同時，速度越大動能越大。知2－練(3)為了探究動能與質(zhì)量的關(guān)系，要選擇兩個質(zhì)量_______(填“相同”或“不同”)的鋼球，并讓它們分別從同一斜面的______(填“相同”或“不同”)高度處由靜止開始滾下。解析：在探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，需要控制速度不變，將質(zhì)量不同的鋼球從同一斜面的相同高度由靜止?jié)L下，滾到水平面的速度相同。不同相同知2－練2.[中考·濰坊]為探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)，利用斜槽、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的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動，運(yùn)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(shí)驗中探究的“物體的動能”是指______(填選項前的字母)。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(shí)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：____________________。不能增大斜面的傾斜程度知3－講知識點(diǎn)勢能31.勢能包括重力勢能和彈性勢能。(1)重力勢能：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。知3－講(2)彈性勢能：物體發(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、橡皮筋等彈性物體而言，彈性形變越大，物體的彈性勢能就越大。知3－講深度理解重力勢能是“被舉高”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”。例如在空中飛行的飛機(jī)，不僅有重力勢能，還具有其他形式的能。知3－講2.探究重力勢能和質(zhì)量、高度的關(guān)系實(shí)驗設(shè)計：(1)先讓同一個重物從不同的高度自由落下,打擊小木樁，觀察和比較小木樁被打入沙中的深度。(2)用質(zhì)量不同的重物分別從同一高度自由落下,打擊小木樁,觀察和比較小木樁被打入沙中的深度。知3－講實(shí)驗現(xiàn)象：(1)相同質(zhì)量的物體，從較高位置自由下落時，木樁陷入沙中深度大。(2)從相同高度自由下落，質(zhì)量較大的物體打擊木樁陷入沙中深度大。知3－講實(shí)驗結(jié)論：(1)質(zhì)量相同時，高度越高，物體的重力勢能越大。(2)高度相同時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大。總結(jié)：物體的重力勢能大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大、高度越大,具有的重力勢能就越大。知3－講易錯提醒影響重力勢能的因素有質(zhì)量和高度，描述重力勢能和質(zhì)量或高度的關(guān)系時，需要質(zhì)量和高度全盤考慮。例如，不能說“質(zhì)量越大，重力勢能越大”，應(yīng)該說“高度相同時，質(zhì)量越大，重力勢能越大”。知3－練[蘭州期中]如圖6所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實(shí)驗過程。(容器中裝有沙子，A和B為實(shí)心鐵塊，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量小)例3知3－練解題秘方：對于不同于教材實(shí)驗的實(shí)驗探究題，既要注意將其和教材中的探究實(shí)驗相比較，基于試題和教材內(nèi)容的異同分析推理，還要注意運(yùn)用實(shí)驗探究的基本方法。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，需控制物體釋放的高度相同，由圖知，乙、丙符合此條件。結(jié)論是當(dāng)高度一定時，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質(zhì)量的關(guān)系。知3－練(3)本實(shí)驗是通過________________________來判斷重力勢能大小的，這是物理探究過程中較常用的______法。桌腿在沙子中下陷的程度轉(zhuǎn)換解析：在此實(shí)驗中，通過觀察桌腿陷入沙子中的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小，這種方法叫做轉(zhuǎn)換法。知3－練3.[北京順義區(qū)期中]在探究“物體的重力勢能與高度、質(zhì)量是否有關(guān)”的實(shí)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(m鋼＞

m玻)的小球。知3－練(1)如圖甲所示，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，由圖可知，實(shí)驗的自變量是___________，控制不變的量是________________。小球的質(zhì)量小球釋放的高度知3－練(2)如圖乙所示，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，據(jù)圖得出結(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(diǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化41.機(jī)械能動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個物體可以同時具有動能和勢能。例如，空中客機(jī)具有動能和重力勢能；瀑布的水具有重力勢能和動能。知4－講深度理解動能、重力勢能和彈性勢能是機(jī)械能的三種形式，分別起因于物體的運(yùn)動、舉高和彈性形變。知4－講2．動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化如圖7所示，將擺球從A點(diǎn)靜止釋放，擺球在左右來回不斷地擺動，B位置是右側(cè)最高點(diǎn)。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??？什么能增加？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？(2)擺球從O′位置擺向B位置的過程中，什么能轉(zhuǎn)化為什么能？知4－講論證結(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－講總結(jié)：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)化如圖8所示，讓小球從斜面滾下，撞擊彈簧片。小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，小球的動能如何變化？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？小球的動能如何變化？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？知4－講論證結(jié)果(1)小球的動能減小，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，小球的動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。知4－講總結(jié)：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)思考小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(shí)現(xiàn)的？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(shí)現(xiàn)。例如，運(yùn)動的小球?qū)椈善淖饔昧κ箯椈善蛐巫兌哂袕椥詣菽埽瑒幽苻D(zhuǎn)化為彈性勢能；形變的彈簧片對小球的作用力使小球因運(yùn)動而具有動能，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。知4－講知識拓展：機(jī)械能與其他形式的能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。水力發(fā)電是水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電動機(jī)工作時，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。知4－練[中考·南通]下列四個情境中，屬于動能轉(zhuǎn)化為勢能的是(

)A.拉弓放箭

B.踩板下滑

C.秋千上擺

D.彈簧拉車?yán)?知4－練解題秘方：能量轉(zhuǎn)化方向由減少的那種能量轉(zhuǎn)化為增加的那種能量。解析：拉弓放箭的過程是將弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能；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]如圖，在射箭比賽中，運(yùn)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(diǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)51.探究機(jī)械能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)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9)。游樂場蕩秋千的場景(如圖10)。知5－講描述現(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(diǎn)？論證結(jié)果皮球和秋千在最高點(diǎn)時，只有重力勢能。高度越來越小，表明機(jī)械能越來越小，即動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機(jī)械能總量逐漸減小。知5－講實(shí)驗結(jié)論：生活中動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機(jī)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(jī)械能總量減?。?2)機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中，由于阻力，機(jī)械能總量會減小。假如沒有阻力，機(jī)械能總量應(yīng)有什么特點(diǎn)？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(jī)械能逐漸減小。(2)阻力越小，機(jī)械能總量的減小就越慢，如果沒有阻力，機(jī)械能總量就保持不變(理想化推理)。知5－講2.機(jī)械能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)(1)如果沒有阻力作用，動能和勢能轉(zhuǎn)化時，盡管動能和勢能的大小會變化，但機(jī)械能總和保持不變，即機(jī)械能守恒。(2)生產(chǎn)、生活中，由于各種阻力的存在，動能和勢能轉(zhuǎn)化時，機(jī)械能總和往往會逐漸減小，即機(jī)械能不守恒。知5－練[合肥二模]如圖11所示，在一根細(xì)繩一端拴一個小球，繩子的另一端固定在懸掛點(diǎn)O上，做成一個單擺。拉動小球到A處，松手后使它擺動起來，B點(diǎn)為擺動過程中的最低點(diǎn)，C為右側(cè)最高點(diǎn)，不計空氣阻力，例5知5－練則小球在擺動過程中，下列說法正確的是(

)A.小球運(yùn)動到最低處B時的動能最小B.小球從B運(yùn)動到C的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C.小球運(yùn)動到右側(cè)的最高點(diǎn)C比A點(diǎn)的位置高D.小球在擺動過程的任一位置機(jī)械能守恒知5－練解題秘方：不計空氣阻力，動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)械能守恒。知5－練解析：小球運(yùn)動到最低處B時，速度最大，動能最大，故A錯誤；小球從B運(yùn)動到C的過程中，速度減小、高度增加，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B錯誤；不計空氣阻力，小球的機(jī)械能守恒，小球運(yùn)動到右側(cè)的最高點(diǎn)C與A點(diǎn)的位置等高，故C錯誤；不計空氣阻力，小球在擺動過程中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，小球在任一位置的機(jī)械能都守恒，故D正確。答案：D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(yùn)動軌跡如圖所示。a、b、c、d為軌跡上的點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)高度相同，不計空氣阻力，則球在a點(diǎn)的機(jī)械能______(填“大于”“小于”或“等于”)d點(diǎn)的機(jī)械能；球在a、b、c、d四點(diǎn)中_____點(diǎn)的重力勢能最大。等于b知5－練[中考·蘭州]如圖12所示，小球從左側(cè)斜面的P點(diǎn)由靜止釋放，在右側(cè)斜面上能到達(dá)的最高位置是Q點(diǎn)，M、N是小球運(yùn)動過程中先后通過的兩個等高點(diǎn)，例6知5－練下列關(guān)于該過程的說法中正確的