【最新】九年级物理全册 10.1机械能课件 （新版）北师大版-（新版）北师大级全册物理课件

1、第十章机械能、内能及其转化一、机械能学点学点1 1能量与做功的关系能量与做功的关系观察如下图画，回答下列问题：观察如下图画，回答下列问题：问题问题1 1：风吹动帆船在海面上航行，风对帆船做了功，说明风：风吹动帆船在海面上航行，风对帆船做了功，说明风具有具有_ _ ；摆放整齐的瓶子被保龄球推向坑道，说明滚；摆放整齐的瓶子被保龄球推向坑道，说明滚动的保龄球也具有动的保龄球也具有_ _ 。一、机械能问题问题2 2：一个物体能够对外：一个物体能够对外_ _ ，我们就说该物体具有，我们就说该物体具有_ _ ，简称，简称_。物体能够做的功越多，具有的。物体能够做的功越多，具有的_就越大。就越大。能量能量能

2、量能量做功做功能量能量能能能能一、机械能问题问题1 1：奔跑的骏马、行驶的汽车、踢飞的足球，它们的共同特点是：奔跑的骏马、行驶的汽车、踢飞的足球，它们的共同特点是都在都在_ _ ，我们把物体由于，我们把物体由于_具有的能叫作动能。具有的能叫作动能。学点学点2 2动能及影响因素动能及影响因素运动运动运动运动(1)(1)观察如图观察如图S10S101 12 2所示，回答下列问题：所示，回答下列问题： 图图S10S101 12 2一、机械能(2)(2)课间活动时，当你和速度相同的胖、瘦两个同学分别相撞，课间活动时，当你和速度相同的胖、瘦两个同学分别相撞，你的感觉相同吗？或和质量相近，但速度不同的两个

3、同学相撞，你的感觉相同吗？或和质量相近，但速度不同的两个同学相撞，你的感觉相同吗？物体的动能与什么因素有关呢？利用身边的器你的感觉相同吗？物体的动能与什么因素有关呢？利用身边的器材，做如下几组实验：材，做如下几组实验：实验实验1 1：如图：如图S10S101 13 3甲所示甲所示 ，让质量相同的小球，让质量相同的小球A A和和B B从不从不同高度滚下，比较它们的速度大小。同高度滚下，比较它们的速度大小。一、机械能问题问题2 2：如图甲所示，质量相同的小球从不同高度自由滚下后，在水：如图甲所示，质量相同的小球从不同高度自由滚下后，在水平面上的速度不同，小球在斜面上位置越高，获得的速度平面上的速度

4、不同，小球在斜面上位置越高，获得的速度_ _ ；如图乙所示，不同质量的小球从相同的高度滚下，在水平面上的速如图乙所示，不同质量的小球从相同的高度滚下，在水平面上的速度度_ _ 。越大越大相同相同实验实验2 2：如图乙所示，让质量不同的小球：如图乙所示，让质量不同的小球E E和和F F从相同高度滚下，从相同高度滚下，比较它们速度的大小。比较它们速度的大小。图图S10S101 13 3一、机械能问题问题3 3：由此可知，小球到达水平面上的速度与其在斜面上：由此可知，小球到达水平面上的速度与其在斜面上的高度的高度_ _ ，和其质量，和其质量_ (_ (两空均选填两空均选填“无关无关”或或“有关有关”

5、) )。我们让小球从斜面上不同的高度滚下是为了。我们让小球从斜面上不同的高度滚下是为了获得获得_。有关有关无关无关不同的速度不同的速度一、机械能实验实验3 3：如图：如图S10S101 14 4甲所示甲所示 ，让质量相同的小球，让质量相同的小球C C和和D D从不同从不同高度滚下，比较小球对纸盒做功的多少。高度滚下，比较小球对纸盒做功的多少。实验实验4 4：如图丁所示，让质量不同的小球从相同高度滚下，比较：如图丁所示，让质量不同的小球从相同高度滚下，比较小球对纸盒做功的多少。小球对纸盒做功的多少。图图S10S101 14 4一、机械能问题问题4 4：如图丙所示，质量相同的小球，从不同的高度滚下

6、后，：如图丙所示，质量相同的小球，从不同的高度滚下后，速度较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与速度较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与_有关。有关。速度速度问题问题5 5：如图丁所示，质量不同的小球从相同的高度滚下，质：如图丁所示，质量不同的小球从相同的高度滚下，质量较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与量较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与_有关。有关。质量质量一、机械能问题问题6 6：我们在探究小球的速度对动能的影响时，控制小：我们在探究小球的速度对动能的影响时，控制小球的质量不变；在探究质量对动能的影响时，控制小球球的质量不变；在探究

7、质量对动能的影响时，控制小球的速度不变，即在探究一个变量对实验的影响时，控制的速度不变，即在探究一个变量对实验的影响时，控制其他的量不变，这种方法叫作其他的量不变，这种方法叫作_ _ ；小球的动；小球的动能大小不易观察，可以通过小球推动纸盒移动距离的大能大小不易观察，可以通过小球推动纸盒移动距离的大小来表示它的动能大小，这种方法叫作小来表示它的动能大小，这种方法叫作_。控制变量法控制变量法转换法转换法一、机械能学点学点3 3重力势能及影响因素重力势能及影响因素问题问题1 1：夯式打桩机举高的重锤、高层的花盆、高空的飞机，它们：夯式打桩机举高的重锤、高层的花盆、高空的飞机，它们离地面都有一定的离

8、地面都有一定的_ _ ，我们把受到重力的物体被，我们把受到重力的物体被_后具有的能叫作重力势能。后具有的能叫作重力势能。高度高度举高举高(1)(1)观察如图观察如图S10S101 15 5所示图片所示图片 ，回答下列问题：，回答下列问题：图图S10S101 15 5一、机械能(2)(2)为了探究重力势能大小与哪些因素有关，小明找到为了探究重力势能大小与哪些因素有关，小明找到A A、B B、C C三三个体积相同的小球。让小球从高处自由落下，通过观察小球砸入个体积相同的小球。让小球从高处自由落下，通过观察小球砸入沙坑的深浅程度来比较重力势能的大小，其中沙坑的深浅程度来比较重力势能的大小，其中mAm

9、AmBmBmCmC，三次，三次实验结果如图实验结果如图S10S101 16 6所示所示 。图图S10S101 16 6一、机械能问题问题2 2：图甲和图乙中两小球：图甲和图乙中两小球_相同，相同，_不同，高度较不同，高度较_的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与_有关。有关。质量质量高度高度大大高度高度问题问题3: 3: 图甲和图丙中两小球所处图甲和图丙中两小球所处_相同，相同， _不同，不同，质量较质量较_的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与_有关。有关。问题问题4 4：类比探究影响动能大小的因素的

10、实验，本次实验也用到了：类比探究影响动能大小的因素的实验，本次实验也用到了多种研究物理问题的方法，请你任意指出其中一种方法：多种研究物理问题的方法，请你任意指出其中一种方法： _ _ 。高度高度质量质量大大质量质量控制变量法控制变量法(或转换法或转换法)一、机械能学点学点4 4弹性势能及影响因素弹性势能及影响因素问题问题1 1：拉开的弓、压缩的弹簧、挤压的网球拍，它们的共同特点：拉开的弓、压缩的弹簧、挤压的网球拍，它们的共同特点是是_ _ ，我们把具有弹性的物体发生，我们把具有弹性的物体发生_后具有的后具有的能叫作弹性势能。能叫作弹性势能。发生了形变发生了形变形变形变(1)(1)观察如图观察如

11、图S10S101 17 7所示图片所示图片 ，回答下列问题：，回答下列问题：图图S10S101 17 7一、机械能(2)(2)小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变量有关。为验证红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变量有关。为验证其猜想是否正确，她设计了如图其猜想是否正确，她设计了如图S10S101 18 8所示的实验：所示的实验： 图图S10S101 14 4一、机械能实验：将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩不同的长实验：将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩不同的长度

12、度( (弹簧被压缩后未超过其弹性限度弹簧被压缩后未超过其弹性限度) )，松开后小球弹开钻入同一位，松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒_，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。被推动距离的远近被推动距离的远近问题问题2 2：弹簧被压缩的程度越大，即弹簧的：弹簧被压缩的程度越大，即弹簧的 _越大，越大，纸盒被推动得越远，说明同一物体的弹性势能和纸盒被推动得越远，说明同一物体的弹性势能和_有关。有关。形变量形变量弹性形变程度弹性形变程度一、机械能学点学点5 5动能和势能的转化机

13、械能守恒动能和势能的转化机械能守恒问题问题1 1：物体的动能和势能之间是可以转化的，如图：物体的动能和势能之间是可以转化的，如图S10S101 19 9所示所示是小刚同学做的单摆实验，小球从是小刚同学做的单摆实验，小球从B B点上升到点上升到C C点的过程中，它的速点的过程中，它的速度度_，高度，高度_，所以动能，所以动能_，重力势能，重力势能_，_转化为转化为_；小球从；小球从C C点下落到点下落到B B点的过程中，它点的过程中，它的速度的速度_，高度，高度_，动能，动能_，重力势能，重力势能_， _转化为转化为_。变小变小增加增加减少减少增加增加动能动能重力势能重力势能变大变大减少减少增加

14、增加减少减少重力势能重力势能动能动能图图S10S101 19 9一、机械能问题问题2 2：机械能在什么情况下守恒？：机械能在什么情况下守恒？物体的动能和势能统称为物体的动能和势能统称为_ _ ，它们之间是可以转化，它们之间是可以转化的，在的，在_的过程中，机械能是守恒的。如的过程中，机械能是守恒的。如图图S10S101 11010所示所示 ，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，忽略空气阻力，若它在顶端的重力势能为下，忽略空气阻力，若它在顶端的重力势能为65 J65 J，则滑到底端，则滑到底端的动能是的动能是_。 机械能机械能只有动能和势能相互转化只有动

15、能和势能相互转化65J图图S10S101 14 4例例1 1 下列物体中，既有动能又有势能的是下列物体中，既有动能又有势能的是( )( )A A在平地上滚动的足球在平地上滚动的足球B B被运动员举着不动的杠铃被运动员举着不动的杠铃C C在空中飞行的小鸟在空中飞行的小鸟D D被压扁的皮球被压扁的皮球一、机械能C类型一类型一 对动能、弹性势能、重力势能概念的理解对动能、弹性势能、重力势能概念的理解一、机械能 解析解析 在平地上滚动的足球，有质量，有速度，具有动能；足球在平地上滚动的足球，有质量，有速度，具有动能；足球在平地上，没有被举高，不具有重力势能。被运动员举着不动的杠在平地上，没有被举高，不

16、具有重力势能。被运动员举着不动的杠铃，有质量，有高度，具有重力势能；杠铃没有运动，不具有动能铃，有质量，有高度，具有重力势能；杠铃没有运动，不具有动能。在空中飞行的小鸟，有质量，有速度，又在高空，既具有动能又。在空中飞行的小鸟，有质量，有速度，又在高空，既具有动能又具有重力势能。被压扁的皮球，发生了弹性形变，具有弹性势能。具有重力势能。被压扁的皮球，发生了弹性形变，具有弹性势能。一、机械能 方法指导方法指导 理解动能、弹性势能和重力势能理解动能、弹性势能和重力势能一切运动的物体都具有动能，一切发生弹性形变的物体都具有弹性一切运动的物体都具有动能，一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能，一切具有高

17、度的物体都具有重力势能。动能的关键是势能，一切具有高度的物体都具有重力势能。动能的关键是“动动”，弹性势能的关键是有，弹性势能的关键是有“弹性形变弹性形变”，重力势能的关键是物体在，重力势能的关键是物体在“高处高处”能下落。没有发生弹性形变的弹簧、橡皮筋等弹性物体不具能下落。没有发生弹性形变的弹簧、橡皮筋等弹性物体不具有弹性势能。动能、弹性势能、重力势能是机械能的三种形式，一有弹性势能。动能、弹性势能、重力势能是机械能的三种形式，一个物体可以同时具有多种形式的能量。个物体可以同时具有多种形式的能量。一、机械能例例2 2 20172017宿迁改编在宿迁改编在“探究影响动能大小的因素探究影响动能大

18、小的因素”实验中，如实验中，如图图10101 12a2a、b b、c c所示，让质量为所示，让质量为m m、2m2m的两个小球分别从斜面上的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。位置为木块滑动一段距离后停止的位置。类型二类型二 影响动能大小的因素影响动能大小的因素一、机械能(1)(1)实验中通过实验中通过_反映小球动能的大小。反映小球动能的大小。(2)(2)比较比较_两图的实验，可以探究小球的动能与速度的两图的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。关系。(3)(

19、3)比较比较a a、b b两图的实验，可以得到两图的实验，可以得到小球的动能随质量的增大而小球的动能随质量的增大而_。木块滑动距离的远近木块滑动距离的远近a、c增大增大图图10101 12 2一、机械能 解析解析 (1)(1)实验中通过比较木块滑动的距离远近来反映小球动能的实验中通过比较木块滑动的距离远近来反映小球动能的大小。大小。(2)(2)探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a a、c c两图。两图。(3)(3)比较比较a a、b b两图的

20、实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量两图的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量的大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量的增大而增大。增大而增大。一、机械能 实验点拨实验点拨 动能的大小不能直接测量，在实验中采用转换法动能的大小不能直接测量，在实验中采用转换法( (本题本题中利用小球推动木块运动距离的远近反映小球动能的大小中利用小球推动木块运动距离的远近反映小球动能的大小) )比较；比较；动能的大小与物体的质量、速度有关，在实验探究时采用控制变量动能的大小与物体的质量、速度有关，在实验探究时采用控制变量法法( (在

21、质量相同的条件下，探究动能与物体运动速度的关系；在运在质量相同的条件下，探究动能与物体运动速度的关系；在运动速度相同的条件下，探究动能与物体质量的关系动速度相同的条件下，探究动能与物体质量的关系) )。一、机械能例例3 3 为探究为探究“重力势能的大小与什么因素有关重力势能的大小与什么因素有关”，小明利用带有，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图10101 13 3所示的实验。所示的实验。类型三类型三 影响势能大小的因素影响势能大小的因素图图10101 13 3一、机械能(1)(1)实验中通过观察实验中通过观察

22、_来判断物体重力势能的来判断物体重力势能的大小。大小。(2)(2)要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图_和图和图_进行分析比较。进行分析比较。(3)(3)图乙和图丙探究的问题是图乙和图丙探究的问题是_。 全品导学号：全品导学号：6251200362512003小方桌陷入沙中的深浅小方桌陷入沙中的深浅甲甲乙乙高度相同时，重力势能的大小与质量的关系高度相同时，重力势能的大小与质量的关系一、机械能 解析解析 (1)(1)实验中通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力实验中通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小。势能的大小。(2)(2)要探究

23、重力势能大小与高度的关系，要探究重力势能大小与高度的关系， 需保持重物需保持重物的质量相同，改变重物所处的高度，所以图甲和图乙是探究重力势的质量相同，改变重物所处的高度，所以图甲和图乙是探究重力势能的大小与高度的关系。能的大小与高度的关系。(3)(3)由题图可以看出，图乙和图丙中重物由题图可以看出，图乙和图丙中重物所处的高度均为所处的高度均为h h2 2，高度相同，而质量不同，所以图乙和图丙探究，高度相同，而质量不同，所以图乙和图丙探究的问题是：高度相同时，重力势能的大小与物体质量的关系。的问题是：高度相同时，重力势能的大小与物体质量的关系。一、机械能 实验点拨实验点拨 重力势能的大小不能直接

24、测量，可以采用转换法用直观重力势能的大小不能直接测量，可以采用转换法用直观现象来表示现象来表示( (本题中用小方桌陷入沙中的深浅反映重力势能的大小本题中用小方桌陷入沙中的深浅反映重力势能的大小) )。重力势能的大小与物体的质量、高度有关，在实验探究时采用控。重力势能的大小与物体的质量、高度有关，在实验探究时采用控制变量法制变量法( (在质量相同的条件下，探究重力势能与高度的关系；在在质量相同的条件下，探究重力势能与高度的关系；在高度相同的条件下，探究重力势能与物体质量的关系高度相同的条件下，探究重力势能与物体质量的关系) )。一、机械能例例4 4 如图如图10101 14 4所示，用手将一重为

25、所示，用手将一重为G G的铁球缓慢放在一个弹簧的铁球缓慢放在一个弹簧上，放手后，铁球从上，放手后，铁球从A A位置开始向下运动，到达位置开始向下运动，到达B B位置时速度达到最位置时速度达到最大，到达大，到达C C位置时小球的速度变为零。位置时小球的速度变为零。已知已知ACAC间的高度差为间的高度差为h h，则铁球从，则铁球从A A位位置到达置到达C C位置，铁球的重力做功为位置，铁球的重力做功为_；在此过程中，弹簧的弹性；在此过程中，弹簧的弹性势能增加量为势能增加量为_。类型四类型四 动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化GhGh图图10101 14 4一、机械能铁球从铁球从B B位置到达

26、位置到达C C位置的过程中，铁球所受的重力位置的过程中，铁球所受的重力_(_(选选填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”) )弹簧所施加的弹力。弹簧所施加的弹力。( (整个过程整个过程中不计能量损耗中不计能量损耗)全品导学号：全品导学号：6251200462512004小于小于一、机械能 解析解析 铁球从铁球从A A位置到达位置到达C C位置的过程中，铁球的重力做功为位置的过程中，铁球的重力做功为W WFsFsGhGh，在此过程中，铁球的重力势能减少，在此过程中，铁球的重力势能减少( (减少量为减少量为Gh)Gh)，弹簧的弹，弹簧的弹性势能增加，铁球的重力势能转化为弹簧的弹性势能，在

27、不计能量性势能增加，铁球的重力势能转化为弹簧的弹性势能，在不计能量损耗时，弹簧的弹性势能的增加量等于铁球的重力势能的减少量。损耗时，弹簧的弹性势能的增加量等于铁球的重力势能的减少量。铁球从铁球从B B位置到达位置到达C C位置的过程中，铁球只受重力和弹力作用且运动位置的过程中，铁球只受重力和弹力作用且运动速度在不断减小，表明铁球受到的重力小于弹力。速度在不断减小，表明铁球受到的重力小于弹力。一、机械能 方法指导方法指导 两步判定动能和势能的相互转化两步判定动能和势能的相互转化(1)(1)根据影响物体动能和势能大小的因素判断动能和势能大小的变化根据影响物体动能和势能大小的因素判断动能和势能大小的

28、变化。(2)(2)在理想情况下，动能和势能发生转化时机械能的总量保持不变，在理想情况下，动能和势能发生转化时机械能的总量保持不变，所以在动能和势能发生转化的过程中，物体减小的某种形式的机械能所以在动能和势能发生转化的过程中，物体减小的某种形式的机械能转化为增大的另一种形式的机械能。转化为增大的另一种形式的机械能。一、机械能机械能机械能动能动能定义定义影响因素影响因素势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能定义定义影响因素影响因素定义定义影响因素影响因素（难点）（难点）（重点）（重点）机械能守恒机械能守恒1 1物体物体_，我们就说这个物体具有能量，简称，我们就说这个物体具有能量，简称_。能量的单位是。能量的单位是_。一、机械能能对外做功能对外做功能能焦耳焦耳(J)2 2物体由于运动而具有的能叫作物体由于运动而具有的能叫作_，它的大小与物体的，它的大小与物体的_和和_有关。有关。一、机械能动能动能质量质量速度速度3 3质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行，它们的动能分别为，它们