北师版九年级物理 10.1 机械能（学习、上课课件）

第一节机械能第十章机械能、内能及其转化逐点导讲练课堂小结作业提升课时讲解1课时流程2能量动能势能机械能及其转化机械能转化的特点知识点能量知1－讲11.

概念物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。例如，风能吹动帆船，是风对帆船做功的结果，保龄球将前方静止的保龄瓶推向坑道，是保龄球对保龄瓶做功的结果，我们就说此时风和保龄球具有能量。知1－讲2.能量和功的关系能量大小可以通过做功多少来体现。能够做的功越多，表明物体具有的能量越大。知1－讲深度思考具有能量的物体是否正在做功？是否做了功？深度理解具有能量的物体可以不在做功，甚至就没有做功。例如，拉弯的弓具有能量，但手松开之前，弓没有对箭做功。知1－练例1下列关于能量的叙述，不正确的是()A.弯弓射箭，弓具有能量B.高空坠物伤人，坠物具有能量C.风吹船行，风具有能量D.激流冲走巨石，激流没有能量，巨石具有能量知1－练解题秘方：利用概念辨析法解答：判断物体是否具有能量，关键是看物体能否对外做功。解析：弓对箭做功，坠落的物体对人做功，风对船做功，激流对巨石做功,它们都能够做功，都具有能量。答案：D知1－练1.关于功和能的关系，下列说法正确的是()A.物体具有的能越多，它做的功越多B.物体具有能就一定正在做功C.正在做功的物体一定具有能D.物体能够做功的多少与它具有的能无关C知2－讲知识点动能21.

定义物体由于运动具有的能叫作动能。知2－讲2.探究动能大小和速度大小的关系实验设计：如图1所示，质量相同的两个小球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击置于水平面上的纸盒，观察纸盒移动距离的长短。控制变量法(控制质量相同，改变速度)。转换法知2－讲实验现象：由较高位置释放的小球，推动纸盒移动的距离长。分析讨论：位置越高的小球到达水平面的速度越大；小球推动纸盒移动的距离越长，表明小球的动能越大。实验结论：质量相同的物体,运动的速度越大,它具有的动能就越大。知2－讲深度思考实验过程中，是探究小球的动能还是纸盒的动能?深度理解实验中的研究对象是小球，即探究小球动能大小和速度大小的关系。知2－讲3.探究动能大小和质量大小的关系实验设计：如图2所示，质量不同的两个小球分别从斜面的同一高度由静止开始滚下，观察纸盒移动距离的长短。实验现象：质量较大的小球，推动纸盒移动的距离长。实验结论：速度相同的物体,质量越大,动能就越大。知2－讲4.动能的影响因素物体动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体的动能越大。知2－讲方法点拨小球从同一斜面的同一高度由静止开始滚下，到达水平面时的速度相同。知2－练为了模拟汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行了如图3所示的实验探究。例2知2－练解题秘方：对于以教材实验为基础的探究题，必须综合教材实验的体验和实验探究的方法进行分析思考。知2－练(1)实验中，通过比较小车推动木块移动距离的远近，来判断_____(填“小车”或“木块”)动能的大小，这种常用的实验方法是_________(填“控制变量法”或“转换法”)。小车转换法解析：实验中通过观察木块被推动的距离的远近，比较小车对木块做功的多少，从而判断小车动能的大小，这是转换法的运用。知2－练(2)为了研究汽车的超速问题，实验中应选择图中_____、______两图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大，安全隐患越大。甲解析：研究超速问题应控制质量相同，改变速度，实验中应选择甲、乙两图进行比较。乙知2－练(3)为了研究汽车的超载问题，实验中应选择图中乙、丙两图进行比较，得到的结论是：_____一定时，_____越大，_____越大，安全隐患越大。速度解析：研究超载问题应控制速度相同，改变质量，实验所得结论是：速度一定时，质量越大，动能越大。质量动能知2－练2.[中考·潍坊]为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜面上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。知2－练(1)实验中探究的“物体的动能”是指_____(填字母)。A.钢球在斜面上的动能B.钢球撞击木块时的动能C.木块被撞击后的动能B知2－练(2)若水平面是光滑的，_____(填“能”或“不能”)达到探究目的。(3)实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：____________________。不能增大钢球的释放高度知3－讲知识点势能31.势能包括重力势能和弹性势能。(1)重力势能：受到重力的物体由于被举高而具有的能量。一切被举高的物体都具有重力势能。(2)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。对弹簧、橡皮筋等物体而言，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。知3－讲知识链接形变不同于弹性形变，物体受到外力作用而发生形状变化叫形变；如果外力撤销，物体能恢复原状，这种形变叫弹性形变；如果外力撤销，物体不能恢复原状，这种形变叫塑性形变；形变包括弹性形变和塑性形变。知3－讲2.

探究重力势能和质量、高度的关系实验设计：如图4所示，将木质小桌正立放置在细砂上。知3－讲方案一：相同质量的铁块从不同高度自由落下撞击小桌，观察小桌陷入细砂的深浅。方案二：质量不同的铁块从相同高度自由落下撞击小桌，观察小桌陷入细砂的深浅。知3－讲实验现象：(1)相同质量的铁块，从较高位置自由下落时，小桌陷入细砂的深度大。(2)从相同高度自由下落时，质量较大的铁块，使小桌陷入细砂的深度大。知3－讲3.

重力势能的影响因素物体的重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关，质量越大、所处的高度越大，具有的重力势能就越大。知3－讲实验要点方案一：控制质量相同，改变高度进行实验，探究重力势能和高度的关系。方案二：控制高度相同，改变质量进行实验，探究重力势能和质量的关系。知3－练如图5所示是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程。(容器中装有细砂，A和B为实心铁块，A的质量比B的质量小)例3知3－练解题秘方：对于以教材实验为基础的探究题，必须综合教材实验的体验和实验探究的方法进行分析思考。知3－练(1)由_______两图可探究重力势能的大小与质量的关系，得出的关系是______________________________________________。乙、丙在高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大知3－练解析：探究重力势能的大小与质量的关系，需要控制物体自由释放的高度相同，物体的质量不同，由图可知，乙、丙符合此条件。结论是：当高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。知3－练(2)由甲、丙两图______(填“能”或“不能”)探究重力势能的大小与高度的关系，理由是_____________________________。不能没有控制A、B的质量相等知3－练解析：要探究重力势能的大小与高度的关系，要控制物体的质量相同，由甲、丙两图可知，A、B的质量不相等，因此不能探究重力势能的大小与高度的关系。知3－练(3)本实验是通过________________________来判断重力势能大小的，这也是物理探究过程中较常用的______法。桌腿在细砂中下陷的深度转换解析：在此实验中，通过观察桌腿陷入细砂中的深度来比较各铁块重力势能的大小，这种方法叫转换法。知3－练3.在探究“物体的重力势能与高度、质量是否有关”的实验中，小明准备了四块相同的花泥，两个体积相同但质量不同的钢球和玻璃球(m钢＞m玻)。(1)将钢球、玻璃球从距花泥h1高处由静止释放，砸在花泥上，砸出深浅不同的痕迹，由实验现象可知，实验的自变量是_________，控制不变的量是___________。球的质量球释放的高度知3－练(2)将钢球分别从距花泥h1和h2(h1＞h2)高处由静止释放，砸在花泥上，砸出深浅不同的痕迹，由实验现象得出结论：当_______相同时，重力势能与______有关。质量高度知4－讲知识点机械能及其转化41.

机械能动能与势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。例如，空中飞行的客机具有动能和重力势能；瀑布中的水具有重力势能和动能。知4－讲2．动能和重力势能的转化实验设计：如图6所示，将摆球从A点由静止释放，摆球左右来回不断地摆动，B位置是右侧最高点。知4－讲论证思考(1)摆球从A位置摆向O′位置的过程中，什么能减小？什么能增加？什么能转化为什么能？(2)摆球从O′位置摆向A位置的过程中，什么能转化为什么能？论证结果(1)重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。(2)动能转化为重力势能。知4－讲实验结论：重力势能可以转化为动能，动能也可以转化为重力势能，即动能和重力势能可以相互转化。知4－讲3.

动能和弹性势能的转化实验设计：如图7所示，让木球从斜面滚下，撞击弹簧片。木球在斜面和弹簧片之间来回滚动。知4－讲论证思考(1)如图所示，从甲到乙的过程中，木球的动能如何变化？弹簧片的弹性势能如何变化？什么能转化为什么能？(2)从乙到丙的过程中，弹簧片的弹性势能如何变化？木球的动能如何变化？什么能转化为什么能？知4－讲论证结果(1)木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增大，动能转化为弹性势能。(2)弹簧片的弹性势能减小，木球的动能增大，弹性势能转化为动能。知4－讲实验结论：动能可以转化为弹性势能，弹性势能也可以转化为动能，即动能和弹性势能可以相互转化。知4－讲关联思考如图所示，木球的动能和弹簧片的弹性势能间相互转化是通过什么来实现的？知4－讲关联结果动能和弹性势能的转化，通过物体间力的作用来实现。运动的木球对弹簧片的力，使弹簧片因形变而具有弹性势能，动能转化为弹性势能；形变的弹簧片对木球的作用力，使木球因运动而具有动能，弹性势能转化为动能。知4－练下列四个情境中,属于动能转化为势能的是()A.滚摆下落 B.踩板下滑C.秋千上摆 D.弹簧拉车例4解题秘方：机械能转化方向是由减少的那种能转化为增加的那种能。知4－练解析：滚摆下落的过程是重力势能转化为动能；踩板下滑的过程是重力势能转化为动能；秋千上摆的过程是动能转化为重力势能；弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能。答案：C知4－练4.[中考·安徽]在射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的______能。动知5－讲知识点机械能转化的特点51.

探究机械能转化的特点观察现象：高空落地从地面多次反弹皮球的频闪照片(如图8)。游乐场荡秋千的场景(如图9)。描述现象：皮球从地面弹起的高度越来越小；秋千荡起的高度也是越来越小。知5－讲论证思考皮球从地面弹起的高度越来越小，秋千荡起的高度也是越来越小，这些现象说明动能和势能的转化有什么特点？论证结果皮球和秋千在最高点时，只有重力势能。高度越来越小，表明机械能越来越小。即动能和势能转化时，机械能总量逐渐减小。知5－讲实验结论：生活中动能和势能转化时，机械能总量会逐渐减小。知5－讲关联思考

(1)动能和势能转化时，什么原因导致机械能总量减小？(2)机械能转化过程中，因为阻力机械能总量会减小。假如没有阻力机械能总量应有什么特点？知5－讲关联结果(1)皮球落地弹起、秋千往复荡起的过程，克服阻力做功，导致机械能逐渐减小。(2)阻力越小，机械能总量减小得就越慢，如果没有阻力机械能总量就保持不变(理想化推理)。知5－讲2.机械能转化的特点(1)如果没有阻力作用，动能和势能相互转化时，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能总和保持不变，即机械能守恒。(2)生产、生活中，因各种阻力的存在，动能和势能转化时，机械能总和往往会逐渐减小，即机械能不守恒。知5－讲解题技巧对于机械能的转化和守恒，如果试题中没有明确不计空气阻力，往往就要考虑机械能的损耗，这时必须根据题中信息确认到底有没有阻力。知5－练[中考·乐山]如图10所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，例5知5－练不计空气阻力，下列说法正确的是(

)A．小球在B点动能最大B．小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能C．A、C两点速度大小不同D．小球机械能不守恒知5－练解题秘方：不计空气阻力，动能和势能转化过程中，机械能守恒。解析：B点为最低点，则小球在B点时速度最大，所以在B点时动能最大；小球从B点运动到C点，质量不变，高度变大，速度变小，则重力势能增加，动能减少，动能转化为重力势能；不计空气阻力，小球机械能守恒，则小球在A、C两点的机械能相等。知5－练A、C两点高度相等，重力势能相等。机械能等于动能和势能之和，所以A、C两点动能相等，根据动能大小的影响因素可知，A、C两点速度大小相同。答案：A知5－练5.[中考·南充]体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能_____(填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能；球在a、b、c、d四点中_____点的重力势能最大。等于b知5－练[中考·兰州]如图11所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，例6知5－练下列关于该过程的说法中正确的是(

)A.小球在左侧斜面向下运动时，重力势能全部转化为动能B.小球从P点向Q点运动的过程中，机械能