沪粤版九年级物理 11.4 认识动能和势能（学习、上课课件）

11.4认识动能和势能第十一章机械功与机械能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的转化机械能转化的特点知识点能量知1－讲1如图1所示，发生形变的跳板、被拉开的弓、升高的重锤、流动的水，都能对其他物体做功。知1－讲我们如何描述物体能够对外做功的这种能力呢？1.定义一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能。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。3.

单位能的单位就是功的单位，国际单位是J(焦耳)。知1－讲方法点拨转换法理解能一个物体是否具有能量，具有能量的多少，是不能直接观察或测量的。通过转换法，我们利用物体能对外做功的多少来反映或测量物体具有能量的多少。知1－讲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，激流对石头做功,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.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做动能。一切运动的物体都具有动能。知2－讲2.探究动能的大小跟哪些因素有关(1)探究动能大小和速度大小的关系实验设计：如图2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。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。分析论证：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，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(2)探究动能大小和质量大小的关系实验设计：如图3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，撞击置于水平面上的纸盒，观察纸盒移动距离的长短。知2－讲实验现象：质量较大的小球，推动纸盒移动的距离长。分析论证：斜面上同一高度由静止开始滚下的小球到达水平面的速度相同。质量越大的小球推动纸盒移动的距离越长，表明质量越大的小球的动能越大。实验结论：速度相同的物体,质量越大,它具有的动能就越大。知2－讲总结：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－讲方法点拨控制变量法：选取质量相等的小球，让小球从斜面的不同高度由静止滚下，从而控制小球撞击纸盒的速度不同，即质量相同时，改变速度进行对比实验。转换法：通过纸盒移动的距离来比较小球动能的大小。知2－讲易错提醒影响动能的因素有质量和速度，描述动能和质量(或速度)的关系时，注意控制变量的思想。例如，不能说“质量越大，动能越大”，应该说“速度相同时，质量越大，动能越大”。知2－练[滁州模拟]如图4是“探究物体的动能跟物体的质量、速度关系”的实验装置图。例2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)实验中通过观察木块B____________来判断钢球A动能的大小，这种物理研究方法叫________(填“控制变量法”或“转换法”)。解析：实验中，通过比较木块B移动的距离来比较钢球A动能的大小，物理学上称这种实验方法为转换法。移动的距离转换法知2－练(2)在探究动能与速度的关系时，让同一钢球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时的速度越____(填“大”或“小”)，木块B被撞得越远。该实验的结论是_____________________________。大质量相同时，速度越大动能越大知2－练解析：钢球A放置位置越高，钢球A由静止滚动到水平面的速度越大，将木块B撞击得越远，这表明动能的大小与速度有关，质量相同时，速度越大动能越大。知2－练(3)为了探究动能与质量的关系，要选择两个质量_______(填“相同”或“不同”)的钢球，并让它们分别从同一斜面的______(填“相同”或“不同”)高度处由静止开始滚下。解析：在探究动能与质量的关系时，需要控制速度不变，将质量不同的钢球从同一斜面的相同高度由静止滚下，滚到水平面的速度相同。不同相同知2－练2.[中考·潍坊]为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、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的斜槽上滚下，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______(填选项前的字母)。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：____________________。不能增大斜面的倾斜程度知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：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。知3－讲(2)弹性势能：物体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、橡皮筋等弹性物体而言，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。知3－讲深度理解重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不仅有重力势能，还具有其他形式的能。知3－讲2.探究重力势能和质量、高度的关系实验设计：(1)先让同一个重物从不同的高度自由落下,打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。(2)用质量不同的重物分别从同一高度自由落下,打击小木桩,观察和比较小木桩被打入沙中的深度。知3－讲实验现象：(1)相同质量的物体，从较高位置自由下落时，木桩陷入沙中深度大。(2)从相同高度自由下落，质量较大的物体打击木桩陷入沙中深度大。知3－讲实验结论：(1)质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。(2)高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。总结：物体的重力势能大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越大,具有的重力势能就越大。知3－讲易错提醒影响重力势能的因素有质量和高度，描述重力势能和质量或高度的关系时，需要质量和高度全盘考虑。例如，不能说“质量越大，重力势能越大”，应该说“高度相同时，质量越大，重力势能越大”。知3－练[兰州期中]如图6所示是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程。(容器中装有沙子，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：对于不同于教材实验的实验探究题，既要注意将其和教材中的探究实验相比较，基于试题和教材内容的异同分析推理，还要注意运用实验探究的基本方法。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，需控制物体释放的高度相同，由图知，乙、丙符合此条件。结论是当高度一定时，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质量的关系。知3－练(3)本实验是通过________________________来判断重力势能大小的，这是物理探究过程中较常用的______法。桌腿在沙子中下陷的程度转换解析：在此实验中，通过观察桌腿陷入沙子中的深度来比较各铁块重力势能的大小，这种方法叫做转换法。知3－练3.[北京顺义区期中]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(m钢＞

m玻)的小球。知3－练(1)如图甲所示，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，由图可知，实验的自变量是___________，控制不变的量是________________。小球的质量小球释放的高度知3－练(2)如图乙所示，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，据图得出结论：当______相同时，重力势能与______有关。质量高度知4－讲知识点机械能的转化41.机械能动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。例如，空中客机具有动能和重力势能；瀑布的水具有重力势能和动能。知4－讲深度理解动能、重力势能和弹性势能是机械能的三种形式，分别起因于物体的运动、举高和弹性形变。知4－讲2．动能和重力势能的转化如图7所示，将摆球从A点静止释放，摆球在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B位置的过程中，什么能转化为什么能？知4－讲论证结果(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－讲总结：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如图8所示，让小球从斜面滚下，撞击弹簧片。小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，小球的动能如何变化？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？小球的动能如何变化？什么能转化为什么能？知4－讲论证结果(1)小球的动能减小，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，小球的动能增大，弹性势能转化为动能。知4－讲总结：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－讲关联思考小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？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。例如，运动的小球对弹簧片的作用力使弹簧片因形变而具有弹性势能，动能转化为弹性势能；形变的弹簧片对小球的作用力使小球因运动而具有动能，弹性势能转化为动能。知4－讲知识拓展：机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。水力发电是水的机械能转化为电能；电动机工作时，是电能转化为机械能。知4－练[中考·南通]下列四个情境中，属于动能转化为势能的是(

)A.拉弓放箭

B.踩板下滑

C.秋千上摆

D.弹簧拉车例4知4－练解题秘方：能量转化方向由减少的那种能量转化为增加的那种能量。解析：拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能；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]如图，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9)。游乐场荡秋千的场景(如图10)。知5－讲描述现象：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，由于阻力，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，机械能总量的减小就越慢，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，由于各种阻力的存在，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－练[合肥二模]如图11所示，在一根细绳一端拴一个小球，绳子的另一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到A处，松手后使它摆动起来，B点为摆动过程中的最低点，C为右侧最高点，不计空气阻力，例5知5－练则小球在摆动过程中，下列说法正确的是(

)A.小球运动到最低处B时的动能最小B.小球从B运动到C的过程中重力势能转化为动能C.小球运动到右侧的最高点C比A点的位置高D.小球在摆动过程的任一位置机械能守恒知5－练解题秘方：不计空气阻力，动能和势能的转化过程中，机械能守恒。知5－练解析：小球运动到最低处B时，速度最大，动能最大，故A错误；小球从B运动到C的过程中，速度减小、高度增加，动能转化为重力势能，故B错误；不计空气阻力，小球的机械能守恒，小球运动到右侧的最高点C与A点的位置等高，故C错误；不计空气阻力，小球在摆动过程中只有动能和势能的相互转化，小球在任一位置的机械能都守恒，故D正确。答案：D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”)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12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