32机械能（课件）九年级科学上册（浙教版）

3.2机械能目

录动能势能能量转化典题解析了解动能的定义教学目标

明确势力的特点掌握动能和势能的转化综合性质利用机械能新课引入游乐园中的过山车从高处滑下时，它的运动速度不断增大，然后它又冲上另一个斜坡，速度就减小下来。过山车运动的速度为什么会发生这样的变化？

动能

动能物体由于运动而具有的能量叫做动能。飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有动能

动能流动的水、空气都能够推动发电机的叶轮转动。可见，流水、风也具有动能。一切做机械运动的物体都具有动能。

动能【实验】探究:“影响动能大小的因素”提出问题：动能大小跟什么因素有关？猜想与假设：动能大小可能跟物体的质量、速度有关设计实验：遵循控制变量法，改变质量和速度（1）控制m相同，改变物体的v（物体的高度），研究物体的动能跟物体v的关系；（2）控制v相同，改变物体的m，研究物体的动能跟物体m的关系；

动能进行实验：①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S1；②让质量为2m，体积为V小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S2；【实验现象】质量为2m的小球，推动的距离比质量为m的小球，推动的距离远【实验结论】运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。

动能进行实验：①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S1；③让质量为m，体积为V小球从高度为2h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S2；【实验现象】高度为2h的小球，推动的距离比高度为h的小球，推动的距离远【实验结论】质量相同的物体，速度越大，动能越大。

动能实验现象：A.同样质量的小球，在斜面上放的越高，从斜面滚下将木块推动的越远B.不同质量的小球，在斜面上相同位置下落，质量重的物体从斜面滚下将木块推动的越远实验结论：物体的动能大小跟物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

势能

势能高空抛物高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。它曾与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。高空抛物，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。为什么高空抛物会带来如此严重的危害呢？

势能

过山车能够从轨道的最高处飞驰而下，这是因为其他机械装置把过山车拉到轨道最高处的过程中，给过山车储存了能量。物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能释放出来

势能【实验】探究:“影响势能大小的因素”提出问题：势能大小跟什么因素有关？猜想与假设：势能大小可能跟物体的质量、高度有关设计实验：遵循控制变量法，改变质量和高度（1）控制m相同，改变物体的高度，研究物体的势能跟物体h的关系；（2）控制h相同，改变物体的质量，研究物体的势能跟物体m的关系；

势能进行实验：①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S1；②让质量为2m，体积为V小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S2；【实验现象】质量为2m的小球，推动的比质量为m的小球推动的更深【实验结论】高度相同的物体，质量越大，势能越大。

势能进行实验：①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S1；②让质量为m，体积为V小球从高度为2h的斜面，自由下落，记录木块被小球撞击移动的距离S3；【实验现象】高度为2h的小球，推动的比高度为h的小球推动的更深【实验结论】质量相同的物体，高度越高，势能越大。

势能实验现象：A.同样质量的小球，从不同位置下落，高度高的小球撞击形成沙坑的深度越深B.不同质量的小球，从相同位置下落，质量大的小球撞击形成沙坑的深度越深实验结论物体的势能大小跟物体的质量和高度有关。质量相同的物体，高度越高，它的势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的势能也越大。

弹性势能（1）射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量，网球拍击打网球时，网球拍发生变形，从而储存了能量.（2）当这些物体恢复原状时也会释放出能量。物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能动能和势能的转化动势能的转化物体的动能和弹性势能也可以相互转化。当拉长橡皮筋时，橡皮筋就储存了弹性势能。放手后橡皮筋就会飞出去，橡皮筋的动能就是由绷紧的橡皮筋的弹性势能转化而来的。动能和势能之和称为机械能。大量事实表明，动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说机械能守恒。被拉到高处的过山车具有重力势能，当它沿轨道飞驰而下时，将储存的重力势能释放出来，转化为动能，从而让人产生惊心动魄的感觉

动势能的转化如图，用细绳把摆锤悬挂起来：（一）将摆锤拉到某一高度后放手。在摆锤向下摆动过程中，摆锤的位置变低，重力势能变小，速度变大，动能变大（二）在摆锤向上摆动过程中，摆锤的位置变高，重力势能变大，速度变小，动小能变小。

动势能的转化滚摆上升时:速度减小，所以动能.减小高度增大，所以重力势能增大-----动能转化重力势能滚摆下降时:高度减小，所以重力势能减小;速度增大，所以动能增大-----重力势能转化成动能。

动势能的转化把金属小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能量？小球在滚动过程中能量如何转化？A点B点C点D点势能动能动能、势能动能、势能势能→动能动能→势能势能→动能

动势能的转化动能和势能的相互转化有着广泛的应用。（1）撑杆跳高运动员在起跳前进行一段助跑，获得大量的动能。（2）起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，动能转化为运动员的重力势能和撑杆的弹性势能。（3）当上升到一定高度时，动能减小到最小值。（4）此后，弹性势能不断释放，促使运动员不断上升，同时重力势能不断增加（5）当运动员越过槟杆下落的过程中，他的重力势能又被转化为动能。

典题解析【答案】D【详解】A.重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，故A不符合题意；B.动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符合题意；CD.机械能等于动能与势能之和，物体的动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意。故选D。【典型例题1】如图，在北京2022年冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（）A.重力势能不变B.动能增大C.机械能不变D.机械能增大【答案】C【详解】AB．因为是光滑斜面，所以物体在下滑过程中不受摩擦力作用，机械能是守恒的，即物体在下滑过程中能量不变，故AB错误；CD．物体在平台上，重力势能是一定的，不管从哪侧滑下，都是将物体的重力势能转化为动能，由于斜面光滑，没有转化成其他形式的能，所以物体滑到斜面底的动能是相等的，所以速度是相等的。故C正确，D错误。故选C。【典型例题2】如图所示，一物体从平台上分别沿左右两侧的光滑斜面由静止开始下滑到底端。下列说法正确（）A．物体在下滑过程中能量是不断减少的B．物体在下滑过程中能量是不断增加的C．该物体从左侧下滑到底端时的速度等于从右侧下滑到底端时的速度D．该物体从左侧下滑到底端时的速度大于从右侧下滑到底端时的速度【典型例题3】如图两个相同实心小球以样的速度分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从点到达点的过程中，小球的动能_____。小球通过甲弧槽的时间_____小球通过乙弧槽的时间。（填“大于”“小于”或“等于”）【答案】先增大后减小小于【详解】在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最低点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端（B点）时，速度减小为初速度v；在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力