2024年秋初中科学九年级上册同步课件（浙教版）3.2.2机械能

第3章能量的转化与守恒2.2机械能1学习目标2课时导入3感悟新知4随堂检测5课堂小结动能和势能的相互转化机械能守恒动能和势能的相互转化的广泛的应用激流勇进是一种常见的水上机动游乐设备，游客们在一定安全装置的束缚下，沿着被设计好路线的水道漂行。如图其间通常会有至少一次瞬时跌落的过程，使人紧张刺激，产生惊心动魄的感觉。你知道在跌落的过程中发生的能量转化吗？如图在最高处时具有较大的重力势能和较小的动能，当运动到最低处时，重力势能转化为动能。今天我们通过几个实验来研究一下动能和势能的相互转化。知识点动能和势能的相互转化1如图所示，用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。用频闪照相技术拍摄的摆锤运动的情景。研究摆锤的摆动1．单摆实验在摆锤向下摆动的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？摆锤向下摆动的过程中，重力势能减小，动能增大。在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，动能减小，重力势能增大。2．滚摆实验如图所示，把一个滚摆悬挂起来。用手捻动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。在滚摆下降的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？当滚摆上升的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？在滚摆下降的过程中，重力势能减小，动能增大；当滚摆上升的过程中，重力势能增大，动能减小。视频：滚摆在上、下运动3．高处滚下的小球实验如图所示，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。(1)小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能量？ACDBA点具有:重力势能；B点具有动能

；C点具有重力势能、动能；D点具有重力势能。(2)小球在滚动过程中能量如何转化？ACDB小球在滚动过程中由重力势能转化成动能，再由动能转化成重力势能。4.橡皮筋拉长实验把橡皮筋拉长，然后放手，会发生什么现象？为什么？参考答案：把橡皮筋拉长，然后放手后橡皮筋就会飞出去。这是因为当拉长橡皮筋时，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。5.请分析蹦蹦杆中能量转化蹦蹦杆是依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧，这样原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中。跃起时弹性势能被释放出来，弹性势能转化为重力势能和动能，人就会向上跳跃。思考讨论2：如果忽略空气阻力和摩擦力摆锤和滚摆上升时都能达到原来的高度吗？如果忽略空气阻力和摩擦力，就没有能量损失，所以摆锤和滚摆能达到原来的高度。思考讨论1：通过上述实验说明什么问题？通过上述实验说明物体的动能和势能可以相互转化。1.机械能物体有时既具有动能又具有势能。例如:起重机吊起重物过程中，重物因运动而具有动能，又因离地面有一定高度而又有重力势能。机械能：动能和势能统称为机械能。知识点机械能守恒22.机械能守恒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。摆锤的摆动，滚摆的运动，如果没有空气摩擦阻力，只有动能和势能的相互转化，则机械能守恒，那么摆锤和滚摆每次都能上升到原来的高度。思考与讨论在上述活动中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。那么，机械能为什么会减少呢？参考答案：摆锤和滚摆在上下摆动过程中与空气发生摩擦，不断消耗机械能，所以机械能减小，则所以高度都在减小，最后会停在最低点。思考讨论：分析游乐场中的过山车人在最高点、最低点和中部位置时，重力势能和动能的大小及其相互转换情况。参考答案：人在最高点重力势能最大，动能最小，最低点重力势能最小，动能最大。由最高点向中部转动的过程中动能增大重力势能减小，由最低点向中部位置转动的过程中，动能减小重力势能增大。总之过山车下降：重力势能——动能上升:动能——重力势能。1.撑杆跳高撑杆跳高运动员在起跳前进行一段助跑，获得大量的________。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_____________和撑杆的___________。动能重力势能弹性势能知识点动能和势能的相互转化的广泛的应用3当上升到一定高度时，动能减小到最小值。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，如图所示。当运动员越过横杆下落的过程中，他的__________又被转化为________。重力势能动能2.水力发电中的能量转化上游库区的水（势能）采水口水落下（动能）水轮机转动（做功）水轮机的叶轮在水力发电站，被大坝拦住的上游水积蓄了大量的_______。当这些水通过坝中的水管向低处流动时，势能转化为______。而流动的水冲击水轮机的叶轮，又将________传递给水轮机，进而带动发电机发电，再转化为_______。势能动能动能电能如图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。卫星在近地点的速度较大，在远地点的速度较小，那么，卫星从近地点运动到远地点的过程中，它的动能和势能如何变化？思考与讨论近地点地球远地点卫星卫星从近地点运动到远地点的过程中，高度增大，势能增加，远地点的速度较小，动能减小。1.[2023·杭州]小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落。不计空气阻力，小球从离开手到落回手中之前的过程中，其能量变化是(

)A.动能先增大后减小

B.势能先减小后增大C.机械能先减小后增大

D.机械能保持不变D【点拨】当小球上升时，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，动能转化为重力势能。当小球下降时，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。因此小球的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误。由于不计空气阻力，机械能没有损失，所以机械能保持不变，故C错误，D正确。2.如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。下列物块的相关科学量随时间变化的图像中，正确的是(

)B