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第2节 机械能（第1课时）
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化 ②了解动能和势能的影响因素；
【教学目标】
1.科学观念:能描述动能、势能的概念及影响因素。
2.科学思维:通过对实验现象的观察和分析,培养观察、分析、归纳、概括等能力；能利用动能、势能的初步知识理解、分析简单的实际问题。
3.探究实践:能设计简单的实验方案探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关；通过设计实验并进行实验,培养实验设计能力和动手操作能力。
4.态度责任:树立科学的探究品质和创新精神,有将知识应用于生活的意识；在实验过程中,激发学习兴趣和探索精神,树立大胆质疑的科学精神；通过基本的科学探究过程,形成尊重事实、探索真理的科学态度。
【教学思路】本课时主要学习动能和势能的概念以及影响因素,影响动能大小的因素有物体的质量和运动的速度,质量越大,运动速度越大,则物体的动能越大。势能包括重力势能和弹性势能,影响重力势能大小的因素是物体的质量和物体被举高的高度,物体的质量越大,被举得高度越高,则其重力势能越大;影响弹性势能大小的因素是物体的形变程度,在一定限度内,物体的弹性形变越大,则其弹性势能越大。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 游乐园中的过山车从高处滑下时,如图所示，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。 在轨道上运动的过山车具有能量，具有哪种形式的能？ 过山车运动的速度为什么会发生这样的变化？ 由惊险刺激的过山车引出课题，激发学生的兴奋点。
动能 　[情景展示1] [问题探究] 流水可以发电,风能推动风车,图中情景,他们具有什么共同特征 [思考交流] [归纳提升] 都在做运动。物体由于做机械运动而具有的能叫作动能 。 [情景展示2] [问题探究] 动能的大小和什么因素有关 [思考交流] [归纳提升] 质量一定时,速度越大,物体的动能越大;速度一定时,质量越大,物体的动能越大。 学习中强调“储存能量” 引导学生设计实验、进行实验、得出结论，培养学生的探究能力。
势能 [问题探究] 高山上的石头、被举高的铁锤、从高楼扔下的物体等,它们具有什么共同特征 [思考交流] [归纳提升] 都有一定的高度。物体由于被举高而具有的能量叫作重力势能。 [情景展示] [问题探究] 被举高的物体储存有一定的重力势能,当它下落时会将重力势能释放出来。结合活动说明重力势能的大小跟哪些因素有关。 [思考交流] [归纳提升] 物体的质量越大, 被举得越高, 具有的重力势能就越大。 [继续探究] 本活动中通过什么来显示物体具有的重力势能大小 为什么让同一小球从不同高度自由落下 为什么让不同小球从同一高度自由落下 以上分别体现了探究科学问题时的哪些方法 [思考交流] [归纳提升] 本活动中通过金属小球所撞出沙坑的深度和大小来显示物体具体有的重力势能大小。让同一小球从不同高度自由落下是为了控制小球的质量相同从而探究重力势能与高度的关系。让不同小球从同一高度自由下落是为了控制小球的高度相同从而探究重力势能与质量的关系。以上分别体现了转换法、控制变量法。 要像科学家那样去探究，从探究中获得新知。 引导学生探究的科学方法：转换法和控制变量法。
认识弹性势能 [情景展示] [问题探究] 弓拉得越满,箭射得越远,球拍击打网球越用力,网球飞得越远,这些说明了什么 [思考交流] [归纳提升] 物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。弹性势能的大小跟物体形变的大小有关,物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。 课后完成橡皮筋弹纸团的活动，保持学习的兴趣。
课堂小结
板书
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第2节 机械能（第1课时）
考试这样考
类型一　动能
角度1：动能的判断
1.下列物体中具有动能的是 (　　)
A.转动的砂轮 B.阳台的花盆 C.拉弯的弓箭 D.压缩的弹簧
角度2：探究动能大小的影响因素
2.如图所示的是课本中研究动能跟哪些因素有关时所画的实验情况示意图，以下对此实验的
分析中正确的是（ ）
A.a图说明：质量相同的小球从斜面上不同高度处滚下到水
平面上时，速度相同
B.b、c两图说明：当物体质量相同时，速度大的物体具有的
动能大
C.a、b两图说明：当物体质量相同时，速度大的物体具有的
动能大
D.a、c两图说明：当物体质量相同时，速度大的物体具有的动能大
类型二 重力势能
角度1：重力势能的判断
3.以下列举实例具有重力势能的是（ ）
A.赛跑中的运动员 B.固定在墙上的壁灯 C.拉伸的弹簧 D.静坐在操场的同学
角度2：探究重力势能的影响因素
4.在探究重力势能与什么因素有关时,同学们提出如下猜想:重力势能的大小可能与物体的
质量有关,也可能与物体的高度有关。下面是甲同学和乙同学关于这个探究的实验设计。
甲:让质量均为m的两个物体,从不同高度下落插入
沙坑中的木桩上。
乙:让质量为m和2m的两个物体,从同一高度下落插
入沙坑中的木桩上。
实验发现B比A深,D比C深,如图所示。请回答下列
问题。
（1）要探究重力势能与高度的关系应选用　　　　(填“甲”或“乙”)的实验设计。
（2）游乐场的过山车在开始运行时,会利用机械装置将车体推到轨道最高点,其目的
是 　。
类型三　弹性势能
角度1：弹性势能的判断
5.“停课不停学”期间,一同学在家利用臂力棒锻炼身体，如图所示压弯臂力棒停留在空
中，则臂力棒（　　）
A.只具有重力势能 B.只具有弹性势能
C.具有动能和弹性势能 D.具有弹性势能和重力势能
角度2：弹性势能的影响因素
6.下列关于弹性势能的说法中正确的是( )
A.橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大 B.弹簧越长，它具的弹性势能越大
C.弹簧的弹性越大，它具的弹性势能越大 D.弹性势能与物体的形变量有关
类型四 学科综合
7.如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。
（1）从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”、“变小”或“不变”），
原因是小球受到___________力的作用。
（2）此装置还可以探究关于能量的问题是 。
（3）若实验时小球滚出水平面外，则可以采用 方法继续实验。
类型五 拓展创新
8.将普通塑料水管进行改装,能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度,再将塑卷
水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，
静止释放。观察并记录 滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，
将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。
能力提升训练
1.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖
直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止
在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L
都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量mA＜mB。
（1）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：　 　。
（2）图乙中小球B到达竖直位置时的速度　　 （填“大于”、“小于”或“等于”）
图丙中小球B到达竖直位置时的速度。
（3）若水平面绝对光滑，该实验还能得出结论吗？　　 ，理由是：　 　。
2.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图，雨滴在t1～t3三
个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质
量变化，则动能的大小关系是（　　）
A.E1＜E2＜E3 B.E1＞E2＞E3
C.E1＜E2＝E3 D.E1＝E2＜E3
参考答案
考试这样考
1.A 2.B 3.B
4.(1)甲(2)增大过山车的高度,使过山车具有较大的重力势能
5.D 6.D
7.（1）变小 摩擦力 （2）动能与速度的关系 （2）减小球的高度
8.速度大小 将一钢球从管②的一口放入后,静止释放,观察滑块被撞击后移动的距离;取出钢球,将滑块移回原位,将另一质量不同的钢球从同一个口放入,重复实验。
能力提升训练
1.（1）速度相同时，质量越大，动能越大；
（2）小于 质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）不能。光滑时木块停不下来，永远做匀速直线运动
2.C
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第2节 机械能
（第1课时）
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
②了解动能和势能的影响因素；
能描述动能、势能的概念；能设计简单的实验方案探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关
能描述动能、势能的概念；
创设情境
游乐园中的过山车从高处滑下时,如图所示，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。
在轨道上运动的过山车具有能量，具有哪种形式的能？
过山车运动的速度为什么会发生这样的变化？
探究实践
在轨道上运动的过山车具有能量。流动的空气、流动的水和飞行的小鸟都具有能量。
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
一切做机械运动的物体都具有动能。
物体的动能大小跟那些因素有关呢？
探究实践
探究实践
活动
1．如图 3-11所示，放在斜面上某一高度处的小钢球 A 滚下时，撞击水 平面上的木块 B，并将木块 B 推出一段距离。
木块B 被推出的距离越远，说明小钢球A的动能越大。
用木块被推出的距离来表示小钢球的动能大小。
研究对象是小钢球
木块被推出的距离
科学方法是转换法
探究实践
2．让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下， 比较木块被小钢球推出的距离大小
活动
“同一个小钢球”能保持质量相同。
“不同的高度”可以让小钢球在斜面底端获得不同速度。
科学方法是控制变量法
现象：
高度大的，木块被小钢球推出的距离大。
结论：
质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。
探究实践
活动
3．让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面 滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
“不同质量的小钢球”
“相同的高度”可以让小钢球在斜面底端获得相同速度。
现象：
质量大的，木块被小钢球推出的距离大。
结论：
运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
探究实践
大飞机“害怕”小飞鸟
当鸟与飞机相对而行时，虽然鸟的速度不是很快，但是飞机飞行的速度很快，这样对于飞机来说，鸟的速度就十分快了。速度越快，小鸟的动能也越大，撞击的力量就会越强。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以一只小小的鸟也能变成击落飞机的“炮弹”。
决定动能大小的因素：
（1）物体的质量(m)（2）物体的运动速度(v)
物体的运动速度影响动能更大！
探究实践
思考与讨论
1．图中的汽车和摩托车，哪一个动能大？
汽车和摩托车的速度相同，汽车的质量大于摩托车质量，因此汽车的动能大于摩托车的动能。
2．在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的限制速度是不同的？
运动速度相同的汽车，汽车的质量越大，动能也越大；汽车的动能越大，在短时间内越不容易刹车停下。所以大型客车的限制速度比小型客车更小。
探究实践
过山车能够从轨道的最高处飞驰而下：
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。
轨道最高处的过山车储存了一定的重力势能，当它飞驰而下时会将重力势能释放出来。
其他机械装置把过山车拉到轨道的最高处，给过山车储存了能量。
重力势能大小跟哪些因素有关呢？
探究实践
重力势能大小跟哪些因素有关？
探究实践
活动
1．在一个铝盘中放入约 2 厘米厚的细沙。
2．取大小不同的金属小球。
3．将一根米尺竖直立在细沙上，把金属小球
拿到某一高度自由释放，如图 3-13 所示 , 记录这
一高度。
4．把金属小球从沙中拿出，观察被金属小球
所撞出的沙坑深度和大小， 并将结果记录下来。
金属球的重力势能大小通过陷入沙中深度来反映。
科学方法是转换法
“自由释放”是由静止释放，初速度为零。
“细沙”取材容易、形变明显，易观察。
探究实践
保持物体的质量相同，改变下落高度自由释放。
保持物体的下落高度相同，改变物体的质量。
科学方法是控制变量法
5．抹平盘中的沙，从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察并将结果记录下来。
6．抹平盘中的沙，从相同的高度自由释放不同质量的金属小球，观察并将结果记录下来。
活动
7．比较观察结果，被金属小球所撞出的沙坑深度和大小跟金属小球的质量和下落的高度有什么关系？
探究实践
实验结论，决定重力势能大小的因素：
（2）物体的位置高度(h)：相同质量时，高度越大，重力势能越大。
（1）物体的质量(m):相同高度时，质量越大，重力势能越大；
用大小、形状相同的A、B、C3个金属球分别从距离沙表面某高度处静止释放。实验数据记录：
实验序号 金属球代号 金属球质量/g 下落高度h/m 陷入沙中深度s/m
1 A 200 0.4 0.1
2 B 400 0.4 0.2
3 C 200 0.8 0.2
活动
探究实践
你能解释“禁止高空抛物”的科学道理吗？
物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
探究实践
射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量，如图所示。网球拍击打网球时，网球拍发生变形，从而储存了能量，如图所示。撑杆跳高时弯曲的撑杆，储存了能量。
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
弹性形变的物体储存了弹性势能。
当这些物体恢复原状时也会释放出储存的能量。
探究实践
弹性势能大小跟哪些因素有关呢？
弹性势能的大小跟物体形变的大小有关。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
使弓的形变越大，箭就射得越远。
网球拍形变越大，网球会飞得越远。
撑杆的弯曲程度越大，运动员跳的越高。
探究实践
用橡皮筋发射纸子弹怎样让小纸团弹得更远？
（1）橡皮筋拉开5厘米左右，观察子弹飞 出的距离。
（2）橡皮筋拉开10厘米左右，观察子弹飞出的距离。
活动
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
探究实践
蹦床为什么能把运动员弹起一定高度？
课堂小结
机械能
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
影响因素：质量和速度
势能
重力势能
定义：物体由于被举高能量而具有的
弹性势能
影响因素：质量和被举高的高度
定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量
影响因素：弹性形变程度
迁移应用
1.下列物体具有哪种能：
A.拉长的弹簧具有___________。
B.水库大坝上游的水具有__________。
C.桌子上的茶杯具有___________。
D.正在爬坡的汽车具有________________。
E.在空中飞行的小鸟具有________________。
弹性势能
重力势能
重力势能
动能和重力势能
动能和重力势能
2.下列现象中，动能和势能都增加的是（　 ）
A.被玩具枪水平射出的子弹
B.加速冲下山坡的汽车
C.上升越来越快的氢气球
D.平直轨道上行驶的火车
C
板书设计
第2节 机械能（第1课时）
谢谢
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