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物理 沪粤版
九年级上册
第十一章 机械功与机械能
11.4 认识动能和势能
新课引入
新课讲授
随堂练习
课堂小结
新课引入
做功和能量有什么关系？
湍急的流水能推动水车，对水车做功，流水具有能量。
拉开的弓将箭射出，弓对箭做了功，弓具有能量。
新课讲授
什么是能
知识点1
1. 概念：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. 单位：在国际单位制中，功的单位与能的单位都是焦（J）。
3. 物理意义：能量是表示物体对外做功本领大小的物理量，一个物体能够对外做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。
“物体能够对别的物体做功”表示物体具有做功的本领，不等同于正在对别的物体做功。
提醒
1. 动能：物体由于运动具有的能叫动能。
动能的大小跟哪些因素有关
知识点2
运动的钢球打在木块上，木块被撞走，钢球对木块做了功，钢球能够做功，表明钢球具有能量。
探究动能的大小跟哪些因素有关
1. 实验方法
（1）控制变量法：控制质量相同，探究动能大小与速度的关系；控制速度相同，探究动能大小与质量的关系。
（2）转换法：通过小球将纸盒推动距离的远近来反映小球动能的大小。
2. 实验过程
（1）如图所示，让同一小球分别从斜面上A处和B处滚下，观察哪种情况下小球将纸盒推得更远。
根据实验现象可知，质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。
（2）如图所示，让不同质量的小球先后从斜面上同一高度处滚下，观察哪个小球将纸盒推得更远。
根据实验现象可知，速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。
3. 实验结论：物体的动能跟质量和速度有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。
分析物体动能的变化时，必须同时考虑物体的质量和速度是否发生变化，尤其注意不要忽视质量的变化。例如，洒水车洒水、飞机空投物资时，质量会减小；扫地车将落叶等吸入车内，质量会增大。
提醒
势能的大小跟哪些因素有关
知识点3
1. 重力势能：物理学中把被举高的物体具有的能叫重力势能。
重锤可以对钉子做功，反映重锤具有重力势能；对钉子做功的多少，反映重锤重力势能的大小。重力势能是潜在的能量，在做功过程中才能释放出来。
2. 弹性势能
（1）定义：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。
（2）影响因素：弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。
3. 重力势能和弹性势能统称为势能。
变形的撑竿能对运动员做功
探究重力势能的大小跟哪些因素有关
1. 实验过程
（1）如图所示，让高处的重物下落，将小木桩打入沙中。
（2）先让同一个重物从不同的高度落下，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。
（2）用质量不同的物体分别从同一高度落下，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。
2. 实验结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。
机械能的转化
知识点4
1. 机械能：物体的动能和势能统称为机械能。
2. 动能与重力势能的转化
（1）动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增大。
（2）重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。
C
A
B
仔细观察小球摆动的情况，比较小球在点A、B和最低点C的势能和动能的情况。
小球从点 A 摆向最低点 C 时，高度越来越低，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；从最低点 C 摆向点 B时，高度越来越高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
3. 动能与弹性势能的转化
（1）动能转化为弹性势能的标志是速度减小，弹性形变增大。
（2）弹性势能转化为动能的标志是弹性形变减小，速度增大。
（3）动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。
如图所示，人从高处落到蹦蹦床的过程中，重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能；蹦蹦床发生弹性形变的过程中，动能减少，弹性势能增大，人的动能转化为蹦蹦床的弹性势能；蹦蹦床在恢复原状的过程中，蹦蹦床的弹性势能转化为人的动能；人离开蹦蹦床上升的过程中，动能转化为弹性势能。
4. 物体的动能与势能是可以互相转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。例如，由于存在着空气阻力的作用，使摆球每次上升的高度和到达最低点处的速度都逐渐减小，摆球的机械能减少。
5. 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。
课堂小结
随堂练习1
B
随堂练习2
D
随堂练习3
动
重力势
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