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第一节 机械能
北师大版九年级全一册（2024）
第十章 机械能、内能及其转化　
子弹　　 靶子　　 击中
链球　 能将地面 砸出坑
拉紧的弓　 能把箭　 弹射出去
　　
物体 能够对外 做功
子弹
拉紧的弓
链球
具有能量
任务一：能量
任务一：能量
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。简称能，通常用符号E表示
能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
观察与思考
流动的空气对 ( )做功
叶片
流动的河水对 ( )做功
运动的锤子对 ( )做功
水车
钉子
任务二：动能
一
空气、河水、锤子的能量从何而来？
动能的概念
1
动能：物体由于运动而具有的能。
一切运动的物体都具有动能。
任务二：动能
一
奔跑的运动员 行驶的汽车 飞行的小鸟 滚动的足球
射出的子弹
探究影响动能大小的因素
2
问题：动能的大小与哪些因素有关？
打篮球、踢足球时，你最怕被什么样的对手撞到？
高速向你飞来的实心球和乒乓球，你躲哪一个？
高速运动的载重汽车为什么非常危险？
质量 速度
义务教育教科书 物理 九年级全一册
任务二：动能
通过测量小木盒被推动的距离来比较小球的动能大小。
2.探究影响动能大小的因素
斜面与水平面平滑连接，在水平面上静置一个小木盒。让小球从斜面上由静止释放，并钻入小木盒中。小木盒被推得越远，说明小球对小木盒做的功就越多，小球的动能就越大。
转换法
钢球在斜面的位置越高其到达水平面时的速度就越大，木盒被推动的距离就越 。说明钢球对木盒做的功越 。
动能
一
探究影响动能大小的因素
2
实验探究一：探究动能与运动速度的关系(质量相同)。
操作：让同一钢球沿同一斜面从不同高度处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木盒,测量比较木盒在水平面运动的距离;
多
远
实验结论
当物体质量相同时，物体运动速度越大，动能越大。
动能
一
探究影响动能大小的因素
2
实验探究二：探究动能与质量的关系（运动速度相同）。
操作：让不同质量的钢球沿同一斜面从同一高度处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木盒,测量比较木盒在水平面运动的距离。
钢球同一高度滚下，物体质量越大，木盒被撞得越 。
远
实验结论
当物体运动速度相同时，物体质量越大，动能越大。
探究影响动能大小的因素
2
动能
一
实验视频
分析数据，你得出了什么？
探究影响动能大小的因素
2
结论：大量实验表明，物体动能的大小与物体的质量和运动速度大小有关。物体的质量越大，运动速度越大，它的动能就越大。
判断因素是质量m 和速度V，如果一个物体的质量和速度都没有发生变化，物体的动能就不变。
动能
一
如何判断物体动能的变化呢？
思考
探究影响动能大小的因素
2
动能
一
答:物体的速度大,动能就大,因惯性容易发生交通事故产生的伤害会更大。
答：大客车及货车质量大，动能就大，所以限速要比小汽车的低。
2. 为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？
1. 为什么要对机动车的行驶速度进行限制？
探究影响动能大小的因素
2
动能
一
交流讨论
重力势能
1
如图所示，夯式打桩机的重锤由高处落下时能将下面放置的物体(水泥桩）打入地里;高空坠物会对地面的车辆造成损害，长江三峡大坝使上游的水位比下游高出一百多米，从高处流下的江水可以冲击水轮机发电。
观察与思考
重锤、高空坠物和江水都做功，都具有能量。
任务三：势能
重力势能的大小与什么因素有关呢？
重力势能定义：受到重力作用的物体被举高具有的能，这种能叫作重力势能。
重力势能
1
势能
二
提示：
高空坠物非常危险我们既要当心高空坠物又要杜绝高空抛物。
观察思考
重力势能
1
物体的重力势能大小跟什么因素有关呢？
重力势能的大小可能与物体 和 有关。
释放高度
质量
如何设计实验探究得出重力势能与物体的高度和质量之间的关系？
任务三;势能
1、如何比较物体重力势能的大小？
让铁块从某一高度由静止释放落在小桌上，通过比较小桌被砸后桌腿陷入细沙的深度来比较铁块对小桌做功的多少？
转换法
2、实验如何进行？
任务三：势能
重力势能
1
实验探究一：探究重力势能与释放高度的关系(质量相同)。
操作：将同一个铁块拿到不同的高度让其自由下落，撞击小塑料桌，观察每次小塑料桌下陷的深度。
同一铁块释放高度越高，小塑料桌下陷的深度越 。说明铁块对小桌所做的功越 。
实验结论
当物体质量相同时，物体释放高度越高，重力势能越大。
深
多
势能
二
重力势能
1
实验探究二：探究重力势能与质量的关系(高度相同)。
操作：将不同的铁块拿到相同的高度让其自由释放，撞击小塑料桌，观察每次小塑料桌下陷的深度。
铁块同一高度落下，铁块质量越大，小塑料桌下陷的深度越 。说明铁块对小桌所做的功越 。
实验结论
当物体释放高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。
深
多
结论：大量实验表明，物体重力势能的大小与物体的质量和所处位置的高度有关。物体质量越大，所处位置越高，物体的重力势能就越大。
分析数据，你得出了什么？
判断因素是质量m 和高度h。如果一个物体的质量和高度都没有发生变化，则它的重力势能也就不变。
重力势能
1
势能
二
如何判断物体重力势能的变化呢？
思考
弹性势能
2
被压弯的跳板对人做功
被压缩了的蹦床对人做功
势能
二
观察与思考
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。
被压弯的弓对箭做功
弹性势能的大小与什么因素有关呢？
弹性势能
2
势能
二
实验视频
实验探究一：探究弹性势能大小与弹性形变大小的关系(材料相同)。
当物体材料相同时，物体弹性形变越大，弹性势能越大。
实验结论
物体的弹性势能大小跟什么因素有关呢？
提出问题
弹性势能的大小可能与物体 和 有关。
猜想假设
实验设计
压缩弹簧后释放。
控制变量法
1.以弹簧为例，如何让弹簧具有弹性势能？
2.如何比较弹簧弹性势能的大小？怎么研究这些因素呢？
把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离。
转换法
弹性形变大小
形变物体的材料
弹性势能
2
势能
二
势能
二
弹性势能
2
实验视频
实验探究二：探究弹性势能大小与材料的关系(弹性形变相同)。
实验结论
当物体弹性形变相同时，弹性势能跟物体材料有关。
分析数据，你得出了什么？
结论：大量实验表明，物体弹性势能的大小跟弹性形变的大小和形变物体的材料有关；材料相同时，弹性形变程度越大，弹性势能越大。
如果一个弹性材料的这两个因素都没有发生变化，则此物体的弹性势能也就不变。一般弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹性势能为零。
弹性势能
2
势能
二
如何判断物体弹性势能的变化呢？
思考
势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
【动能和势能的区别】
物体由于运动
而具有的能量
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
物体由于发生弹性形变而具有的能量
质量和速度
质量和高度
弹性形变程度
都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领，单位都是焦耳（J）。
动能和势能的区别
3
势能
二
机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
机械能的概念
1
任务四：机械能及其转化
被举高的球具有 能，球释放后，高度降低重力势能会不断减小，减小了的重力势能去哪呢？上抛的球速度会越来越小，那减小了的动能又去哪呢？
思考
重力势能
1.篮球下落又弹起
皮球下落：
高
度
减
小
重力势能减小
速
度
增
大
动能增大
转化
动能与势能相互转化的实例分析
2
机械能及其转化
三
皮球接触地面：
速
度
减
小
动能减小
弹
性
形
变
增
大
弹性势能增大
转化
机械能及其转化
三
1.篮球下落又弹起
动能与势能相互转化的实例分析
2
皮球在恢复原状的过程中：
形
变
减
小
速度
增
大
弹性势能减小
转化
动能增大
机械能及其转化
三
1.篮球下落又弹起
动能与势能相互转化的实例分析
2
皮球上升时：
动能减小
重力势能增大
转化
机械能及其转化
三
1.篮球下落又弹起
动能与势能相互转化的实例分析
2
分析整个过程，
皮球能量的转化是：
重力势能
动 能
弹性势能
机械能及其转化
三
动能与势能相互转化的实例分析
2
1.篮球下落又弹起
皮球下落
皮球接触地面
皮球在恢复原状的过程中
皮球上升时
A
B
C
机械能及其转化
三
将用细线悬挂的小球从A点由静止释放,小球经过最低点B后上升至C点。动能和重力势能是怎样变化的呢
2.单摆实验
动能与势能相互转化的实例分析
2
A点
B点
C点
重力势能减小，动能增大
重力势能增大，动能减小
机械能守恒定律
3
动能和势能间的相互转化有什么规律呢
大量实验表明:物体的动能和势能之间是可以相互转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。
机械能及其转化
三
我国古代劳动人民很早就利用动能和势能的相互转化发明了农业生产机械。图为是我国古代的一种水力舂米机械--水碓。它主要由大轮及安装在大轮轴上的彼此错开的拨板、若干根碓杆及其前端的石锤组成。工作时，水流推动大轮转动，带动轴上的拨板依次不断向下挤压碓杆，从而使石锤抬起，水的动能转化为石锤的重力势能，然后石锤落下，石锤的重力势能又转化为石锤的动能，石锤再对下面的米做功。
动能与势能相互转化的应用
4
机械能及其转化
任务四：
人造卫星：
从近地点到远地点：
从远地点到近地点
引力势能变大，动能变小，动能转化势能
引力势能减小，动能增大势能转化动能
机械能守恒的原因：
人造卫星不受空气的阻力
课堂小结
1.跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示，当一名跳伞运动员在空中匀速降落时，下列说法中正确的是（　　）
A．重力势能减小，动能不变
B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能增大，动能增大
D．重力势能不变，动能增大
练习巩固
A
2.下列关于各种形式的能量的说法正确的是（ ）
A.质量大的物体具有的重力势能一定大
B. 速度大的物体具有的动能一定大
C. 同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能也越大
D. 以一定速度运动的物体，对于不同的参照物，它的动能
是相同的
C
练习巩固
3.北京时间2022年6月5日10时44分，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空，成功进入预定轨道. 则火箭加速上升过程中，下列有关神舟十四号的说法中正确的是（ ）.
A.动能减小，重力势能增大，机械能守恒
B.动能减小，重力势能增大，机械能增大
C.动能增大，重力势能减小，机械能守恒
D.动能增大，重力势能增大，机械能增大
D
练习巩固
4.判断下列物体能量的变化情况：
一辆汽车匀速上坡，它的动能________，重力势能________.
某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的动能 ，重力势能 。
一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水工作，它的动能______ .
舰载机在“山东舰”航母上加速起飞，其动能 ，重力势能 .
一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能 ，势能减小
增大
不变
减小
增大
减小
增大
增大
减小
练习巩固
5.小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题：
（1）该实验所探究的物体的动能是指 （选填“木块”或“小球”）的动能；
（2）如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与 的关系，得出的结论是：质量相同时，速度 ，动能 ；
（3）如图甲、丙所示，不同质量小球从斜面相同高度由静止释放，是探究动能大小与 的关系，得出的结论是：速度相同时，质量 ，动能 。
越大
小球
速度
练习巩固
越大
质量
越大
越大
完成课本7-8页“自我检测”1-4题
1.讨论并回答下列问题
(1)体育课上同学将篮球传给你，篮球低速飞过来和高速飞过来，接住篮球时你身体的感觉一有什么不同 这是为什么
(2)你从楼下走过时，看见楼上阳台边缘放着一些花盆，花盆放得很靠外，会使你感到危险。而当这些花盆放在路旁地面上时，就不会使你感到危险，这是为什么
(3)弹弓的橡皮条被拉伸的弹性形变越大，弹丸被射得就越远。这是为什么
布置作业
2.下列现象或过程中，动能和势能是如何变化的
(1)骑自行车下坡，不蹬脚踏板，车速却越来越大。
(2)跳水运动员从起跳到落入水中的过程。
(3)撑竿跳运动员从开始撑竿到越杆的过程，
完成课本7-8页“自我检测”1-4题
布置作业
3.图为所示是一种蹦极游戏的情景，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在跳台上。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者到达最低点时绳下端的位置。在游戏者由静止离开跳台到降至最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者的重力势能一直在减少
C.弹性绳下端到b点时，游戏者的动能为零
D.弹性绳下端从a点运动到b点的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小
完成课本7-8页“自我检测”1-4题
布置作业
谢谢观看
THANKS

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