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浙教版九年级上册
第1节 功和机械能（3）
第2章 能的转化与能量守恒
引入新课
能的形式有 、 、 、 等
如图所示，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？
在轨道上运动的过山车具有哪种形式能量？这些能量会发生怎样的变化？
机械能
化学能
光能
声能
新课教学
四、功与能
例如，流动的水能够推动水车转动，流动的空气(风)能够推动风车转动，飞行的子弹能够穿透钢板、这些情形中，流水、风、飞行的子弹都具有做功的本领。
静止的物体：
你把放在地面上的书包慢慢提到某一高度，然后停留几秒钟，再慢慢下降放回到地面。
把书包提起的过程中，你对书包做了功。
当你慢慢把书包放回地面时，会感受到书包拉着手下降，这个过程中书包对你做了功。
可见，举高的书包有做功的本领。
运动的物体：
运动的物体也具有做功的本领。
新课教学
物体具有做的本领，科学上就说这个物体具有能。
人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。
结合举重和人推车等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。
举重运动员具有能量才能对杠铃做功，
做功时消耗的能量转化为杠铃的势能；
推车的人有能量才能对车做功，
做功时消耗的能量转化为车的动能以及由于摩擦而产生的热能。
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视频：做功和能的关系
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做功的实质是能量转化的过程，
力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。
因此，可以用功来量度能量转化的多少。
能量的单位和功一样，也是焦耳。
但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
思考：功是能的转化的量度，做功的快慢也就是能的转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47kW的意义。
起重机的功率为1.47kW，说明该起重机工作时，能量的转化比较快。通过做功，超重机每秒有1.47×103J能量发生了转化。
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五、动能
流动的空气(风)、流动的水、飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有能量。
动能:
物体由于做机械运动而具有的能。
动能是物体因运动而具有的能的形式，如果物体静止不动，就没有动能了。
新课教学
一切做机械运动的物体都具有动能。
那么，物体的动能大小跟那些因素有关呢？
1.如图2.1-10 所示，小钢球A从斜面上h高度处滚下，在水平面上运动，撞击放在水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离s。比较木块B被推出距离的远近，推断小钢球A的动能大小。
图2.1-10 小钢球撞木块
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动能的大小看不见摸不着，用什么来比较动能的大小？用到的科学方法是什么？
用木块被推出的距离来表示小钢球的动能大小。
---转换法
木块B 被推出的距离越远，说明小钢球A的动能越大。
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。
同一个小钢球：
控制变量:质量相同
不同的高度：
小钢球在斜面底端获得速度不同。
静止：
控制变量:保证初始速度相同
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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。
相同的高度：
小钢球在斜面底端获得相同速度
静止：
控制初始速度相同
综合上述实验，得出结论：
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。
影响动能的因素：质量和速度大小
新课教学
视频：影响动能的因素
新课教学
1．图2.1-11中的汽车和摩托车，哪一个动能大？
运动速度相同时，质量越大的物体动能越大。
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？
在相同的高速公路上，不同车型的客车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
汽车的动能大
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六、势能
1、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
定义：
例如，在游乐园中，过山车能够从轨道的最高处飞驰而下，这是因为有其他机械装置把过山车拉到轨道最高处，给过山车储存了重力势能。
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。
重力势能大小跟哪些因素有关呢？
新课教学
如图2.1-12所示，某同学左手从图A的位置将哑铃向上举起到图B的位置，手有没有对哑铃做功
因此手对哑铃做了功。
手对哑铃有向上的作用力，并且在力的方向通过一段距离，
图B的位置，左右两手的哑铃具有相同的势能吗
质量相同，对右手通过的距离更大，因此需做的功更多，重力势能更大。
右手具有的重力势能更大。
结论1：
质量相同时，被举的越高的物体重力势能越大
新课教学
打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里，如图2.1-13所示。高高举起的重锤具有重力势能:相同质量的重锤、所处的位置越高，它具有的重力势能就越大;而处在相同高度的重锤，质量越大，越容易把锤打入地下，
说明它具有的重力势能越大。
结论2：
高度相同时，质量越大的物体重力势能越大
决定重力势能大小的因素：
物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
新课教学
视频：影响重力势能大小的因素
新课教学
2、弹性势能：
射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量，
如图2.1-14所示
网球拍击打网球时，网球拍发生变形，从而储存了能量
当这些物体恢复原状时也会释放出储存的能量。
发生形变的物体在恢复形变过程中会做功，因此，发生形变的物体具有能。
新课教学
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能大小跟哪些因素有关呢？
物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变
如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变
弹性势能：
思考与讨论
怎么才能使箭射得更远？
射箭时手拉弓弦使弓的形变越大，箭就射得越远；
同理打网球时，球拍击打网球越用力，网球拍形变就越大，网球就会飞得越远。
结论：
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。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能势能，统称为势能
当堂检测
1、在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法正确的是（　　）
A． 实验中所探究的“物体的动能”是指纸盒的动能
B． 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
C． 由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
D． 由甲丙两图可知，物体的动能大小与物体的高度有关
B
当堂检测
2、跳远运动员为了取得好成绩，往往要快速助跑，这是为了( )
A．增大惯性 B．增大动能
C．增大势能 D．增大冲力
B
3、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
当堂检测
4、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（ ）
A. t1时刻小球动能最大
B. t2时刻小球动能最大
C. t2-t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D. t2-t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
C
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、预习“七、动能和势能的转化”相关内容。2.1功和机械能（3）课后检测
班级 姓名
1.“跳远”是一项常见的体育运动。运动员在比赛中先助跑一段距离后起跳，这样做是为了（ ）
A.增大运动员的惯性 B.减小运动员的机械能
C.减小运动员的势能 D.增大运动员的动能
2.相对于地面既具有动能又具有势能的物体是( )
A．在地上爬行的蚂蚁 B．拉长的橡皮筋
C．掷出后，飞到最高点的手榴弹 D．静止在空中的氢气球
3.如图所示，某同学从地面跳上木板后，向下压缩弹簧的过程中，他的重力势能、弹簧的弹性势能变化情况是( )
A．重力势能减小，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能减小
C．重力势能增大，弹性势能增大
D．重力势能减小，弹性势能减小
4.下列关于能的说法，不正确的是（　　）
A．能量无处不在，能量的形式多种多样
B．我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量
C．运动的物体具有能量，静止的物体是没有能量的
D．所有的自然现象都涉及能量
5.下列关于动能、势能的概念的说法中正确的是（ ）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．物体由于运动而具有的能量叫做动能
C．有弹性形变的弹簧具有弹性势能，而有时弹簧不形变也具有弹性势能
D．高山上静止的大石头没有做功，所以没有重力势能
6.在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法正确的是（　　）
A.实验中所探究的“物体的动能”是指纸盒的动能
B.此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
C.由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
D.由甲丙两图可知，物体的动能大小与物体的高度有关
7.上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动，运动所需的能量来源于( )
A．动能 B．电能 C．重力势能 D．弹性势能
8.下列事例中，具有弹性势能的是 (　　)
A. 弓开如满月 B. 箭去似流星
C. 云来云又往 D. 蜻蜓立竿头
9.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
10.为了研究动能的大小与哪些因素有关,教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示),让静止的小钢球从斜面上滚下,观察木块木块被推动的距离.关于该实验的说法中,不正确的是( )
A. 该实验的设计思路是采用转换法,用木块移动的距离来显示动能的大小
B. 该实验研究的基本方法是控制变量法,如分别控制小钢球滚下的高度和小球的质量等
C. 实验过程中,让同一小球从不同高度滚下,目的是为了让小球获得不同的运动速度
D. 在实验器材的选择时,可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
11.小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示;
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示;
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
①通过观察比较 就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是 法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）;
②为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用 两个图来分析;
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是：　 。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C A C B B D A C D
11.木块被推动的距离；转换；甲、乙 ；速度相同时，物体质量越大，动能越大

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