12.1 动能势能机械能-2022-2023学年九年级上册物理同步备课讲义（苏科版）

Chapter 12第十二章 机械能与内能 1 动能 势能 机械能 [学习目标] 1. 知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念； 2. 了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素； 3. 掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程； 4. 控制变量法探究动能大小影响因素； 5. 控制变量法探究重力势能大小影响因素； 6. 了解机械能的转化及机械能守恒定律的应用； 1. 机械能的相关概念 机械能：动能和势能总称为机械能。 动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 弹性势能：物体由于发生了弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 2. 影响动能大小的因素 动能的大小决定于物体的质量和速度。 ①在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小。 ②在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。 3. 影响势能大小的因素 ①在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能越大，物体所处的高度越低，它的重力势能越小。 ②在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能越大，物体的质量越小，它的重力势能越小。 ③同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能越大。 4. 动能和势能可以相互转化 动能和重力势能是可以相互转化的。如果只有动能势能相互转化，机械能的总和保持不变，或者说机械能是守恒的。 1、 能 一个物体能对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 1． 物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。 2． 功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳(J)，能的单位也是焦耳(J)。 2、 动能 1． 什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。 行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球 2． 影响动能的因素 物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 3、 势能 1． 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 1　 重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 2　 重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 2． 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。 弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。 撑杆跳高 拉开的弓箭 图（2）物体的形变 4、 机械能及其转化 1． 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2． 动能与势能的相互转化 1　 在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 2　 在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 3　 机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 4　 水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 知识点一：能 【探究重点】 功就是能转化多少的量度 【例题精讲】 1. 下列关于能的叙述中，正确的是( ) A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能 C．一个物体做的功的多少与这个物体具有的能有必然联系 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 【答案】A 【解析】 A. 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能，说法正确；B. 挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但具有做功的本领，所以具有能，故B错误；C. 一个物体做的功的多少与这个物体具有的能没有必然联系，故C错误；D. 运动的物体具有动能，静止的物体可能具有势能，故D错误。故选A. 【巩固训练】 2. ．关于能的概念，下