3.2机械能课件---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第2节 机械能 1 学习目标 1.会识别动能、重力势能和弹性势能。 2.知道决定物体的动能、重力势能和弹性势能的因素并能判断其变化。 3.初步学会用控制变量法探究物体动能、重力势能和弹性势能的大小的方法。 4.理解动能与势能的相互转化。 5.描述机械能守恒的含义，能利用机械能守恒解释简单的现象。 2 知识点1 动能 1.现象探究：运动的物体具有能量 现象 风吹着帆船移动 河水把沙子冲走 子弹射穿鸡蛋 图示 分析 风在流动，促使帆船移动 河水在流动，促使沙子移动 子弹在运动，促使鸡蛋破裂 归纳 运动的物体具有能量 3 3.教材第77页活动：探究影响动能大小的因素 提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与 假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体的运动速度有关; （2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订 计划 2.动能的概念：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。 4 进行实验 甲 乙 丙 丁 5 分析与 论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关; （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关 实验结论 物体的动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大 6 一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素（即运用控制变量法来研究）。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时动能为零，其动能一定比飞行的子弹小。 特别提醒 7 典例1 用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。 （1） 实验时用木块被撞击后移动的______来反映小车动能的大小。 距离 （2） 让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的______有关。 相等 质量 8 知识点2 势能 1.现象探究：处于高处的物体具有能量 现象 地球上的陨石坑 水滴石穿 铅球砸出沙坑 图示 分析 陨石落下前相对地面有一定高度 水滴落下前相对石头有一定高度 铅球落地前相对地面有一定高度 归纳 处于高处的物体具有能量 9 说明 判断一个物体是否具有重力势能，关键是看此物体相对于某一个平面有没有被举高，即相对于此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能；若没有，则物体不具有重力势能。 2.重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 在没有特别指明的情况下，“高度”一般是相对于地面而言的，在初中阶段通常认为地面上的物体具有的重力势能为零。 10 3.教材第78页活动：探究影响重力势能大小的因素 提出问题 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与 假设 （1）生活中，手机从几厘米的高度跌落，一般不会损坏，但从几米的高度跌落，一般会受到较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关； （2）下冰雹时，重雹比轻雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关 实验装置及原理 金属小球的重力势能用被金属小球所撞出的沙坑的 深度和大小来表示，撞出的沙坑越深越大，表明 金属小球具有的重力势能越大（转化法） 11 实验过程 a.探究重力势能与高度的关系：从不同高度自由释放同一金属小球（控制变量），观察并记录金属小球所撞出沙坑的深度和大小； </m> .探究重力势能与质量的关系：从同一高度自由释放质量不同的金属小球，观察并记录金属小球所撞出沙坑的深度和大小 实验现象 <m></m> .同一个金属小球，下落高度越高，金属小球所撞出的沙坑越深越大； <m></m> .下落相同的高度，质量越大的金属小球撞出的沙坑越深越大 分析现象得出结论 <m></m> .在质量相同时，物体被举得越高，它具有的重力势能越大； <m></m> .物体被举高的高度相同时，物体的质量越大，它具有的重力势能就越大 12 典例2 为探究影响重力势能大小的因素，小刚用两种规格的四个铅球在平整的沙地上方从静止开始释放（如图所示），请根据小刚设计的甲、乙、丙、丁四个