第三章能量的形式和机械能同步学案---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

能量的形式与机械能 一.认识能量 1.能量的定义：描述物体对外做功的本领，也称为能。 2．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 二.常见的能量形式 1.机械能：机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。 注：运动中的物体都具有机械能 2.光能：以太阳光或其他光源发出的光具有的能量 3.化学能：物质在发生化学变化积累或释放出来的能量（生物与非生物都具有） 4.热能：主要表现为温度变化，运动剧烈，摩擦运动 5.核能：核变化产生的能量（核聚变、核裂变） 6.潮汐能与风能：自然界的能量，类似于机械能 7.声能：雪崩，或者超声波碎石 8.电能：常见的用电器能量转化形式： 用电器 能量转化 电热毯 电→内能 电水壶 电→内能 电动机 电→内能+机械能 电视机 电→光能+声能+内能能 【注】1. 电动机并非是将电能全部转化成内能，因此不能将其看作纯电阻电路 2. 电池在充电时能量转化：电→化学；在放电时能量转化：化学→电 3. 火力发电站能量转化：化学能→内能→机械能→电能 4. 核电站能量转化：核能→内能→机械能→电能 【例1】如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　　）   A． 太阳能是一种不可再生能源 B． 蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能 C．太阳能汽车能将接收到的太阳能全部转化为机械能 D．如太阳能汽车行驶的速度为90km/h，则行驶40s通过的路程为1000m 【例2】如图所示，全国各地分布着各种不同类型的发电站，它们在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（　　） A．西藏羊八井地热发电站 B．新疆哈密光热发电站 C．湖北宜昌三峡水力发电站 D．内蒙托克托燃煤火力发电站 三.动能 1.动能的定义：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。飞翔的鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。 2.动能大小的影响因素（m和v)： 3.实验变量： （1）小球的初始高度：控制到达水平面的速度大小 （2）不同质量的小球； （3）物块移动的距离：反映小球动能大小 4.实验操作： （1）相同质量的小球从不同高度下落，探究速度对物体动能的影响 （2）不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体动能的影响 5.实验方法：控制变量法，转化法 控制变量法：研究动能大小与质量的关系时，控制速度相同（即小球在斜面开始下滑的高度相同);研究动能大小与速度的关系时，控制质量相同 转化法：通过木块被小球推动的距离来反映动能大小，推动的距离越远，小球的动能越大。 6.实验结论：物体的动能大小与质量有关，与速度有关 【注】 1. 使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的使钢球到达水平面时的初速度相同; 2. 如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下; 3. 斜面的作用: 使钢球具有速度并改变钢球速度的大小; 4. 水平面的作用:使钢球、木块在竖直方向上受力平衡,在水平方向只受摩擦力; 5. 木块最终停下来的原因:在水平面受到摩擦力 6. 实验推理与假设:当水平面绝对光滑，钢球将做匀速直线运动,不能达到探究目的; 7. 应用:超载、超速问题判断。超速时,质量不变,速度越大,动能越大;超载时速度不变,质量越大,动能越大; 8. 用钢球做实验的不足之处:不能保证钢球在水平面上沿直线运动。 四.势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 （2）重力势能的影响因素： （3）实验变量： ①小球的初始高度：控制到达水平面下落距离 ②不同质量的小球； ③陷入沙坑的距离：表示小球重力势能大小 （4）实验操作： ①相同质量的小球从不同高度下落，探究下落高度对物体重力势能的影响 ②不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体重力势能的影响 ③相同质量的小球从运动轨迹下落，探究下落运动轨迹对物体重力势能的影响 （5）实验方法：控制变量法，转化法 （6）实验结论：物体的重力势能大小与质量有关，与下落高度有关， 与运动路径无关 2.弹性势能： (1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 其中，k是弹簧的弹性系数，x是弹簧的形变量。 (2)影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。 三.机械能与机械能守恒 1.机械能：动能和势能之和称为机械能。 2.机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。 【注】机械能大小变化判断： A. 先看动能+势能的和，若动能、势能都增大，则机械能变大；若动能、势能都减小，则机械能变小（一大一小则不能用此