12.1动能 势能 机械能 2023-2024学年苏科版九年级上册物理

第一节 动能 势能 机械能 第十二章 机械能和内能 1 一个物体能对外做功需要什么条件? 想一想 人的推力使箱子移动,人对箱子做功了 箱子由静止变为运动,箱子获得了能量,这部分能量来自哪里? 人消耗了身体的化学能 一个物体能对另一个物体做功,就表明这个物体具有能量。 能量的单位:焦耳(J)。 能量 湍急的流水能推动水车 拉开的弓能将箭射出 高处的铁锤下落时能砸出坑 以上物体都具备对外做功的能力 物体由于运动而具有的能,叫做动能 动能 物体的动能越大,它能对其他物体做的功越多。 流动的空气具有动能 飞行的子弹具有动能 定义: 探究动能大小与哪些因素有关? 锤头的质量越大,做功越多,能量越大。 动能的大小可能与物体的什么因素有关。 活动 猜一猜 动能的大小可能与物体的速度、质量有关 子弹的速度大,做功多,能量大 800m/s 实验方法: 通过木块被撞击后移动距离来反映动能的大小 探究动能大小与哪些因素有关? 活动 ①控制变量法 ②转换法: 在面对速度和质量两个因素时需要控制其中一个不变,改变另一个 探究动能大小与质量的关系 让质量不等的小车,先后从同一高度滑下,观察木块移动的距离。 结论: 速度相同时,物体的质量越大,动能越大。 使小车到达水平面的初速度相同 让同一辆小车,先后从斜面不同高度滑下,观察木块被撞击后移动的距离。 探究动能大小与速度的关系 结论: 质量相同时,物体的速度越大,动能越大。 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。 高速上为什么要对车辆限速? 行驶速度越大,动能就越大,越不容易刹车 为什么在同样的道路上,不同车型的限制车速不同? 速度相同,质量越大,动能越大,越不容易刹车 实验结论 想一想 例题:判断下列物体动能的变化情况: ①一辆汽车加速运动,它的能量 . ②火车进站时做减速运动,它的动能 ; 停止后,它的动能等于 . ③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水, 它的动能 变大 减小 0 减小 弹性势能 发生弹性形变的物体能对外做功,这种能量叫作弹性势能。 发生形变的撑杆能对人做功 发生形变的蹦床能对人做功 弹性势能的影响因素 弹性势能的大小与弹性物体的形变程度有关;同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大。 橡皮筋的形变越大, “子弹”被弹射得越远 弹簧的形变越大, 小车被弹得越远。 重力势能 被举高的物体具有做功的本领,也具有势能,这种势能叫做重力势能 山坡上的石头能摧毁山下的建筑物 打桩机上被举高的重锤能将桩打入地下 重力势能和什么有关呢? 图是模拟打桩的装置图。实验时,让“重锤”从“桩”正上方的某一高度处自由下落,将“桩”打入沙子中。 模拟打桩 活动 想一想 要想将“桩”打得深一些,可以采用哪些方法? 选择质量大的物块作为“重锤” 使同一“重锤”从再高一点的地方下落 方法2: 方法1: 探究重力势能的大小与物体高度的关系 让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落,观察桌腿陷入沙子的深度。 控制变量法 转换法 结论: 质量相等的物体,高度越高,重力势能越大。 探究重力势能的大小与物体质量的关系 让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落,观察桌腿陷入沙子的深度。 结论: 高度相同时,物体质量越大,重力势能越大。 物体重力势能的大小跟高度、质量有关,质量越大,高度越高,它的重力势能越大; 重力势能的大小 定义:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 一个物体可以既有动能,又有势能,如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能,又因为它处于高空而具有势能,飞机的机械能等于它动能和势能的总和 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 机械能 单位 : 焦耳 ( J ) 动能和势能的相互转化 大量事实说明,动能和势能可以相互转化 蹦极问题中,人从开始跳到最低点的过程中,能量是怎么转化的? 想一想 重力势能一直减小 动能先增加后减小 弹性势能先不变再增加 重力势能转化为动能,动能再转化为弹性势能 滚摆在运动过程中动能和重力势能是如何变化的