5.4.1动能和势能（课件）-【上好课】2024-2025学年九年级科学上册同步精品课堂（华东师大版）

4.1 动能和势能 YF 教学目标 一 01 知道能量、动能、重力势能、弹性势能的概念，并能运用其解释相关的现象。 会用实验探究物体动能的大小跟哪些因素有关，知道影响动能、重力势能大小的因素。 02 03 具有从能量的角度分析物理问题的意识。 课堂引入 二 想一想 为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？ 3 课堂引入 二 阅读事例 鸟撞飞机即鸟和飞行的飞机相撞。血肉之躯的小鸟与钢铁飞机在天空相撞，犹如以卵击石——卵破而石头无恙，然而事实并非如此，飞机与飞鸟在空中相撞，轻者飞机不能正常飞行，往往被迫紧急降落，重者机毁人亡。 目前鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一，自1988年以来，由鸟击引起的坠机事故已造成219人死亡。 小小飞鸟为什么对飞行中的飞机造成如此大的危害呢? 4 课堂引入 二 观察一组研究数据 ——《高空抛物的伤害程度》 想一想： 小小的物品为什么能够把人击伤？学习了今天的知识，你就明白了。 5 能量 三 枝头的苹果 疾驰的汽车 拉开的弓 拉伸的皮筋 流动的水 举高的重锤 能量 三 运动的物体能够对外做功 能量 三 处于一定高度的物体能够对外做功 能量 三 1、现象探究：什么情况下能做功。 湍急的流水能推动水车 拉开的弓能将箭射出 分析：流动的水对水车做了功；飞行的子弹对苹果做了功；拉开的弓对箭做了功。 探究归纳：上述实例的共同特点是物体对外做了功。 飞行的子弹能射穿鸡蛋 能量 三 2、能量 （1）概念 一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 （2）能量的实质 物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。 （3）能量的单位 物体做功的过程就是能的转化过程，因此能的单位与功的单位相同，都是焦耳（J）。 动能 四 1、问题探究 运动的物体是否具有能？分析以下事例，看看运动的物体能否做功？ 台风把物体刮跑 行驶的汽车 子弹击穿木桩 现象分析：台风、汽车、子弹都在运动，具有能量。 探究发现：运动的物体具有能量。 动能 四 2、动能 由于运动而具有的能量，叫做动能。物体的动能越大，它能对其他物体做的功就越多。 一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的飞机、地上行驶的汽车、河水的流动等。 动能 四 3、探究物体的动能跟哪些因素有关 锤头的质量 越大，做功越多 子弹的速度越大，做功越多 动能是由于物体运动而具有的能，子弹飞行的速度大，对物体的杀伤力也大（做功多），所以动能可能与物体的运动速度有关。 锤子击碎物体时，锤头的质量越大，破坏力越强（做功越多），动能的大小可能与物体的质量有关。 猜想与假设 动能 四 提出猜想 1．物体的动能与物体的速度有关。 2．物体的动能与物体的质量有关。 控制变量法 实验装置 转换法 动能 四 控制__________不变 实验结论：质量相同时，小球速度_____，动能越大。 越大 小球质量 动能 四 小球速度 控制__________不变 实验结论：速度相同时，小球质量_____，动能越大。 越大 动能 四 　　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，它的动能越大。 　　为什么不同的车型有不同的限速标准呢？ 速度相同时，质量越大，动能越大。 动能 四 实验结论 物体动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体所具有的动能就越大. 动能 四 交流与讨论 （1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。 （2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。 （3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。 （4）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。 （5）实验改进：木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。 （6）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速时的速度大，超载时的质量大，则动能大，危险性大）。 物体 动能/J 物体 动能/J 抛出的篮球 约30 跑百米的运动员 约3×103 行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约5×103 从10 m高处落下的砖块 约2.5×102 行驶的小汽车 约2×105 小资料 一些物体的动能 　　天鹅相对于高速飞行的飞机来说，速度非常大，所以对于飞机来讲，它具有的动能很大，所以会撞毁飞机。 小小的天鹅怎么会对飞机产生这么大的破坏力呢？ 动能 四 势能——弹性势能 五 1、现象探究：物体发生弹性形变与做功 运动员在参加射箭比赛时，拉弯的弓为什么能将箭射出？蹦床比赛中，运动员为什么可以 “跳” 这么高？ 分析：被拉弯的弓可以把箭射出去，弓对箭做了功；发生形变的蹦床把人弹起来，弹簧对人做了功。 共同特点：发生弹性形变的物体能对其他物体做功，表明它具有能量。 蹦床 射箭 势能——弹性势能 五 2、弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。 发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。例如，发生形变的网球拍能将网球弹出，具有能量。 发生形变的网球 拍具有弹性势能 发生形变的撑杆 具有弹性势能 发生形变的弹簧 具有弹性势能 势能——弹性势能 五 3、弹性势能的影响因素 （a）用弹弓弹射“子弹” （b）压缩的弹簧弹开小车 【分析】图（a）中橡皮筋的形变越大，“子弹”被弹射得越远；图（b）中弹簧的形变越大，小车被弹得越远。 【结论】事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 势能——弹性势能 五 实验结论：物体的形变程度_____，弹性势能越大。 越大 势能——弹性势能 五 影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度。 在材料相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 探究结论 势能——重力势能 五 1、现象探究：被举高的物体能做功。 【观察现象】 （1）观察打桩机打桩的过程：如图所示，打桩机在工作时，先把“重锤”高高举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。 【分析】被举高的重锤能够对桩做功，说明被举高的重锤具有能量。 势能——重力势能 五 （2）高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。它曾与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。高空抛物，既伤人又伤物。 【分析】高空的物体能够做功，说明高处的物体具有能量。 【探究归纳】高处的物体都具有能量。 想一想：高处的物体具有什么能呢？ 势能——重力势能 五 2、重力势能 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量，叫作重力势能。 山顶的巨石、举高的重锤都具有做功的本领，即具有势能。这种能量是物体由于受到重力产生的。 山顶的巨石 举高的重锤 势能——重力势能 五 3、决定重力势能大小的因素 【猜想与假设】 （1）重力势能是由于物体处在一定高度而具有的能，所以重力势能可能与物体的位置高度有关。 （2）位置高度相同的足球和铅球下落到地面，铅球对地面做的功比足球大得多，推测重力势能可能与物体的质量有关。 物体离地面越高、质量越大，做功的本领越强。 势能——重力势能 五 控制__________不变 物体高度 实验结论：高度相同时，物体质量_____，重力势能越大。 越大 势能——重力势能 五 控制__________不变 物体质量 实验结论：质量相同时，物体位置_____，重力势能越大。 越高 势能——重力势能 五 物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，它具有的重力势能就越大。 实验结论 陨石与 陨石坑 势能——重力势能 五 想想议议 在建筑工地上，常常看到以下的指示牌，你知道这些安全警示牌表示什么含义？其中包含的物理原理是什么？ 这些安全警示牌表示防止高空物体的下落。可见高空坠物非常危险，为什么？ 因为处于高空的物体具有很大的重力势能，一旦下落后，做的功也多，对人的伤害更大。 当心吊物　 当心落物 必须戴安全帽 当堂测试 六 1、关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．物体只有做了功，我们才说它具有能 B．物体能够做功，我们就说它具有能 C．具有能的物体，它正在做功 D．物体做的功越少，具有的能就越少 B 当堂测试 六 2、小明用如图装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验研究对象是木块 B．水平表面必须光滑 C．让不同的小车从斜面同一高度由静止释放 D．让同一小车从斜面的不同高度由静止释放 D 当堂测试 六 3、冬奥会上，谷爱凌勇于拼搏获得2枚金牌。图为谷爱凌在大跳台比赛中加速下落时的情景，此过程中谷爱凌的（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 B 当堂测试 六 4、发生形变的物体具有弹性势能，下列事例中不是利用弹性势能工作的是（　　） A．利用撑竿跳高 B．利用跳板跳水 C．利用玩具弹簧枪将“子弹”射出 D．用力踩自行车能上到较高处 D 当堂测试 六 5、某科学实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：花泥(易产生塑性 形变), 刻度尺, 体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的 小球1个. 所用实验装置如图所示(小球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验中均让小球从图中高度自由下落, 待小球静止后, 分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度. 请你根据图中实验情景完成下列内容。 (1) 本实验是通过观察 　 　 　 　 　　 　 　来判断重力势能大小的。 (2) 比较A、B两球, 由此可得出结论: 　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　 　 　 　 　。 (3) 比较 　　 两球, 可得出结论：当物体 　　 相同时, 高度越高, 具有的重力势能越大。 (4) 比较C、D两球可知: 重力势能大小与物体运动的路径 　　 (选填“有关”或“无关”) 小球陷入花泥的深度 当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大 A、C 质量 无关 课堂总结 七 ①定义：物体能对外做功，表明这个物体具有能量. ②实质：物体做功的过程，就是能的转化过程. 能量是表示物体做功本领的物理量. ③单位：焦耳（J）. ①定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能. ②影响因素：速度越大，质量越大，物体所具有的动能就越大. ①定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量. ②影响因素：质量越大、高度越高，物体具有的重力势能就越大. ①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量. ②影响因素：弹性形变越大，物体的弹性势能就越大. 动能和势能 能量 弹性 势能 动能 重力势能 39 THANKS THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY JERRY. THANK YOU WATCHING THIS ONE. $$