12.1动能、势能、机械能 学案 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

动能、势能、机械能 学习目标：1. 说出能的概念、说出动能、重力势能、弹性势能的概念及决定它们大小的因素。 2. 会确定物体具有何种形式的机械能，会比较物体具有机械能的多少。 3. 会分析机械能的转化。 学习重难点：1. 说出能的概念、说出动能、重力势能、弹性势能的概念及决定它们大小的因素。 2. 会确定物体具有何种形式的机械能，会比较物体具有机械能的多少。 学习过程： 【温故·习新】 问题：1. 为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？2. 小朋友滑滑梯时为什么会越来越快？ 学生判断： A. 物体具有的能越多，它做的功越多（ ） B. 物体有了能就一定正在做功（ ） C. 做功的物体一定具有能（ ） D. 物体做功的多少与它具有的能无关（ ） 【研讨·拓展】 一、动能 活动：探究动能的大小与哪些因素有关（阅读课本P33，小组讨论） （1）让小车从不同高度由静止开始滑下 实验结果：速度大的小车使木块移动的距离较 ，小车对木块所做的功较 ，速度大的小车具有的动能较 。 实验结论1： 一定时，物体的速度越 ，物体的动能越大； （2）改变小车的质量，让它们从同一高度由静止开始滑下 实验结果：质量大的小车使木块移动的距离较 ，小车对木块所做的功较 ，质量大的小车具有的动能较 。 实验结论2：物体的 一定时，物体的质量越 ，物体的动能越大。 综合结论：运动物体的动能的大小与物体的 和 有关，物体的 越大， 越大，它具有的动能就越大。 例题：如图所示，让钢珠从斜面上自静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离．放在同一水平面上的相同木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大．现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远，回答以下问题： （1）设计本实验的目的是研究 ； （2）让不同的钢球从同一高度滚下是为了 ； （3）此实验得出的结论是 ； （4）下表中给出了一头牛慢步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据． 物体 质量m/kg 速度v/m·s-1 动能E/J 牛 约600 约0.5 约75 中学生 约50 约6 约900 分析数据，可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是 ，你这样判断的依据是 . 二、势能 1. 弹性势能：观察实验：（1）卡片为什么会跳起来？（2）比较两次卡弹起的高度有什么不同？ 结论：发生弹性形变的物体能做功，因此它具有 势能，在弹性限度内，物体的形变越大，形变物体的弹性势能就越 。 2. 重力势能：活动：模拟打桩(怎样使桩在沙中打得深些?)将“重锤”举高，让它自由下落，将“桩”打入沙中，思考：像这样打桩，要像打得深一些可以采用哪些方法？ 方法1： ； 实验结论：高度一定时，物体的质量越 ，“重锤”做功越 ，“重锤”具有的重力势能越 ； 方法2： 。 实验结论：物体的质量一定时，高度越 ，“重锤”做功越 ，“重锤”具有的重力势能越 综合结论：物体重力势能的大小与 和 有关， 越大， 越大，物体具有的重力势能就越大。 课堂小结：通过这节课，你收获了什么？还有什么疑惑吗？ 思维导图： 【反馈·提炼】 1. 唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的 能。 2. 以同样速度行驶的大卡车和小轿车， 的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车 （填“大”或“小”）。 3. 关于能的概念，下列说法正确的是（ ） A. 势能相等的物体一定在同一高度 B. 悬挂的物体因为没有做功，所以没有能 C. 在空中飞行的子弹，能够做功，所以具有能　 D. 一个物体具有机械能，则这个物体一定既具有动能也具有势能 4. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员领命出征，发射取得圆满成功。长征二号遥十六运载火箭点火加速升空时，航天员的（ ） A. 动能不变，重力势能增加 B. 动能增加，重力势能增加 C. 动能不变，重力势能不变 D. 动能增加，重力势能减小 5. 甲、乙两个物体处在同一个水平面，甲的动能比乙的动能大，下列说法正确的是（ ） A. 甲的质量一定比乙大 B. 甲的速度一定比乙大 C. 甲做功的本领一定比乙大 D. 以上说法都不对 6．如图所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 （ ） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能增大 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能减小 7. 物理兴趣小组的同学为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，做了如下探究实验：如图所示，让小球从斜面滑下，打到一个木块上，推动木块做功． （1）让同一小球从不同高度沿斜面自由滑下，看哪次木块被推得远．这是控制了________________，改变了_______________，目的是为了探究动能与_____________的关系． （2）改变小球的质量，让它们从同一高度沿斜面自由滑下，看哪次把木块推得远．这是控制了___________，改变了____________，目的是为了探究动能与__________的关系． （3）通过该实验，你得出的结论是 ． 8. 小明设计了如图所示的实验来探究重力势能和哪些因素有关： 三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示：在此实验中我们是通过观察______________________来比较各铁块重力势能的大小．若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度关系是hA hB；若A、C两铁块下落高度相等，则两铁块质量关系是mA mC．实验得出的结论：物体重力势能的大小与________和_________有关，该实验设计用到了_____________的科学研究方法． 【课后练习】 班级 姓名 学号 1．一个物体如果能够对另一个物体________，我们就说它具有能量，一个物体________做的功越多，表示这个物体的能量________． 2．美国正在实验助推火箭无损回收技术：火箭将飞船推送至一定高度；箭船分离，火箭停止喷火、落向地面；接近地面时火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以2m/s的速度匀速下降，如图所示．匀速下降时，火箭的动能 （变小/不变/变大），重力势能 （变小/不变/变大）． 3．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时，＿＿＿＿越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时， 越大，动能越大，行驶时就越危险。 4．在物理学中能量的单位是（ ） A．千克 B．牛顿 C．焦耳 D．瓦特 5. 关于“功”和“能”的关系，下列说法中正确的是（ ） A．一个物体能够做功，它就具有能量 B．一个物体没有做功，它就没有能量 C．一个物体的能量越大，它做的功一定越多 D．一个物体的能量越小，它做的功一定越少 6. 关于动能的概念，下列说法中正确的是（ ） A．速度大的物体具有的动能一定大 B．质量大的物体具有的动能一定大 C．运动的物体不一定具有动能 D．一切运动的物体都具有动能 7. 甲、乙两个小球的动能相等，但甲球的质量大于乙球的质量，则（ ） A．两球速度相等 B．甲球的速度比乙球小 C．甲球的速度比乙球大 D．甲球的高度比乙球大 8. “跳远”是一项常见的体育运动，跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做（ ） A．增大了跳远运动员的惯性 B．减小了跳远运动员的惯性 C．增大了跳远运动员的动能 D．减小了跳远运动员的动能 9. 在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一边向道路上洒水．下列关于其动能变化的说法 中正确的是 （ ） A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．不变 D．无法确定 10．下面例子中物体的重力势能变大了的是（ ） A．铁球从斜面顶端滚下来 B．骑自行车冲上坡顶 C．飞机在高空水平飞行 D．立在山顶上的石头 11．蹦床运动深受青少年喜爱，当运动员从蹦床上弹起后向上运动的过程中，其动能和重力势能的变化情况是（ ） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能减小，动能减小 C．重力势能增大，动能减小 D．重力势能减小，动能增大 12．在电影《斯巴达三百勇士》中，波斯军队用投石车投出巨石来攻击斯巴达克城的城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是（ ） A．巨石在最高点时动能最大 B．巨石在最高点时重力势能最小 C．巨石的动能先增大后减小 D．巨石的重力势能先增大后减小 13．苹果从树上由静止落下的过程中（ ） ( M O K 1 K 2 )A．动能减小，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加 C．动能增加，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增加 14．如图所示，两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处，用手向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时（弹簧在弹性限度内）（ ） A．弹簧K1和K2的势能同时增大 B．弹簧K1和K2的势能同时减小 C．弹簧K1的势能增大，K2的势能减小 D．弹簧K1的势能减小，K2势能增大 15．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大 16．一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间t的变化图像可能的是（ ） ( O E p t A O E p t B O E p t C O E p t D )17．某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素”的设想。请你帮助完成如下实验方案： （1）实验中通过观察 的大小，来判断小球重力势能的大小。 （2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是 。 （3）实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用上述图＿＿＿＿＿，具体的操作方法是让小球从＿＿＿＿（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。 （4）要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图＿＿＿＿，具体的操作方法是让小球从＿＿＿＿＿（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。 （5）通过比较分析可以得出的结论是 。 18. 小明同学在研究“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体积有关。 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察　　 来反映的； （2）分析A、B、C球的实验现象，可得出结论：　 　； （3）为了验证猜想二，他应分析　　 （填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，小明同学正确操作，F球、G球和H球的质量应该　 　（选填“相同”或“不同”）；实验后根据图乙的现象，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积　 　（选填“有关”或“无关”）。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$