10.1 机械能-2024-2025学年九年级物理全一册同步课件（北师大版）

第十章第1节 机械能及其转化 【温故知新】 1.做功的两个必要因素是： ； 2.功的计算公是： 3.功的单位是： 有力作用在物体上 物体沿力的方向移动了距离 焦耳 (J） 自然界中有很多种能量，你能否举出几个例子？ 一、能量 如何说明物体具有能量呢？ 流动的水 拉开的弓 高处的花盆 一、能量 高处的花盆 能把地面　　砸陷 流动的水　 能把石头 冲走 拉圆的弓　 能把箭　 弹射开 　　 物体 能够对外 做功 物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。 一、能量 物体由于 而具有的能量叫动能 物体由于 而具有的能量叫 重力势能 物体由于 而具有的能量 弹性势能 运动 共同特点 被举高 发生弹 性形变 势能 机 械 能 共同特点 共同特点 （1）定义：物体由于运动而具有的能。 二、机械能 （2）判断有无的标志：物体是否 1、动能 运动 物体动能的大小跟那些因素有关？ （3）探究影响动能大小的因素： 【猜想与假设】 动能的大小可能与 和 有关 速度 质量 1.如何比较动能的大小？ 研究方法： 和__________ 【制定实验计划】 问题与思考 2.如何使物体获得速度？如何控制物体的速度相同或不同？ 3.如何控制物体的质量相同或不同？ 控制变量法 转换法 让物体从斜面上不同高度静止下落 推动木块的距离 转换法 探究动能大小与物体运动速度的关系 甲 乙 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。 1.实验要保持不变的是物体的 ，要改变的是物体的_______ 方法是________________________________ 使同一物体从斜面上不同高度自由滑下 2.实验现象： 质量 实验表明：钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越_____(快、慢)，物体B被撞得越 。 远 快 速度 3、结论 探究动能大小与物体质量的关系 甲 丙 速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 1.实验要保持不变的是 ， 方法是:_______________________________________________ 物体的速度 使质量不同物体从斜面上同一高度自由滑下 2.实验现象 实验表明：钢球同一高度滚下，物体质量越大，物体B被撞得越 。 远 3、结论 如何判断物体动能的变化？ 【温馨提示】 读题时圈画、关注与 速度、质量有关的关键词： 1.如“匀速”、“加速”、“减速” 2.一般情况下物体的质量不变，但“洒水车”、“投放救灾物资的飞机”、“喷撒农药的飞机”质量减小 1、为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？ 2、为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？ 想想议议 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量 （2）判断有无的标志：物体是否 被举高 2、重力势能 可能与高度有关 可能与质量有关 飘落的雪花 冰雹 路边的大石 高处的大石 猜 想 物体重力势能的大小跟那些因素有关？ 2、实验结论： 1.探究重力势能大小与高度的关系 控制______不变，改变______。 观察___________________比较重力势能的大小。 质量 桌子陷入沙子程度 高度 采用的研究方法是__________、_______ 控制变量法 转换法 质量相同的物体，被举位置越高，他的重力势能就越大 实验2：探究重力势能大小与质量的关系 控制______不变，改变______。 观察__________________比较重力势能的大小。 高度 桌子陷入沙子程度 质量 重力势能的大小跟物体的质量和被举高的位置有关； 质量越大，位置越高，重力势能越大。 实验结论： 被举高度相同的物体，质量越大，它的重力势能就越大 物体由于 而具有的能量叫弹性势能 发生弹性形变 弹性势能的大小跟弹性形变的大小和形变物体的材料有关； 材料相同时，弹性形变量越大，弹性势能越大。 3、弹性势能 三、机械能及其转化 温故知新 1、什么是动能？影响动能大小的因素是什么？ 2、什么是重力势能？影响重力势能大小的因素是什么？ 3、什么是弹性势能？影响弹性势能大小的因素是什么？ 4、什么是机械能？ 动能 势能 + = 机械能 【问题与思考】 拉伸的弓具有 能。松手后弓恢复原来形状，那弓的弹性势能哪里去了？ 被举高的球具有 能 球释放后，重力势能会不断 ，减小了的重力势能去哪呢？ 上抛的球速度会越来越小，那减小了的动能又去哪呢？ 重力势能 减小 弹性势能 一、动能与势能的相互转化 【实例1】 观察单摆的运动过程，分析动能和势能的变化？ 如图观察摆球摆动过程中高度、速度、摆幅的变化情况，分析摆球动能、重力势能变化情况，机械能的变化情况。 （1） 摆球从高处向低处摆动时（从A到B或从C到B）时：高度 ，重力势能 ，速度 ，动能 ， 能转化为 能 （2） 摆球从低处向高处摆动时（从B到A或从B到C）时： 速度 ，动能 ，高度 ，重力势能 ， 能转化为 能 结论： 2.动能和重力势能转化的标志： 1.动能和重力势能可以相互转化 物体的 和 同时变化，且其中一个增大，另一个 （此增彼减） 降低 减小 增大 增大 重力势 动 减小 减小 增大 增大 动 重力势 动能 重力势能 减小 滚摆：观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和重力 （1）滚摆下降时：高度 ，重力势能 ；速度 ，动能 。在下降过程中 能转化为 能。 （2）滚摆上升时：速度 ，动能 高度 ，重力势能 。上升过程中 能转化为 能。 分析以上实验，得出结论： （1） 能和 ____ 能可以 （2）物体动能和重力势能相互转化的标志是： 物体的 和 同时变化， 且其中一个增大，另一个 （此增彼减） 【实例2】 降低 减小 增大 增大 重力势 动 减小 减小 升高 增大 动 重力势 动 重力势 相互转化 动能 重力势能 减小 【实例3】 （1）小车从B处向O运动的过程中，弹簧的形变量 ， 弹性势能 ；小车的速度 ，动能 ，在此过程中 能转化为 能 （2）小车从O处向A运动的过程中，小车的速度 ，动能 ；弹簧的形变量 ，弹性势能 ；在此过程中 能转化为 能。 如图，弹簧左端固定，原长在O点，将小车拉至B点后放手，分析小车运动过程中能量的转化： 结论：实验表明： 。 动能和弹性势能的转化 减小 减小 增大 增大 弹性势 动 减小 减小 增大 增大 动 弹性势 动能和弹性势能可以相互转化 二.机械能守恒的条件： 【交流与讨论】 1.滚摆、单摆摆动过程中摆幅会越来越小，机械如何变化？为什么？ 结论：滚摆和单摆在摆动过程中摆幅越来越 ，是因为受到 ___________力的作用，故机械能会_______ 当 ， 机械能的总量保持不变。即机械能守恒。 小 摩擦阻力 减小 2.在什么条件下它们会永远摆动下去？ 没有任何摩擦和无阻力 结论：机械能守恒的条件： 只有动能和势能转化时 （不计任何摩擦和阻力） 三.动能与势能相互转化的应用和实例 1.篮球下落又弹起时能量的转化？ （1）皮球下落： 高 度 减 小 重力势能减小 速 度 增 大 动能增大 转化 （2）皮球接触地面： 速 度 减 小 动能减小 弹 性 形 变 增 大 弹性势能增大 转化 （3）皮球在恢复原状的过程中： 形 变 减 小 速度 增 大 弹性势能减小 转化 动能增大 （4）皮球上升时： 动能减小 重力势能增大 转化 分析整个过程， 皮球能量的转化是： 重力势能 动 能 弹性势能 近地点 远地点 构建物理模型 机械能守恒吗？从远地点到近地点，离火星面的高度在 ，重力势能在 ，动能在 ，速度在 ，能量由 转化成 。 降低 减小 增大 增大 重力势能 动能 2.卫星运行过程中动能与势能的转化 四.技巧与方法指导： 1.读题时一定要关注与物体的 、 有关的关键词， 如：匀速、加速、减速；上升、下降等 （1）看题中有无机械能守恒的条件： 2.分析重力势能的变化时，若物体的运动包含上升和下降过 程，一定 要分 个阶段分别分析。 (2)分别分析物体的动能和势能如何变化，再将动能和势能相加，看其总和是否变化。 两个 3.分析机械能能是否守恒的方法有两种： 速度 高度 不计任何摩擦和阻力 1、在2021年5月29日，“天舟二号”在海南文昌航天发射中心成功发射升空，于5月30日“天舟二号”货运飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接。运载火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（ ） A、动能增加，重力势能不变，机械能增加 B、动能增加，重力势能增加，机械能增加 C、动能不变，重力势能不变，机械能不变 D、动能增加，重力势能增加，机械能不变 B 牛刀小试——我能行 (2011山西17题3分)如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是(　　) A. “套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大 B. “套圈”在b点的机械能大于a点的机械能 C. “套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小 D. “套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小 D Lavf58.7.100 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 $$