11.4 动能和势能-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步备课（沪粤版2024）

11.4 动 已课前预习导航 一、能量 1.定义：一个物体能够对别的物保做功， 我们就说这个物体具有能量，简称能。物体能 够做的功越多，这个物体具有的能就越多。 易错曾园 物体“能够做功”与“做功”是两个不同 的概念。“能够做功”表示物体具有做功的 本领，与做不做功没关系。物体能够做的功 越多，具有的能就越多，但具有的能多的物 体不一定做功多。“做功”是一个过程，是力 经过一段距离后取得的成效。 2.单位：能量的单位与功的单位一样，在 国际单位制中，功的单位是焦耳(J),能量的单 位也是焦耳(J)。 3.能量的形式：能量的形式是多种多样 的，机械运动中有机械能，电现象中有电能，热 现象中有内能（热能），光现象中有光能，化学 变化中有化学能等。 二、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动 能。一切运动的物体都有动能。 2.影响动能大小的因素：物体的质量和物 体运动的速度。 (1)质量相同的物体，运动速度越大，它的 动能越大。 (2)运动速度相同的物体，质量越大，它的 动能越大。 名师恩晴 严禁机动车超速和超载，实质上就是为 了控制机动车动能的大小。因为机动车的 速度越大、质量越大时，其动能也就越大，遥 到紧急情况时越不客易制动，就越客易发生 交通事故。 能和势能 三、势能 1.势能的分类：重力势能和弹性势能。 2.重力势能：高处的物体由于受重力作用 而具有的能叫做重力势能。一切被举高的物 体（处于高处的物体）都具有重力势能 影响重力势能大小的因素：物体的质量和 披举高的高度。 (1)质量相同的物体，被举得越高，重力势 能就越大。 (2)被举高的高度相同时，物体的质量越 大，重力势能就越大。 3.弹性势能：物体发生弹性形变而其有的 能叫做弹性势能。一切发生弹性形变的物体 都具有弹性势能，且物体的弹性越强，发生的 弹性形变越大，它具有的弹性势能也就越大。 四、机械能的转化（高频考点：10年6考】 1.机械能：动能和势能统称为机械能。机 械能=动能十势能，它的单位是焦耳()。 2.物体的动能和势能是可以相互转化的。 有摩擦等阻力时，在动能和势能的相互转化 中，机械能会不断减小 已重点实验讲解 【实验名称】探究动能的大小与哪些因素 有关。 【提出问题】物体动能的大小与哪些因素 有关？ 【猜想与假设】 1.动能的大小可能与物体的质量有关。 2.动能的大小可能与物体运动的速度有关。 【设计实验与制订计划】 1.研究方法：控制变量法和转换法。 2.实验器材：斜面、质量不同的两个钢球、 木块等。 上阳第十一章 【进行实验与收集证据】 1.实验过程 (1)如图甲所示，让质量为m的钢球分别从 斜面上A处和B处由静止滚下，并撞击静止在 水平面上的木块，观察木块被推动距离的远近。 (2)如图乙所示，让质量分别为m和M (m<M)的钢球先后从斜面同一高度处由静止 滚下，使其撞击静止在水平面上的木块，观察 木块被推动距离的远近。 2.实验现象 图甲中A处的钢球推动木块移动的距离较 远：图乙中质量较大的钢球推动的距离较远： 【实验结论】物体的动能与物体的质量和 运动速度有关。质量相同的物体，运动速度越 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 已经典例题剖析 【例11(2024广安)右图所 示的是一款用于某校五四汇演 航拍的新型智能无人机。它在 竖直向上匀速运动的过程中 A.动能增大，重力势能增大，机械能增大 B.动能减小，重力势能增大，机械能不变 C.动能不变，重力势能增大，机械能增大 D.动能减小，重力势能增大，机械能减小 【解题点拔】物体的质量越大，速度越大， 物体的动能越大；物体的质量越大，被举的高 度越高，物体的重力势能越大：物体的机械能 等于物体动能和势能的总和。由此可知无人 机匀速上升时，其动能、重力势能及机械能的 变化情况。 【例2】下图所示的是滚摆完成一次下降和 上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位 16 九年级物理HY板 置时 起点 上升的 最低点 最高点 A.重力势能不同，动能相同 B.重力势能不同，动能不同 C.重力势能相同，动能相同 D.重力势能相同，动能不同 【解题点拨】由图可知，滚摆起点的位置高 于滚摆上升的最高点，说明滚摆在运动的过程 中由于存在摩擦，机减能逐渐变小，因此滚摆 在乙位置的机械能会小于在甲位置的机械能； 根据重力势能的影响因素分析甲、乙位置滚摆 重力势能的大小关系，结合机械能等于动能与 重力势能之和就可得出甲、乙位置滚摆动能的 大小关系。 参考答案0【例1】C【例2】D 已课内基础闯关 考点①能量 1.关于功和能的关系，下列说法正确的是 A.具有能的物体一定正在做功 B.物体具有的能越大，做的功越多 C.物体做的功越多，它具有的能越大 D.物体能够做的功越多，它具有的能就越大 考点②动能 2.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中 飞行，如果它们的动能相等，那么() A.燕子比鸽子飞得快 B.鸽子比燕子飞得快 C.燕子比鸽子飞得高 D.鸽子比燕子飞得高 考点③势能 3.如图所示，在“探究物体的重力势能与哪些因 素有关”的实验中，已知物块的质量的大小关 系为一e<,让物块从木桩正上方的某 一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实 验中木桩进入沙中的深度如图所示。比较a、 b可知，物体重力势能的大小与物体的 有关：比较 可知，物体重 力势能的大小与物体的质量有关。 200 400 600 800 第3题图 第4题阁 4.某地的等高线地形图（单位：米）如图所示， 数值表示海拔。若把同一个物体分别放在 A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力 势能 A.在A点时最大 B.在B点时最大 C.在C点时最大 D.在A、B、C三点一样大 考点④机械能的转化 5.频频发生的高空抛物坠物事件严重危害人 民群众生命财产安全，原因是物体质量不变 时，所处的高度越高，物体所具有的重力势 能越 (选填“大”或“小”)。当高 处的物体坠落时，重力势能转化为 能，从而带来安全隐患 6.下列图片所示的情景中，属于动能转化为重 力势能的是 A.热气球匀速下降B拉弓射箭 C.渔网散开落下 D.滑板滑上坡顶 产课外拓展提高 一、填空题 1.(2024一2025新余期中)我国古代曾用多股 蚕丝作为弓的弦。经验表明，弦拉得越长，弓 拉得越弯，弓具有的 (选填 “动能”或“弹性势能”)就越大。忽略空气阻 力，箭在空中飞行时， (选填 “动能”“势能”或“机械能”)保持不变。 2.(2024威海)小明和爸爸在体验轮胎滑雪项 目时，平躺在相同规格的轮胎上，然后先后 从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质 量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小 明的动能 爸爸的动能（下滑过 程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩 擦)：在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐 的轮胎受到的摩擦力分别为f、f,则f 2。(均选填“大于”“小于”或 “等于”) 3.如果卡车空载和满载时都以同样的速度行 驶，那么卡车空载时具有的动能 满载时具有的动能。停放在山顶上的 卡车具有的重力势能 该卡车 下山后具有的重力势能。（均选填“大于” “小于”或“等于”) 二、选择题 4.神舟十八号载人飞船返回舱接近地面时，反 推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在 着陆预定区域。在此过程中返回舱() A.动能减小，重力势能减小，机械能不变 B.动能不变，重力势能减小，机械能减小 C.动能减小，重力势能增加，机械能不变 D.动能减小，重力势能减小.机械能减小 5.立定跳远是南昌体育中考项目之一，其动作 分解如下图所示。在此过程中考生() A.上升时，动能减小，势能减小 上阳第十一章 B.上升时，动能增大，势能增大 C.下落时，势能减小，动能增大 D.下落时，势能增大，动能减小 6.(2024自贡)很多同学都玩过荡秋千。在荡 秋千的过程中，下列说法正确的是() A,秋千荡到最低点时只有动能 B.秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C.从最低点荡到最高点的过程中，重力势能 转化为动能 D.从最高点荡到最低点的过程中，动能增 大，重力势能减小 7.如图甲所示，将一个带孔的金属球和一根弹 簧套在铁架台的金属杆上，现将金属球提到 A点后松手，金属球的高度随时间变化的情 况如图乙所示。下列说法正确的是() 120h/em A.弹簧的原长为50cm B.0~的过程中，金属球的动能先增大后 减小 C.0一t的过程中，金属球减少的机械能等 于弹簧增加的弹性势能 D.金属球在t1时刻的动能大于在t2时刻的 动能 三、实验与探究题 8.(2025新余期末)如下图所示，为探究物体的 动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块 等器材在同一水平面上进行探究活动。钢 球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运 动，碰上木块后，能将木块撞出一段距离s。 (1)实验中探究的“物体的动能”是指 (填字母) 18 九年级物理HY版 A.钢球在斜面上的动能 B.钢球撞击木块时的动能 C,木块被撞击后的动能 (2)利用图中的器材可以探究物体的动能大 小与物体速度的关系，可得出的结论是： 一定时，物体的速度越大，动 能 (3)若水平面是光滑的，则 (选 填“能”或“不能”)达到探究目的。 (4)实验过程中，发现木块移动的距离较短， 不易进行观察和比较。若要继续完成此实 验，则下列措施中可行的是 (填 字母)。 A.换质量更大的木块 B.换质量更小的钢球 C.增大斜槽高度 (5)钢球从斜槽往下运动的过程中，速度越 来越快，此时钢球的重力势能 ,动能 (均选填“增大” 或“减小”) 忘核心素养提升 科学思维(2024广州)如下图，某同学将篮 球掷向地面，篮球经过甲位置后碰到地面， 接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作 用力。 位置 机械能/小 重力势能/小 乙图 8 13 6 12 10 (1)篮球的直径为24.6 (选填 “mm”“cm”或“dm”),质量为0.6kg,g取 10N/kg,则该篮球受到的重力为 No (2)篮球经过甲、乙位置时的机械能和重力 势能如上表所示，则篮球与地面碰撞的过程 中损失的机械能为 J,在乙位置时 的动能为 J=800kg×10N/kg=8×102N (2)由W=F:可得，该机器人提升货物所做的功W Fs=G#h=8X10NX2m=1.6×10'J 由P-罗可得，该机器人提升货物的功率 p=Y-1.6x10」-1.6×10w 10s 4.解：(1)平衡车的最高速度v=18km/h=5m/s 小东3min骑行的距离s=t=5m/s×3×60s= 900m (2)小东在平直路面上骑行时，平衡车对路面的压力F =G=(m十m)g=(45kg十10kg)×10N/kg= 550N F 平衡车对路面的压强力=5一5X10·m 550N =1.1× 10°Pa (3)因为小东在平直路面以最高速度匀速骑行时处于 平衡状态，平衡车受到的牵引力和阻力是一对平衡 力，所以平衡车受到的牵引力F一f=0.1G一0.1× 550N=55N 平衡车的功案P=Y_坠=F0=55NX5m/s 275W 5.108075% 6.C 7.(1)120W (2)83.3% (3)100N 8.解：(1)重物受到的重力 G=mg=100 kgX10 N/kg=1000 N 使用“车梯”时，所做的有用功 W#=Gh-1000N×2m=2000J (2)绳子自由端移动的距离s=nh=4×2m=8m 使用“车梯”时人做的功（拉力做的总功） W。=F3=400N×8m=3200J 该过程中人做功的功率P=1-3200-320W 10s (3)使用“车梯”时做的额外功 Wm体-W每-W有m=3200J-2000J=1200J (4)“车梯”的机械效率刀一W。 里×100%=g000 3200J 100%=62.5% 11.4动能和势能 爵课内基础闯关 1.D2.A 3.高度B、c4.A 5.大动6.D 巴课外拓展提高 1.弹性势能机械能 2.小于小于3.小于大于 166 九年级物理HY版 4.D5.C6.D7.D 8.(1)B(2)质量越大(3)不能(4)C(5)减小 增大 窗核心素养提升 (1)cm6(2)12 阶段训练（一） 1.不做功做功 2.3.3×10减小 3.减小增大 4.等于小于小于大于 5.B6.C7.D8.AC 9.解：(1)货物静止在水平地面上时，对地面的压力 Fs=G=mg=40 kgX10 N/kg=400 N 货物对水平地面的压强 400N =5×103Pa (2)由图乙可知，绳子的有效段数n=2,故绳子自由端 移动的速度 =nug-2X0.2m/s=0.4m/s 工人匀速提升货物时，做功的功率 P-W--F.-250NX0.4m/s-100w (3)做的有用功W有m=Gh=400N×3m=1200J 绳子自由端移动的距离s=h=2×3m=6m 工人做的总功W。-Fs=250N×6m=1500J 指轮组的机枝效率一×10% 1200J 1500J ×100% =80% (4)为提高该滑轮组的机械效率，可增大提升货物的 重力。（合理即可）》 10.(1)0.771.4% (2)匀速左(3)低 (4)②③ 无关 本章培优方案 國重点图片在线 ①功②多③大④不会⑤铁锁在摆动过程中，会 克服空气阻力做功，机械能会减小⑤大⑦大⑧动 ⑨重力势⑩重力势⑩动 图易错易混赏析 易错辨析 (1)×(2)/(3)×(4)×(5)/(6)J (7)/ (8)X @A层基础训练 1.不变做2.0重力势 不变 3.<<4.=> 5.C 6.BD 7.(1)100N (2)30W (3)90%