11.4 动能和势能- 2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

2025-2026学年新沪粤版物理九年级上册第十一章 功与机械能 11.4 动能和势能（第1课时） 课标导航 2022版课程标准 1. 知道动能、势能。 2. 了解生活中有关动能、势能的例子。 课时学习目标 1. 能列举实例，说明运动的物体能对其他物体做功，具有动能。 2. 知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。 3. (重点)观察实例，建立弹性势能和重力势能的概念，知道影响弹性势能、重力势能大小的因素。 概念梳理 1.能 (1)定义：一个物体能够对别的物体 做功 表示这个物体具有能量或能。 (2)单位：在国际单位制中，功的单位是 焦 ，能的单位也是 焦(J) 。 【名师点拨】影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 2.动能和势能 (1)动能：物体由于 运动 具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有 动能 。 (2)重力势能： 被举高 的物体具有的能。 (3)弹性势能：物体发生 弹性形变 而具有的能。 【名师点拨】1.影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。 2.影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。 【概念辨析】 判断下列说法，正确的画“√”，错误的画“×”。 1．弹性越好的物体具有的弹性势能越大。（　×　） 2．奔跑的猎豹、飞行的子弹都具有动能。（　√　） 3．物体在被拉伸、扭转、弯曲时而具有的能量是弹性势能。（　√　） 4．挂在树上的苹果没有重力势能。（　×　） 教材实验闯关 实验一：探究物体动能的大小与什么因素有关 1.【提出问题】：物体动能的大小与什么因素有关？ 2.【猜想与假设】： （1）物体动能的大小可能与物体的质量有关。 （2）物体动能的大小可能与物体的速度有关。 3.【设计与进行实验】 （1）实验器材：木板、木块、质量 不同 的小球. （2）实验装置： （3）实验步骤: ①将木板的一端垫高,形成-一个斜面; ②让同一小球从斜面的 不同 （选填“不同”或“相同”）高度由静止开始滚下,撞击木块,比较木块被撞击后运动的距离; ③分别让质量 不同 （选填“不同”或“相同”）的小球从斜面的同一高度由静止开始滚下,撞击木块，比较木块被撞击后运动的距离. 4.【分析与论证】：物体动能的大小与物体的质量和速度有关,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 。 5.【交流与反思】： （1）本实验用到的物理研究方法： 转换法 和 控制变量法 ； （2）机械能及其转化：物体从斜面运动到水平面，重力势能转化为 动 能，其动能大小是通过 距离s （选填“高度h"或“距离s"）的大小来反映的; （3）实验中，若水平面绝对光滑，小球将做 匀速直线运动 ，不能达到探究目的。 实验二：探究物体重力势能的大小与什么因素有关 1.【提出问题】：物体重力势能的大小与什么因素有关？ 2.【猜想与假设】： （1）物体重力势能的大小可能与物体的质量有关。 （2）物体重力势能的大小可能与物体的高度有关。 3.【设计与进行实验】 （1）实验器材:重物和小木桩. （2）实验装置: （3）实验步骤: ①让同一重物从不同的高度落下打击小木桩并观察木桩陷入沙中的深度; ②让不同的重物从相同的高度落下打击小木桩观察木桩陷入沙中的深度. 4.【分析与论证】：（1）同一物体被举得越高，它具有的重力势能 越大 。 （2）同一高度，物体的 质量 越大，它具有的重力势能越大。 5.【交流与反思】：（1）本实验用到的物理研究方法是 控制变量法 和 转化法 ； （2）实验中重力势能的大小是通过 木桩陷入沙中的深度 来反映的； 一阶 练基础 知识点1 动能 典例1．下列关于能的叙述中，正确的是（　A　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能 C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 变式1．下列物体中具有动能的是（　C　） A．放在桌子上的玻璃杯 B．挂在树上的苹果 C．正在滑雪的人 D．停在机场上的飞机 变式2．（跨学科·日常生活）火车、汽车与摩托车三种车辆如果速度相等，那么，它们的动能（　A　） A．火车的最大 B．汽车的最大 C．摩托车的最大 D．一样大 跨学科实践解读：能发现日常生活中与“动能”有关的物理问题。 变式3．小丽从学校回家过程中如图示是她的s﹣t图象，则小丽动能最大的时间段是（　C　） A．在t1﹣t2时间内 B．在t2﹣t3时间内 C．在0﹣t1时间内 D．无法确定 【思路点拨】物体由于运动而具有的能量叫动能。影响动能大小的因素：质量和速度，物体质量越大、速度越大，物体的动能越大。 知识点2 重力势能 典例2．（跨学科·日常生活）如图所示的苹果树上结有三个质量相等的苹果，其中重力势能最大的苹果是（　C　） A．甲 B．乙 C．丙 D．一样大 跨学科实践解读：能发现日常生活中与“重力势能”有关的物理问题。 变式1．唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 　重力势　能，后一句表明长江水具有 　动能　大。 变式2．（跨学科·社会发展）我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将亚太6E卫星发射升空。火箭在加速升空阶段，飞船的动能 　变大　，重力势能 　变大　，机械能 　变大　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 跨学科实践解读：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。 变式3．（跨学科·日常生活）某同学在进行排球垫球训练，如图所示，排球上升过程中，重力势能 变大 ，动能 变小 （均选填“变小”“不变”或“变大”）。 【思路点拨】重力势能的大小和质量以及物体所处的高度有关，在质量一定的情况下，重力势能的大小取决于物体所处的高度。 知识点3 弹性势能 典例3.下列选项中不是利用弹性势能工作的是（　C　） A．撑杆跳高 B．玩具“上发条”式的蹦蹦跳青蛙 C．电动玩具汽车在轨道上运动 D．跳水运动员在跳板上起跳 变式1.（跨学科·日常生活）如图是小丽玩蹦床的情景，在小丽与蹦床接触的瞬间，蹦床受到力的作用而弯曲，说明力可以使物体 发生形变 ，此时蹦床具有 弹性势 能， 跨学科实践解读：能发现日常生活中与“弹性势能”有关的物理问题。 变式2.下列物体中，只具有动能的是 ①④ ；只具有重力势能的是 ⑥ ；只具有弹性势能的是 ② ；既具有动能又具有势能的是 ③⑤ 。（均选填序号） ①水平地面上行驶的汽车 ②被拉长的橡皮筋 ③空中飞翔的鸽子 ④水平草地上滚动的足球 ⑤从斜坡上滚下的石头 ⑥矗立在山上的巨石 【归纳总结】(1)动能：物体由于运动具有的能叫做动能。 (2)重力势能：被举高的物体具有的能。 (3)弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能。 二阶 提能力 1．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地高度（h）的关系（　B　） A．B．C． D． 2．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的　动　能。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将　变大　（选填：变大、变小或保持不变）。 3．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与　橡皮筋伸长的长度　有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而所用“子弹”的质量不同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”射出时的　速度　小。 4.每周五是某中学学生的社团活动日，“有趣的物理”社团的同学们设计了如图甲、乙所示的实验，来探究动能的大小与哪些因素有关。 （1）该实验是通过观察 纸盒移动的距离 来比较小球动能的大小，从而得出结论的。 （2）分析比较甲、乙两次实验，得出的结论是 在速度一定时，物体的质量越大，动能越大 。这个结论可用于解释汽车 超载 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 （3）探究动能与速度的关系时，应选择让质量 相同 的钢球从斜面 不同 高度的位置开始运动。（均选填“相同”或“不同”） （4）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ 不能 ，理由是  水平面绝对光滑，纸盒被撞后将做匀速直线运动，无法比较动能大小 。（高阶思维） 5.（高阶思维）在研究“物体的重力势能与哪些因素有关”的实验中，让两个大小相等的物体静止从空中同一高度落下，撞击相同的木桩，陷入沙坑中的情况如图所示。 （1）在准备实验器材时，需要两个质量  不同 的物体，这样做的目的是 控制物体的高度相同，来改变物体的质量，研究物体重力势能和物体质量的关系 。 （2）重力势能的大小通过观察 木桩陷进沙坑的深度 来体现，这种间接的实验方法在物理中称为 转换法 。 （3）由实验可以得出：重力势能的大小与 质量 有关。 2025-2026学年新沪粤版物理九年级上册第十一章 功与机械能 11.4 动能和势能（第2课时） 课标导航 2022版课程标准 1.通过实验，了解动能和势能的相互转化 课时学习目标 1. (重点)观察实验，了解动能和势能的相互转化。 2. (重点)理解机械能之间的相互转化，并以此解释生活中的一些现象。 概念梳理 1.机械能:物体的 动能 和 势能 的统称。 2.机械能的转化及守恒 (1)转化: 动能 和 势能 可以相互转化. (2)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和保持不变(机械能守恒). 【概念辨析】 判断下列说法，正确的画“√”，错误的画“×”。 1．机械能包含动能和势能，势能又包含重力势能和弹性势能 （ √ ） 2．在一定条件下，其他形式的能可以转化为机械能 （ √ ） 3．处于静止状态的物体，其机械能一定为零 （ × ） 4．流动的水和风都具有机械能 （ √ ） 5．小明在荡秋千过程中，动能和势能在不断地发生转化 （ √ ） 6．有机械运动就一定有动能 （ √ ） 一阶 练基础 知识点1 动能和势能的相互转化 典例1.如图展示了你熟悉的生活事例，请你根据要求填空。 甲 乙 丙 丁 （1）如图甲所示，小孩从光滑的滑梯上滑下来时， 重力势 能转化为 动 能。 （2）如图乙所示，弹弓将子弹水平射出时， 内 能转化为 动 能。 （3）如图丙所示，滚摆上升的过程中， 动 能转化 重力势 能。 （4）如图丁所示，飞快的网球撞击球拍时， 动 能转化为 弹性势 能。 变式1．如图所示，弹簧的上端固定一块木板，小虎同学从地面跳上木板后，向下压缩弹簧的过程中，他的重力势能、弹簧的弹性势能变化情况是（　A　） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能增大，弹性势能增大 D．重力势能减小，弹性势能减小 变式2．（教材图片题）在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌。如图是朱雪莹比赛时的场景，下列说法正确的是（　A　） A．从高处下落到接触蹦床前，她的重力势能转化为动能 B．她在蹦床上下落到最低点时，蹦床具有的弹性势能最小 C．弹离蹦床后，她在上升的过程中，弹性势能转化为动能 D．在最低点时速度为零，运动员受力平衡 【归纳总结】 1. 动能大小的影响因素：质量越大，速度越大，动能越大。 2. 重力势能的影响因素：质量越大，高度越高，重力势能越大。 知识点2 机械能守恒 典例2．如图为伽利略斜面实验，如果没有摩擦力，无论斜面缓陡，小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处，小球好像“记住“了其起始高度。下列说法错误的是（　B　） A．这是一种理想实验 B．A到B过程中小球动能先减小后增大 C．小球运动到乙斜面的过程机械能守恒 D．小球“记住”的是与起始高度相联系的能量 变式1.（跨学科·日常生活）如图所示，学生进行背越式跳高练习，如果不计学生与空气的摩擦，则： （1）学生在上升阶段， 动 能转化为 重力势 能，总的机械能 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）学生在下落阶段， 重力势 能转化为 动 能，总的机械能 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 跨学科实践解读：能发现日常生活中与“机械能守恒”有关的物理问题。 变式2．（跨学科·社会发展）中国航天跻身世界第一方阵，人造卫星对推动国民经济、国防建设做出了积极贡献。图中卫星沿椭圆轨道绕地球运行。卫星由远地点向近地点运行时，动能 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）；机械能 　守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。 跨学科实践解读：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。 变式3．如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（　D　） A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能 B．小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒 C．小木块P运动到最高点时处于平衡状态 D．小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加 【归纳总结】 如果只有动能和势能相互转化，那么机械能是守恒的。如果没有提到“忽略阻力”“完全光滑”等，则机械能是不守恒的。 二阶 提能力 1．如图所示为摄影机记录的金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程的说法正确的是（　D　） A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐增大 B．他起跳后到达最高点时，动能为零 C．他从空中下落过程中，动能转化为重力势能 D．不计空气阻力，他在空中运动时机械能守恒 2．（跨学科·社会发展）神舟二十号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟二十号着陆器为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（　C　） A．动能不变，重力势能减小，机械能减小 B．动能增加，重力势能减小，机械能不变 C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能变大 跨学科实践解读：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。 3．如图所示，质量为30g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，最后到达d处时恰好停下。在上述过程中（　C　） A．小球从a到b的过程中势能全部转化为动能 B．小球到达c处不具有动能 C．小球停在d处势能减小 D．这一过程能量不守恒 4.（跨学科·日常生活）图甲所示为惊险刺激的过山车，图乙为过山车的部分简化示意图，过山车沿轨道从A处由静止运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则下列说法正确的是（　C　） A．过山车在A点的重力势能最大，B点的动能最小 B．过山车在A点的机械能大于在D点的机械能 C．过山车由A到B的过程中，动能增大，势能减小，机械能不变 D．过山车由B到C的过程中，动能减小，势能增大，机械能变大 5．在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌，他在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（　C　） A．从a点下滑到b点过程中，势能增加 B．在a点的重力势能等于c点的重力势能 C．在c点的机械能等于d点的机械能 D．从b点运动到c点过程中，动能减少，c点动能为0 学科网（北京）股份有限公司 $$