12.1 机械能-2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

九年级物理学科教案（学案） 12.1 机械能 第 2 个教案 学习目标： 1．知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2．通过实验探究，知道机械能的转化，并能解释与机械能相关的一些现象。 学习重点：机械能间的相互转化 学习难点：解释生活中机械能相互转化的现象 温故知新 导引自学 1．思考：图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？动能和势能发生变化吗？ 2. 物体只具有动能的两个例子： 。 物体具有势能的两个例子： 。 物体既有动能又有势能的两个例子： 。 交流质疑 精讲点拨 活动一：机械能 （1）机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能是和物体的运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 （2）机械能大小的决定因素 质量、速度、高度、弹性形变量等。 想一想：高空飞行中的飞机具有什么能量？ 活动二：观察摆球动能和重力势能的转化 （1）单摆实验 【实验】如图所示，摆球在竖直平面内摆动，在A、C点时最高，在B点时最低，所以摆球的运动可分为下降段和上升段。 其能量转化情况见下表。 运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 A→B 降低 减小 变大 增大 B→C 升高 增大 变小 减小 C→B 降低 减小 变大 增大 B→A 升高 增大 变小 减小 （2）滚摆实验 运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 下降 降低 减小 变大 增大 上升 升高 增大 变小 减小 如图所示，将滚摆挂起来，捻动滚摆，使悬线缠绕在轴上，当滚摆上升到最高点后，放开手，滚摆会下降和上升，能量变化的分析过程如下表所示。 活动二：讨论、分析动能和势能相互转化的实例 1．游乐场的过山车的动能和势能是怎样变化？ 2．撑杆跳高的运动员动能和重力势能怎样变化？ 3．观察模拟蹦极实验，分析动能和重力势能怎样变化？ 总结：物体的动能和势能统称 能，一个物体可以只具有 能或只具有 。也可同时具有 和 能。且它们之间可以相互转化。 4．注意：动能和势能的相互转化的条件 （1）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且一定是此增彼减。 （2）动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。 活动三：海洋中的机械能 看书中 “生活 物理 社会”认识海浪能、海流能和潮汐能及运用。 当堂反馈 拓展迁移 1．掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 2. 如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t 的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　） A．重力势能不变 B．动能增大 C．机械能不变 D．机械能增大 3. 2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（　　） A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能 B．他起跳后到达最高点时，机械能最大 C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢 D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的 4．如图，让小球从光滑轨道AOB的A点由静止开始自由滑下，A点的高度H大于B点的高度h，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　） A．a B．b C．c D．d 5．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过①、②、③位置中的某两点M、N，其动能和重力势能的数据如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A．小球在整个运动过程中，机械能保持不变 B．小球在“①”点的动能可能小于“②”点的动能 C．小球在M点的重力势能大于在N点的重力势能D．小球经过的M点就是“③”点 6．如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为_____J；摆球从A点到O点的过程中，_______能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小______（选填“不变”或“减小”）。 7．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落，到达最高点的过程中是动能和_________（动/重力势/弹性势，下同）能转化为______能，下落过程中______能逐渐增加。 学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？ 课后作业： 1．“神州五号”载人飞船的返回舱在进入大气层穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱 （ 　　） A．动能不变，势能减小，机械能减小　　 B．动能减小，势能减小，机械能减小 C．动能增大，势能减小，机械能增大 　　D．动能减小，势能增大，机械能不变 2．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（　　） A．小球在A、C处的势能最大 B．小球在B处只受重力作用 C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能 D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止 3．下面事例中，由重力势有转化成动能的是（　　 ） A．风吹动风车转动 B．拉弯的弓把箭射出去 C．拧紧的发条带动钟表指针转动 D．秋千从高处向低处摆动 4．学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块从a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小石块动能一直在增加 B．小石块减少的重力势能全部转化为动能 C．小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能 D．小石块到达c点时，动能为零 5．自行车下坡时，不瞪脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐_______，自行车的重力势能逐渐______。(选填“增大”、“减小”或“不变”) 6．在花样跳伞表演时，跳伞运动员在空中匀速下降阶段，他的动能______，机械能 ．(选填“变大”、“变小”，或“不变”) 7．我们看杂技演员从高处跳下落在绷床上，又被弹起的过程如图所示，请你写出演员在表演时涉及到2个物理知识。（1）__________________（2）________________________ 8．如图是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出去，原因是 能转化为 能；它又能自动滚回来的原因是 能转化为 能。 9．如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，重力势能 　 　 （选填“增大”或“减小”，下同），动能　 　 ，所以近火点的速度　 　 （选填“＞”、“＜”或“＝”）远火点的速度。 10．让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha＝0.4m，hb＝0.5m，hc＝0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 　 　 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 　 　 状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为 　 　 N。由a点到b点，动能变化量 　 　 （大于/小于/等于）重力势能变化量。 12.1.2第 4 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理学科教案（学案） 12.1 机械能 第 1 个教案 学习目标： 1．知道动能的概念，知道动能的决定因素，并能解释与动能相关的一些简单现象； 2．了解弹性势能的概念，了解弹性势能的决定因素，并能解释与弹性势能相关的一些简单现象； 3．知道重力势能的概念，知道重力势能的决定因素，并能解释与重力势能相关的一些简单现象。 学习重点： 动能、弹性势能和重力势能的概念理解，知道动能、弹性势能和重力势能的决定因素。 学习难点： 解释动能、弹性势能和重力势能相关的一些生活现象。 温故知新 导引自学 1．为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？ 2．如图所示，这三张图片有什么共同点吗？ 3．如图所示，高空抛物会有什么危险，为什么？ 4．根据能量定义判断对错。 (1)物体能够做功，就说这个物体具有能量（ ）(2)能够对外做功越多的物体具有的能量越多 （ ） (3)具有能量的物体一定做功（ ）(4)能量多的物体一定做功多（ ） 交流质疑 精讲点拨 活动一：能量概念 1. 思考：什么情况下能做功？ 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。 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）。 活动二：探究影响动能大小的因素 1．问题：为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么同样的道路上？不同车型允许的最大速度不一样？ 2． 猜想：物体的动能大小可能与哪些因素有关？ 3．实验设计： （1）用什么方法来判断动能的大小？ （2）怎样控制变量？ 议一议： (1)小车分别从斜面顶部和中部由静止释放，哪种情况下小车运动至斜面底端时速度大？哪种情况下木块被撞击后滑动的距离较远？这说明了什么？ (2)装入槽码的小车和未装槽码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，哪种情况下小车运动至斜面底部时的速度大?哪种情况下木块被推得较远，这又说明了什么？ 4．进行实验及结论： 实验结论：物体的动能的大小与物体的_______和物体的______有关，物体的_______越大，______越大，它具有的动能越大。 活动三：探究影响弹性势能大小的因素 1．想一想：弹性势能可能与什么因素有关？ 2．如图所示（c）上紧发条钟表工作时间长 当堂反馈 拓展迁移 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。图（c）中机械钟表的发条上得越紧，钟表工作的时间越长。 结论：事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 活动四：模拟打桩 1．问题：从山上滑下的石头能破坏山脚下的道路和建筑，什么情况下，石头的破坏性更大? 2．猜想：物体的重力势能大小可能与哪些因素有关？ 3．实验设计： （1）用什么方法来判断物体重力势能的大小？ （2） 怎样控制变量？ 4．观察“模拟打桩”实验： 实验结论：物体的重力势能的大小与物体的_______和物体的______有关，物体的_______越大，______越大，它具有的重力势能越大。 课堂总结：比较动能和势能 动能 势能 重力势能 弹性势能 概念 决定因素 相同点 学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？ 当堂反馈 拓展迁移 1．下列关于功和能的说法中正确的是 （ ） A．能量就是物体做功的本领，所以能量就是功 B．一个物体具有的能量越多，这个物体具有的功越多 C．做功越多物体的具有的能越大 D．具有能的物体不一定正在做功 2．我国研制成功的超音速反舰导弹，因为它接近敌舰的速度极快，故很难拦截；导弹发射后，若敌舰侥幸将其拦截击中，但导弹的残骸仍能以极高的速度横扫敌舰，给其以重创、高速飞行的导弹残骸能有这么大的威力，是因为它们具有（ ） A. 较大的动能 B. 较大的势能 C. 较大的质量 D. 较大的密度 3．现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的（　 　） A．动能减小、重力势能减小 B．动能减小、重力势能不变 C．动能不变、重力势能减小 D．动能不变、重力势能不变 4．如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图，下列说法错误的是（ ）　 A．该实验物体的动能是指物体A B．该实验物体动能的大小是通过木块B移动的距离来反映的 C．该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时B的速度，它是通过高度来改变的 D．实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变物体A的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系 5．洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中，洒水车的动能将 因为 。 6．小明和小华在山顶上看到一块石头，小明说：“这么巨大的石头楚在这么高的山上，一定具有很大的重力势能”，小华听了不以为然,他认为:“这块石头根本没有被举高，所以不具有重力势能。”你怎样看待他们的观点？ 课后作业： 1. 关于功和能的关系的说法中，下列说法中正确的是（ ） A. 一个物体没有做功，它一定不具有能量B. 一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C. 一个物体具有能量，说明它正在做功D. 一个物体能够做功，说明它具有能量 2. 下列物体中: ①卷紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被适当拉伸的弹簧；④充满气的气球。 具有弹性势能的是 （ ） A. ①②③④　　　　     B. ①③④ C. 只有①　　　　     D. 只有①③ 3. 如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大D．动能减小，重力势能减小 4．如图所示，在跳板跳水比赛中，运动员总是尽可能把跳板向下压弯一点，然后再高高腾起。不计空气阻力，下列分析正确的是（ ） A．向下压弯跳板的过程中，跳板的弹性势能变小 B．离开跳板向上腾起的过程中，运动员的动能变大 C．向下压弯跳板的过程中，跳板的弹性势能变大 D．尽可能把跳板向下压弯点，为了增大运动员惯性 5．为了研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球从斜面_____ 高度由静止滚下，观察比较木块被撞后移动的距离。对比如图甲、乙，可以得出结论：速度相同的物体，质量_____ ，动能就越大。由此，可以解释汽车_____ （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 6. 小明学做家乡特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个不小心让饮料瓶落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，想利用玉米面团和装有水的饮料瓶探究影响重力势能的因素。随后他依次做了如图所示的实验。 （1）通过面团的凹陷程度可以确定水瓶下落前__________的大小； （2）利用实验①、②可探究重力势能大小与物体的______是否有关； （3）要研究物体的重力势能是否与物体所在高度有关，应对比实验_________（选填实验序号）的结果； （4）高空抛物是一种危害公共安全的行为，请阐述不能高空抛物的原因：________ 。 7．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失） （1）小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是 　 　 ； （2）该实验是通过观察 　 　 来判断小球的动能大小； （3）小华同学将实验装置改进成图乙（图乙中小球撞击木块前接触面光滑，撞击后接触面粗糙）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，球离开弹簧撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 　 　 的关系； （4）小华觉得利用图乙的装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块即可。小华的设计方案 　 　 （选填“可行”或“不可行”），如果用该方案，你将观察到的现象是 　 　 。 12.1.1第 3 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $