11.4 动能和势能-2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

该初中物理课件围绕“动能和势能”展开，从生活现象引入（如气球砸车），逐步构建能量概念，再通过实验探究动能与质量、速度的关系，以及势能的分类与影响因素，形成由浅入深、逻辑清晰的知识链条，有效搭建了从现象到规律的学习支架。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养。例如，用“水气球砸车”创设真实问题情境，引导学生建立能量观念；在探究动能大小影响因素时，巧妙运用控制变量法和转换法，培养学生模型建构与科学推理能力；强化训练题设计贴近生活，如电梯加速上升判断机械能变化，既考查知识迁移又提升证据意识。此资料不仅帮助学生理解能量本质，发展科学思维，也为教师提供可直接使用的教学范式，显著提升课堂效率与学生参与度。

11.4 动能和势能 某高层住宅的楼下，一辆车的车顶遭到损毁， 柔软的水气球为什么会将坚固的车顶砸坏呢 ？ 警察在现场只看到了一个破碎的气球和一些水迹。 经过分析，原来“罪魁祸首”正是这个装水的气球。 打桩机上被举高的重锤落下来可以把桩打进地里 压弯的跳板把运动员弹起 台风把大树吹倒 举高的重锤、压弯的跳板、台风都对物体做了功。 1．定义： 物体能够对外做功，就说这个物体具有能量 能够做功 具有能量 能够对外做的功越多 具有的能量就越大 有能量的物体 （一定/不一定）对外做功；如果做功， （一定/不一定）使出全部能量。 不一定 不一定 2．单位： 焦耳 简称焦，符号是 J 功与能量的关系 认识能量 ____________________________ 流动的水 高举的重锤 拉圆的弓 能把船 能把地面 能把箭 冲走 砸陷 弹射开 物体 能够对外 做功 具有能量 能量 一 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能 不一定正在做功 单位：焦J 1.有能量不一定做功；做功一定有能量。 2.一个物体能够做的功越多，它具有的能越大。 功与能量关系： 能量 _________ ▶常见的能量： 电能 热能 光能 核能 动能 势能 机械能 化学能 强化训练 9.在水平公路上行驶的小汽车 7.在地上滚动的足球 1.在水平轨道上滚动的钢球 2.被压弯的跳板 3.天花板上的吊灯 4.拉弯的弓 5.上紧的发条 6.被举高的重锤 8.放在课桌上的书本 下列物体具有能吗？试分为三类，说出分类依据。 动能 重力势能 弹性势能 新知讲解 二、什么叫动能？动能的大小跟哪些因素有关？ 1.定义： 物体由于运动而具有的能。 2.具有动能的物体： 利用风能发电 流动的水 行驶的汽车 新知讲解 （1）动能的大小与速度的关系： 3.探究动能的大小跟哪些因素有关 　　在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 观察并思考： 实验中是如何比较动能大小的？ 实验中是如何改变速度的？ 结论： 实验中是如何保持质量不变的？ 新知讲解 （2）动能的大小与质量的关系： 　　在速度一定时，物体的质量越大，它具有的动能就越大。 观察并思考： 实验中是如何比较动能大小的？ 实验中是如何改变质量的？ 结论： 实验中是如何控制速度不变的？ 新知讲解 思考并回答： 以同样速度行驶的列车和小汽车，发生交通事故时，哪个破坏性大？为什么？ 列车的破坏性更大；因为以同样速度行驶的列车和小汽车，列车的质量比小汽车大，所以列车的动能更大。 强化训练 (青岛中考，多选题)在探究“动能的大小与质量的关系”的实验中，记录数据如下。下列说法正确的是(　　 ) A.实验时，让小球从斜面的同一高度自由滚下 B.小球动能的大小通过木块移动的距离来判断 C.物体质量越大，动能一定越大 D.实验过程中运用了控制变量法和转换法 ABD 小球质量m/g 10 20 30 木块移动距离s/cm 8.3 16.8 25.2 新知讲解 三、什么叫势能？势能的大小跟哪些因素有关？ 1.分类： 重力势能和弹性势能 2.定义： 弹性形变：在外力的作用下，物体发生形变，当外力撤消后，物体能恢复原状，则这样的形变叫做弹性形变。 重力势能： 物体由于受到重力作用而具有的能 弹性势能： 物体由于发生弹性形变而具有的能 统称为势能 物体的动能可能跟....... 控制变量法和 提出问题 猜想与假设 实验方法 探究物体动能的大小跟哪些因素有关呢? ？ 设计实验 木块被撞的越远，小球对木块做的功就越多，小球的动能越大。 用木块被推动的距离来表示小球的动能大小。(转换法) 从什么现象体现小球的动能大小？ 实验中，使质量不同小球从同一高度静止滚下频闪照片，你发现什么？ 说明：即便是质量不同的小球，从斜面同一高度由静止滑下，到达水平面的初速度相同 高度决定到达水平面的初速度。 h2 h1 实验中，使小球从不同高度滚下的目的： 使小球到达水平面的初速度不同 质量相同时，速度____的物体能做的功多，表明它具有的动能____。 大 大 实验中，使小球从同一高度滚下的目的： 使小球到达水平面的初速度相同 速度相同时，质量___的物体能做的功多，表明它具有的动能________。 大 大 课程讲授 动能 综上所述，物体的动能跟_______和_______有关，_____越大，______越大，它具有的动能就越大。 实验中用了哪些研究方法？ 控制变量法，转换法 质量 速度 质量 速度 动能 二 ①假设水平面绝对光滑 钢球撞击木块后木块将做匀速直线运动，无法比较动能大小。 换质量更大的木块；换质量更小的钢球；换更长的木板，降低小球下落的高度 ②若木块被撞后滑出木板如何解决？ 交流与合作： 想一想，为什么会有这样的标语？ 重力势能 弹性势能 势能 水从高处冲下 势能 三 1.重力势能：高处的物体由于受到重力而具有的能 被举高的斧头 被提高的重锤 控制变量法 提出问题 猜想与假设 实验方法 探究物体的重力势能跟哪些因素有关 物体的重力势能可能跟....... 如何判断物体重力势能的大小？  通过观察被砸物（木桩）陷入沙中的深度 转换法 影响重力势能大小的相关因素 　　在质量一定时，物体被举得越高，重力势能越大。 观察并思考： 实验中是如何比较重力势能的大小的？ 结论： 实验中是如何控制变量的？ 　　在高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 新知讲解 ① ② ③ 新知讲解 影响弹性势能大小的相关因素 观察并思考： 实验中是如何比较弹性势能的大小的？ 结论： 实验中是如何控制变量的？ 　　弹性势能的大小与弹性物体的弹性以及形变的程度有关； 　　弹性物体的弹性越大，形变的程度越大，弹性势能越大。 强化训练 下面哪种情况动能、重力势能都是增加的是（　） A.跳伞员张开伞后，匀速下降 B.汽车沿斜坡匀速向下行驶 C.电梯从楼下加速上升 D.列车在平直轨道上匀速行驶 C 势能 三 2.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能 室内蹦极健身 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 蹦床运动 被压弯的跳板 机械能 ____________________________ ▶ 动能、势能统称为机械能。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 ▶ 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 四、机械能的转化 动能 定义：物体由于运动而具有的能叫动能。 动能的大小与 和 有关。 重力势能 定义：在地球表面附近与高度有关的能 重力势能的大小与 和 有关。 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能 弹性势能的大小与 和 有关。 势能 弹性势能 机械能 质量 速度 质量 高度 弹性 形变的程度 新知讲解 新知讲解 1.动能和势能的相互转化 （1）举高的球具有___________，释放后这种能在_______（填“增大”或“减小”）， 举高的球在下落的过程具有： ________ ， 下落的过程中，__________能在减小， __能在增大。 重力势能 减小 重力势能 和 动能 重力势 重力势能转化为动能 动 是不是这种能量消失了？ 新知讲解 上升：速度 ，高度 ， 动能 ，重力势能 ， 能转化为 能。 下降：速度 ，高度 ， 动能 ，重力势能 ， 能转化为 能。 （2）滚摆实验： 变慢 变高 变小 变大 动 动 重力势 重力势 变快 变低 变大 变小 结论：动能和重力势能可以相互转化. 单摆 新知讲解 （3）篮球落地后弹起 结论： 动能和重力势能可以相互转化 动能和弹性势能可以相互转化 归纳总结 如何分析动能和势能的相互转化 （4）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减。 （1）动能的增减变化要以速度的增减来判断。 （2）重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断。 （3）弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。 1、由近地点到远地点运动过程中： 转化为 。 2、由远地点到近地点运动过程中： 转化为 。 重力势能 动能 重力势能 动能 当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变或者说机械能是守恒的 机械能守恒 ____________________________ 想一想，从鼻尖释放的铁锁，会再次打到鼻尖吗？ 当阻力为零时，铁锁摆回原高度。 重力势能 动能 完全 即当题中出现“不计空气阻力”“在光滑的水平面上”等之类的词语时，我们就说机械能不变。 判断动能变化情况 一辆汽车加速运动，它的动能                。  火车进站时做减速运动，它的动能           ；停止后，它的动能等于           。 一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能         。 增大 减小 减小 0 筒车引来黄河水 课堂小结 ____________________________ 下列物体具有何种形式的机械能: 升空的火箭: ; 正在下落的雨滴: ; 被拉长的橡皮筋: . 质量较大的老鹰与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么 飞得快。 动能、重力势能 动能、重力势能 弹性势能 燕子 练一练 2、为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？ 1、用物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？ 1）行驶的车具有动能，车的行驶速度越大，具有的动能就越大，在刹车阻力相同时，它滑行的距离就越长。发生撞击时，破坏性也越大。 2）当车的行驶速度相同时，车的质量越大，具有的动能就越大，行驶时的危险性就越大。 习题练习 1. 原地纵跳摸高是同学们经常玩的游戏，如图所示，下列关于游戏过程的分析正确的是（　　） A．在离地前的起跳过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力 B．在离地前的起跳过程中，地面对人的支持力小于人对地面的压力 C．在离地后的上升过程中，人的动能转化为重力势能 D．在落地前的下降过程中，人的动能减少，重力势能增加 C 习题练习 2. 如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　） A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 B 3. 如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（ ） A. 动能减小，重力势能增大 B. 动能转化为重力势能 C. 动能增大，重力势能减小 D. 卫星的速度一直在减小 C 习题练习 4.在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下的目的是什么？你是通过观察什么现象来比较钢球动能大小的？ 答：让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下的目的是控制钢球到达水平面时的速度相同；通过木块被撞后移动的距离来比较钢球动能的大小，木块被撞后移动的越远，表明钢球的动能越大。 5.请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？ 答：因为车速快了，动能太大，不容易刹车，容易造成交通事故. 6.阅读如图的剪报.用物理知识解释：为什么此时的馒头能把人砸伤？ 答：馒头下落时，与火车具有相同的速度，具有一定动能，所以馒头能把人砸伤. 7.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。请你研究本节小资料“一些物体的动能”提供的数据，质量与速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？ 答：从小资料可以看出，行走的牛等，尽管质量很大，但速度较慢，动能并不大；飞行的子弹等，尽管质量不大，但速度很大，动能也很大.因此，速度对动能的影响比质量对动能的影响更大. 本课结束 本课结束 Lavf57.83.100 2020年12月18日 物理实验视频 公众号：MUDUeducation 电话：0551-65985611 安徽木牍教育图书有限公司 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf57.62.100 $