3.2 机械能（第一课时）动能和势能 课件- 2025-2026学年浙教版九年级上册科学

（第一课时） 动能和势能 3.2 机械能 教学目标 一 02 分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结,初步形成动能、势能的概念;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。 科学思维 01 通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象。 物理观念 03 通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。 科学探究 04 通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质。 科学态度与责任 教学引入 二 一辆车停在某高层住宅的楼下，车顶遭到损毁，警察在现场只看到了一些碎的西瓜皮。经过分析，原来“罪魁祸首”正是这些西瓜皮。 脆弱的西瓜皮怎么会将坚固的车体击坏呢？ 高处下落的西瓜皮具有能量 能量 三 【现象探究】做功的物体具有能量 洪水泥石流 拉完的弹弓 高举的重锤 流动的泥石流会对房屋、桥梁等建筑物造成巨大破坏，说明流动的泥石流能对外做功，即流动的泥石流具有体功的本领。 被拉弯的弓能将弹头射出。弓能对外做功，即被拉有的号具有做功的本领。 被举高的重锤，落下时可以把地面上的木桩打入地里，其对木桩做功，因此被举高的重锤具有做功的本领。 物体能够对外做功，我们就说该物体具有能量 能量 三 能量 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 能量转化或转移的过程 实质 定义 单位 焦耳（J） 理解 物体做功本领的物理量 表示 物体能够做的功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 能量 三 【能与功的区别与联系】 区别 功是一个过程量，能是一个状态量。 功是描述力对物体作用过程中取得成效的物理量，是相对于一个过程面言的；能是描述一个物体做功本领强弱的物理量，是一个状态量。 具有能的物体不一定正在做功，正在做功的物体一定具有能量。 联系 功是能量变化的量度 “能够做功”与“做了功” 物体”能够做功"与”做了功"是两个不同的概念,“能够做功功”表示物体具有做功的本领，与做不做功没关系，“做了功”"表示结果，是力经过一段距离后对物体取得了成效。 动能 三 白球将红球撞开，白球对红球做功，具有能量。 以下运动的物体，他们是否具有能量呢？ ？ 想想议议 湍急的水流推动水车转动，对水车做功，水具有能量。 子弹穿透西瓜，对西瓜做功，子弹头具有能量。 动能 1.定义：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。 一切运动的物体都具有动能。 叙述动能的定叉时,不能说"运动的物体具有的能叫动能”，因为运动的物体除了有动能外,还可能有其他形式的能量，如高处流下来的瀑布除了有动能还有重力势能。 动能 四 动能 四 暴躁的飓风破坏力十足，甚至将大树连根拔起...... 温和清缓的微风，给人清晰自然，十分舒适的感受...... 同样是运动的风，为什么情况会不一样呢，动能的大小与什么因素有关呢？ 2.定义：影响物体动能大小的因素 【现象探究】物体的动能跟哪些因素有关 动能 四 猜想与假设： 提出问题： 物体的动能跟哪些因素有关 ①物体运动的速度 ②物体的质量 铁锤砸石块时，铁锤质量越大，越容易将石块砸碎。 风越大，帆船运动越快。 动能 四 实验方法： 控制变量法 实验方案： 如图所示，实验中通过换用不同质量的钢球改变质量，让同一钢球从不同高度处释放下来改受速度。（控制变量法） 钢球动能的大小由木块被推动的距离来反映，木块被推动得越远，说明钢球的 动能越大。（转换法） h s 转化法 动能 四 实验过程： 1. 让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始释放，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近如图甲，乙所示关系。 结论：质量相同时，高度h越高，钢球运动到底部时越_____(快、慢)，木块被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越______。 快 大 h s1 甲 2h s2 乙 【视频欣赏】 动能 四 2. 换用质量不同的钢球，从斜面的相同高度处由静止开始释放，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙，丁所示关系。 h s4 丁 s3 丙 h 结论：速度相同时，质量越_______的钢球能将物体撞得越远 。 所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越 ________。 快 大 【视频欣赏】 动能 四 物体动能的大小跟速度、质量有关，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，它的动能也越大。 归纳总结： 动能 四 交流与合作： 将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。 ①如何使钢球获得动能 ②实验中的实验方法 控制变量法 a. 同一个钢球从不同的高度处滚下，钢球到达水平面时的速度不同，这是控制质量相同来探究动能与速度的关系； b.用质量不同的钢球，从同一高度处滚下，控制速度相同来探究动能与质量的关系。 转换法 动能不能直接测量，我们根据被木块被撞击后运动距离的远近，来及映钢球动能的大小。 动能 四 ③假设水平面绝对光滑 钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。 ①换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。 ④若木块被撞后滑出木板如何解决？ ②在桌上铺上毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。 动能 四 3.理解的动能大小 ①一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和运动的速度决定，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须同时分析两个因素。 子弹速度　　　　　动车速度 大于 子弹质量　　　　　动车质量 远小于 动车动能可能更大 子弹动能可能更大 动车速度为0 子弹速度　　　　　动车速度 远大于 子弹质量　　　　　动车质量 远小于 动能 四 ②在分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体的速度是否都发生变化，不能只考虑其中的一个方面。 正在酒水的酒水车 行驶速度　不变 质量　变小 动能在不断地减小 动能 四 　　在高速路上经常会看到，对不同车型设定了不一样的最高行驶速度，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？ ？ 想想议议 当车辆的质量相等时，车辆的速度越大，动能越大，越不容易刹住车，所以要时车辆的速度加以限制，以免发生空通事故；当车辆的速度相等时，质量越大，动能也越大，所以大型客车、最赁汽车的限制速度比小型家车的小。 动能大小的决定因素是物体的质量和运动的速度，质量越大，速度越大，物体的动能越大。 位于高处的物体是否具有能量呢？ ？ 想想议议 从高处不断滴下的水，久而久之能滴穿石块，其对石块做功，具有能量。 打桩机在工作时，先把“重锤”举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。被举高的重锤能够对桩做功，说明被举高的重锤具有能量。 势能 五 重力势能 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 楼上的物品具有重力势能，所以高空抛物很危险！ 影响重力势能大小与什么因素有关呢？ 势能 五 【现象探究】影响重力势能大小的因素 猜想与假设： 提出问题： 物体重力势能跟哪些因素有关 ①物体的高度 ②物体的质量 手机掉落时的高度越高，越容易摔碎。 山上滚落的石块越大，破坏力也越大。 势能 五 实验方法： 控制变量法 实验方案： 如图所示，小桌放置在沙路中镇平的沙面上，让物体以某一高处自由下落撞击小桌，观察小桌下陷得深浅情况，下陷越深说明下落的物体做的功越多（转换法）； 改变同一物体的下落高度，然后从同一高度释发不同质量的物体，比较物体对小桌做功的多少（控制变量法）。 转化法 h 势能 五 实验过程： 1. 让同一个物体从不同的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图甲，乙所示关系。 质量相同时，高度h越高，高度越高，重力势能越大。 2h 乙 h 甲 h1 h2 势能 五 【视频欣赏】 2. 让两个质量不同的物体从同一的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图丙，丁所示关系 大 高度相同，质量不同时，重量越大，重力势能越大。 丙 h 铁块 h 丁 木块 势能 五 【视频欣赏】 h1 h2 重力是势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 归纳总结： 势能 五 交流与合作： 通常情况下，所说的"高度"是相对于地面而言的，在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看为0。 ①实验中的高度理解 ②实验中的实验方法 控制变量法 a. 同一个物体从不同的高度释放，是控制质量相同来探究重力势能与高度的关系； b.用质量不同的物体，从同一高度处下落，控制高度相同来探究动能与质量的关系。 转换法 实验中通过观察比较小桌陷入沙子的深度来比较重力势能的大小，这用的是转换法。 势能 五 因为处于高空的物体具有很大的重力势能，一旦下落后，做的功也多，对人的伤害更大。所以这些安全警示牌表示防止高空物体的下落，为了保证安全须佩戴安全帽。 当心落物 必须戴安全帽 ？ 想想议议 在建筑工地上，常常看到以下的指示牌， 你知道这些安全警示牌表示什么含义？ 势能 五 势能 五 发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此也具有能量。 发生形变的网球拍能将网球弹出，其对网球做了共，具有能量。 发生形变的蹦床把人弹起来，弹簧对人做了功，其具有能量。 发生形变的物体是否具有能量呢？ ？ 想想议议 势能 五 弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 2.决定弹性势能大小的因素： 物体弹性势能的大小，与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关， 对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 弹弓的形变程度越大，弹头射得越远。 弓拉得越弯，能把箭射的越远。 势能 五 捏面团时，面团被捏出各种形状其发生了形变，那么它具有弹性势能吗？ ？ 想想议议 一个物体是否具有弹性势统，关键看该物体是否发生了弹性形变，物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能； 面团发生的不是弹性形 变因此不具有弹性势能。 没有 发生形变的弹簧具有弹性势能 势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。 势能 五 【动能和势能的比较】 动能 势能 重力势能 弹性势能 概念 决定因素 相同点 物体由于运动 而具有的能量 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 质量和速度 质量和高度　 弹性形变程度和材料 都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领，单位都是焦耳（J）。 弹性势能 六 【动能和势能的相对性】 1.物体所处的高度也具有相时性，所以物体所具有的重力势统也具有相时性。 放在桌上的课本，相对于地面来说有一定的高度，课本具有重力势能，而谋本相时于桌面其高度为0，则课本的重为势能为0。 2.物体的运动速度大小与选取的参照物有关，即速度大小具有相对性，那么动能的大小也具有相时性，对于不同的参照物来说，同一运动物体相对于参照物来说，其动能一般是不同的。 疾驰的汽车中，桌面上的茶杯相对于乘客是静止的，此时茶杯对乘客无害；但是相对于列车外的行人，其速度很大，动能很大，一旦扔出窗外砸到行人就会对行人造成伤害。 随堂练习 六 1. 下列说法正确的是（　　） A．速度大的球一定比速度小的球动能大 B．质量大的球一定比质量小的球动能大 C．同一辆车运动速度越大动能就越大 D．子弹的速度比火车的速度大，所以子弹的动能就比火车的动能大 C 2. 关于能的概念，下列说法中错误的是（　　） A．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多 B．动能、势能及机械能的单位都是焦耳 C．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能 D．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多 C 随堂练习 六 随堂练习 五 3. 在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．乙球的动能先增大后减小 B．乙球的重力势能先变小后变大 C．甲球所受重力对甲球做功比乙球所受重力对乙球做功快 D．在同一高度处，两小球的速度大小相同 D 4. 如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h，若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，可能大于C点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 C 随堂练习 六 动能和势能 能量 弹性 势能 动能 重力势能 ①定义：物体能够对外做功，就说这个物体具有能量. ②实质：物体做功的过程，就是能的转化过程. 能量是表示物体做功本领的物理量. ③单位：焦耳（J）. ①定义：物体由于运动而具有的能叫做动能. ②影响因素：物体的运动速度和质量. ①定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能. ②影响因素：物体的质量和所在的高度. ①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能. ②影响因素：物体本身的材料和弹性形变的程度. 随堂练习 六 $