11.4 动能和势能 课件 2026-2027学年物理沪粤版 九年级上册

该初中物理课件聚焦动能、势能（重力势能、弹性势能）及机械能转化，通过“做功和能量的关系”导入，结合流水推水车、拉弓射箭实例，衔接“功”的知识，搭建从功到能的学习支架。 其亮点是以科学探究为核心，运用控制变量法和转换法探究动能、重力势能影响因素，体现科学思维与科学探究素养。如动能实验中控制质量或速度，用纸盒移动距离反映动能大小。课堂小结结构化梳理知识，助学生形成能量观念，教师可高效教学，提升学生探究能力与物理观念。

第十一章 功与机械能 11.4 动能和势能 新课引入 新课讲授 随堂练习 课堂小结 1.知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能. 2.知道动能、重力势能、弹性势能的大小分别跟哪些因素 有关. 3.知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化，并能通 过具体事例说明自然界中机械能相互转化的现象. 4.通过探究动能和势能的大小分别跟哪些因素有关，学会 运用控制变量研究问题的方法. 学习目标 2 新课引入 做功和能量有什么关系？ 湍急的流水能推动水车，对水车做功，流水具有能量。 拉开的弓将箭射出，弓对箭做了功，弓具有能量。 新课讲授 什么是能 知识点1 1. 概念：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能。 发生形变的跳板能使运动员弹起 被拉开的弓能使箭射出 3. 物理意义：能量是表示物体对外做功本领大小的物理量，一个物体能够对外做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。 “物体能够对别的物体做功”表示物体具有做功的本领，不等同于正在对别的物体做功。 提醒 2. 单位：在国际单位制中，功的单位与能的单位都是焦（J）。 1. 动能：物体由于运动而具有的能叫动能。 动能 知识点2 运动的钢球打在木块上，木块被撞走，钢球对木块做了功，钢球能够做功，表明钢球具有能量。 探究动能的大小跟哪些因素有关 1. 实验方法 （1）控制变量法：控制质量相同，探究动能大小与速度的关系；控制速度相同，探究动能大小与质量的关系。 （2）转换法：通过小球将纸盒推动距离的远近来反映小球动能的大小。 2. 实验过程 （1）如图所示，让同一小球分别从斜面上A处和B处滚下，观察哪种情况下小球将纸盒推得更远。 根据实验现象可知，质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。 （2）如图所示，让不同质量的小球先后从斜面上同一高度处滚下，观察哪个小球将纸盒推得更远。 根据实验现象可知，速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。 3. 实验结论：物体的动能跟质量和速度有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。 分析物体动能的变化时，必须同时考虑物体的质量和速度是否发生变化，尤其注意不要忽视质量的变化。例如，洒水车洒水、飞机空投物资时，质量会减小；扫地车将落叶等吸入车内，质量会增大。 提醒 势能 知识点3 1. 重力势能：物理学中，把高处的物体由于受到重力作用而具有的能叫重力势能。 重锤可以对钉子做功，反映重锤具有重力势能；对钉子做功的多少，反映重锤重力势能的大小。重力势能是潜在的能量，在做功过程中才能释放出来。 2. 弹性势能 （1）定义：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。 （2）影响因素：弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。 3. 重力势能和弹性势能统称为势能。 变形的撑竿能对运动员做功 探究重力势能的大小跟哪些因素有关 1. 实验过程 （1）如图所示，让高处的重物下落，将小木桩打入沙中。 （2）先让同一个重物从不同的高度落下，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 （2）用质量不同的物体分别从同一高度落下，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 2. 实验结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。 机械能的转化 知识点4 1. 机械能：物体的动能和势能统称为机械能。 2. 动能与重力势能的转化 （1）动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增大。 （2）重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。 C A B 仔细观察小球摆动的情况，比较小球在点A、B和最低点C的势能和动能的情况。 小球从点 A 摆向最低点 C 时，高度越来越低，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；从最低点 C 摆向点 B时，高度越来越高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 3. 动能与弹性势能的转化 （1）动能转化为弹性势能的标志是速度减小，弹性形变增大。 （2）弹性势能转化为动能的标志是弹性形变减小，速度增大。 （3）动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。 如图所示，人从高处落到蹦蹦床的过程中，重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能；蹦蹦床发生弹性形变的过程中，动能减少，弹性势能增大，人的动能转化为蹦蹦床的弹性势能；蹦蹦床在恢复原状的过程中，蹦蹦床的弹性势能转化为人的动能；人离开蹦蹦床上升的过程中，动能转化为重力势能。 4. 物体的动能与势能是可以互相转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。例如，由于存在着空气阻力的作用，使摆球每次上升的高度和到达最低点处的速度都逐渐减小，摆球的机械能减少。 5. 机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。水力发电是水的机械能转化为电能；电动机工作时，是电能转化为机械能。 课堂小结 机械能 动能 势能 弹性势能 重力势能 影响因素 速度 质量 影响因素 高度 质量 1. 下列关于能的叙述中，都正确的一组是( ) A ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能；②一个物 体没有做功，它一定不具有能量；③一个物体已做过的功越 多，说明这个物体具有的能越多；④运动的物体具有能，静 止的物体没有能；⑤物体具有的能量越多，做的功越多；⑥ 物体具有的能越多，它能做的功就越多。 A. ①⑥ B. ①②⑤ C. ④⑤⑥ D. ①③⑥ 课堂练习 21 2. 如图，小萍用绳子把一个小球悬挂起来，将小球贴着自己的鼻子稳定后松手，头保持不动，小球向前摆去又摆回来，都不会碰到鼻子。下列说法正确的是(　　) A．小球摆动到最低点时动能最小 B．小球在摆动的过程中机械能逐渐增大 C．小球在下降过程中，重力势能转化为动能 D．小球在上升过程中，重力势能转化为动能 C 22 3. 早在战国时期，弩(如图)就已经得到了普遍应用。下列有关能量的说法不正确的是(　　) A．射手将弓拉弯时，弓发生弹性形变从而储存了弹性势能 B．松手后，恢复原状的弓对箭做功，使箭获得动能 C．该过程中弓的弹性势能转化为箭的动能 D．箭在离开弓的瞬间动能最小 D 4. 如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中(m1＝m2＜m3)，下列说法错误的是(　　) A．实验中木桩下陷越深，则物体的重力势能越大 B．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．比较a、b两图可知：质量一定时， 物体被举得越高，重力势能越大 C 5．小张在高速路上看到了许多限载限速标志，由此想探究动能的大小与哪些因素有关，做了如图所示的实验。 (1)该实验研究的是________(填“小球”或“木块”)的动能，其大小是通过________________ 来反映的，这种研究方法叫 做________。 小球 木块移动距离 转换法 (2)在探究动能与质量的关系过程中，为保证小球到达水平面的速度相同，需控制小球由静止下滑时的________相同，这是____________法的应用。 (3)通过比较________两次实验可以初步得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能________。 (4)比较甲、乙两次实验，得出的结论可以解释汽车在高速路上________(填“超速”或“超载”)的危害。 高度 控制变量 甲、丙 越大 超速 (5) 实验中若水平面太粗糙，对该实验有何影响？________________________________________________。若水平面绝对光滑，本实验将________(填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是____________________________________________________________________________________________________。 木块移动距离的远近不明显，不能清晰地得出结论 不能 木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过木块移动距离的长短来判断小球动能的大小 6.图甲是皮球被水平抛出后的部分运动 轨迹，皮球经过的、 两点对应图甲①②③点的某两处， 图乙是两点处的机械能占比。皮球运动过程中，在①③两点 处的________能相等；皮球在点处的动能为____； 点对 应图甲中的____点。 重力势 80 ② 【点拨】由图甲可知，皮球在①③两点处的高度相同，皮球 质量不变，所以它在①③两点处的重力势能相等。由图乙可 知，在点处，皮球的重力势能为，占总机械能的 ， 而皮球的动能占总机械能的，故皮球在 点处的动能为 。由图乙可知，在 点处皮球的动能 为，占总机械能的，则可得皮球在 点处的重力势 能为，可知皮球在 点处的重力势能 大于在点处的重力势能，即点的高度大于 点的高度， 而①②③三点中①③两点处的高度相同，所以 点只能对应 图甲中的②。 29 $