2.1 功和机械能 第4课时 （导学案）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学导学案聚焦动能与势能转化及机械能守恒，通过自主预习填空回顾基础概念，结合摆锤摆动、滚摆升降等实验活动，搭建从具体现象到抽象规律的学习支架，衔接前后知识脉络。 以实验探究为核心，通过摆锤、弹簧木块等操作培养探究实践能力，卫星、撑杆跳等实例深化科学观念，课堂练习结合生活场景促进科学思维，结构完整助力学生自主学习与教师教学评估。

第1节 功和机械能（第4课时）（导学案） 【学习目标】 1、知道动能与势能可相互转化，理解无阻力时机械能总量保持守恒。 2、分析摆锤、滚摆、卫星等模型，梳理运动过程中机械能转化规律。 3、了解水力发电、撑杆跳高的能量转化，体会机械能的实用开发价值。 【学习重难点】 1、重点：理解动能与势能可以相互转化，掌握机械能守恒条件。 2、难点：结合卫星、滚摆实例分析全过程机械能转化变化。 【自主预习】 1、动能和势能统称为机械能。 2、滚摆下降过程中，重力势能转化为动能。 3、只有动能和势能相互转化时，机械能总量保持不变。 4、人造卫星从近地点到远地点，动能减小。 【课堂探究】 1、探索活动 （1）用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，重力势能减少，动能增大。在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能增大，动能减少。 （2）把一个滚摆悬挂起来。用手拉动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。在滚摆下降的过程中，重力势能减少，动能增大。在滚摆上升的过程中，重力势能增大，动能减少。 （3）把金属小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能。小球在滚动过程中能如何转化。 ①A点具有重力势能；B点具有动能；C点具有动能和重力势能；D点具有动能和重力势能。 ②能的变化：A到B重力势能减少，动能增大。B到C动能减少，重力势能增大。C到D重力势能减少，动能增大。 （4）以上实验活动可以得到什么结论。 物体的动能和重力势能可以相互转化。思考与讨论 （5）如果没有空气阻力，摆锤和滚摆上升的高度有什么特点？ 摆锤和滚摆每次都会上升到原来的高度。 2、探索活动 （1）将弹簧平放在水平桌面上，弹簧一端固定，另一端紧连一个木块，观察木块是否会运动。 木块保持静止。 （2）用手压缩弹簧约2cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 木块先加速后减速，最终静止，运动距离较短。 （3）用手压缩弹簧约5cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 木块先加速后减速，最终静止，运动距离较长。 （4）实验结论：物体的动能和弹性势能也可以相互转化。 3、思考与讨论：实验中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。那么，机械能为什么会减少呢？ 因为摆锤和滚摆运动时要克服空气阻力、摩擦阻力做功，机械能转化为内能散失，所以机械能总量减少。 4、思考与讨论：右图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球中心最近的点叫作近地点，离地球中心最远的点叫作远地点。 （1）卫星从近地点运动到远地点的过程中，它的动能和势能如何变化？ 动能变小，重力势能变大。 （2）速度大小又是如何变化的？ 卫星质量不变，动能变小，所以它的速度逐渐变小。 【归纳整理】 【课堂练习】 1．下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　） A．图甲中，卫星在近地点的速度最大 B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零 C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小 D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用 【答案】C 【解析】A．卫星绕地球运行时机械能守恒，近地点高度最小，重力势能最小，因此动能最大，速度最大，故A正确，不符合题意； B．小球从位置①释放后，位置②是小球运动的最低点，是速度最大的位置，速度不为零，故B正确，不符合题意； C．滚摆下降过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度逐渐增大，动能逐渐增大，故C错误，符合题意。 D．人起跳离开地面后，不计空气阻力，只受重力作用，故D正确，不符合题意。 2．2025年4月19日，李晨洋以5米63的成绩获得中国田径街头巡回赛厦门站男子撑杆跳冠军。如图所示，撑杆跳分为助跑、起跳、越杆三个过程，下列说法正确的是（　　） A．助跑时，运动员的动能变大，惯性变大 B．整个过程中机械能不守恒 C．越杆达到最高点时，运动员的速度为0 D．起跳时，杆的弹性势能全部转化成运动员的动能 【答案】B 【解析】A．助跑时，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。质量不变，惯性不变，故A错误； B．整个过程中运动员需克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，运动员的机械能不守恒，故B正确； C．运动员在最高点时，还具有向前的速度，故C错误； D．起跳时，杆的弹性势能一部分转化为运动员的动能，一部分转化为运动员的重力势能，故D错误。 3．2026年1月8日，中国选手孙佳旭在自由式滑雪空中技巧世界杯加拿大玻波特湖站夺冠，收获个人第七个世界杯冠军。如图所示，在他滑行过程中，下列说法正确的是（　　） A．A点时没有机械能 B．从A点滑行到C点的过程中重力势能不断变大 C．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度 D．由于滑雪板底面比较光滑，摩擦阻力小，所以整个过程中机械能守恒 【答案】C 【解析】A．A点虽然静止，动能为0，但由于在高处而具有重力势能，机械能是动能与势能之和，则机械能不为0，故A错误； B．从A点滑行到C点的过程中，运动员的质量不变，高度降低，重力势能减小，故B错误； C．运动员在滑动的过程中存在摩擦，运动员的一部分机械能克服摩擦做功，所以B点的机械能大于D点的机械能；由于BD的高度相同，重力势能相同，则B点的动能要大于D点的动能，所以在B点的速度大于在D点的速度，故C正确； D．即使滑雪板底面比较光滑，摩擦阻力小，但仍会存在能量损失，所以整个过程中机械能不守恒，故D错误。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 功和机械能（第4课时）（导学案） 【学习目标】 1、知道动能与势能可相互转化，理解无阻力时机械能总量保持守恒。 2、分析摆锤、滚摆、卫星等模型，梳理运动过程中机械能转化规律。 3、了解水力发电、撑杆跳高的能量转化，体会机械能的实用开发价值。 【学习重难点】 1、重点：理解动能与势能可以相互转化，掌握机械能守恒条件。 2、难点：结合卫星、滚摆实例分析全过程机械能转化变化。 【自主预习】 1、动能和势能统称为 。 2、滚摆下降过程中， 转化为 。 3、只有动能和势能相互转化时，机械能总量 。 4、人造卫星从近地点到远地点，动能 。 【课堂探究】 1、探索活动 （1）用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，重力势能 ，动能 。在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能 ，动能 。 （2）把一个滚摆悬挂起来。用手拉动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。在滚摆下降的过程中，重力势能 ，动能 。在滚摆上升的过程中，重力势能 ，动能 。 （3）把金属小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能。小球在滚动过程中能如何转化。 （4）以上实验活动可以得到什么结论。 （5）如果没有空气阻力，摆锤和滚摆上升的高度有什么特点？ 2、探索活动 （1）将弹簧平放在水平桌面上，弹簧一端固定，另一端紧连一个木块，观察木块是否会运动。 （2）用手压缩弹簧约2cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 （3）用手压缩弹簧约5cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 （4）实验结论： 。 3、思考与讨论：实验中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。那么，机械能为什么会减少呢？ 4、思考与讨论：右图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球中心最近的点叫作近地点，离地球中心最远的点叫作远地点。 （1）卫星从近地点运动到远地点的过程中，它的动能和势能如何变化？ （2）速度大小又是如何变化的？ 【归纳整理】 【课堂练习】 1．下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　） A．图甲中，卫星在近地点的速度最大 B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零 C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小 D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用 2．2025年4月19日，李晨洋以5米63的成绩获得中国田径街头巡回赛厦门站男子撑杆跳冠军。如图所示，撑杆跳分为助跑、起跳、越杆三个过程，下列说法正确的是（　　） A．助跑时，运动员的动能变大，惯性变大 B．整个过程中机械能不守恒 C．越杆达到最高点时，运动员的速度为0 D．起跳时，杆的弹性势能全部转化成运动员的动能 3．2026年1月8日，中国选手孙佳旭在自由式滑雪空中技巧世界杯加拿大玻波特湖站夺冠，收获个人第七个世界杯冠军。如图所示，在他滑行过程中，下列说法正确的是（　　） A．A点时没有机械能 B．从A点滑行到C点的过程中重力势能不断变大 C．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度 D．由于滑雪板底面比较光滑，摩擦阻力小，所以整个过程中机械能守恒 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $