11.4 动能和势能-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（沪粤版·新教材）

11.4 动 已课前预习导航 一、能量 1.定义：一个物体能够对别的物体做功， 我们就说这个物体具有能量，简称能。物体能 够做的功越多，这个物体具有的能就越多。 易错警园 物体“能够做功”与“做功”是两个不同 的概念。“能够做功”表示物体具有做功的 本领，与做不做功没关系。“做功”是一个过 程，是力经过一段距离后取得的成效。 2.单位：能量的单位与功的单位一样，在 国际单位制中，功的单位是焦耳(J),能量的单 位也是焦耳(J)。 3.能量的形式：能量的形式是多种多样 的，机械运动中有机械能，电现象中有电能，热 现象中有内能（热能），光现象中有光能，化学 变化中有化学能等。 二、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动 能。一切运动的物体都有动能。 2.影响动能大小的因素：物体的质量和物 体运动的速度。 (1)质量相同的物体，运动速度越大，它的 动能越大。 (2)运动速度相同的物体，质量越大，它的 动能越大。 名匝点睛 严禁机动车超速和超载，实质上就是为 了控制机动车动能的大小。因为机动车的 速度越大、质量越大时，其动能也就越大，遇 到紧急情况时越不容易制动，就越容易发生 交通事故。 能和势能 0 三、势能 1.势能的分类：重力势能和弹性势能。 2.重力势能：高处的物体由于受重力作用 而具有的能叫做重力势能。一切被举高的物 体（处于高处的物体）都具有重力势能。 影响重力势能大小的因素：物体的质量和 被举高的高度。 (1)质量相同的物体，被举得越高，重力势 能就越大。 (2)被举高的高度相同时，物体的质量越 大，重力势能就越大。 3.弹性势能：物体发生弹性形变而具有的 能叫做弹性势能。一切发生弹性形变的物体 都具有弹性势能，且物体的弹性越强，发生的 弹性形变越大，它具有的弹性势能也就越大。 四、机械能的转化（高频考点：10年6考】 1.机械能：动能和势能统称为机械能。机 械能=动能十势能，它的单位是焦耳(J)。 2.物体的动能和势能是可以相互转化的。 有摩擦等阻力时，在动能和势能的相互转化 中，机械能会不断减小。 巴重点实验讲解 【实验名称】探究动能的大小与哪些因素 有关。 【提出问题】物体动能的大小与哪些因素 有关？ 【猜想与假设】 1.动能的大小可能与物体的质量有关。 2.动能的大小可能与物体运动的速度有关。 【设计实验与制订计划】 1.研究方法：控制变量法和转换法。 2.实验器材：斜面、质量不同的两个钢球、 上册第十一章 15 木块等。 【进行实验与收集证据】 1.实验过程 甲 (1)如图甲所示，让质量为m的钢球分别从 斜面上A处和B处由静止滚下，并撞击静止在 水平面上的木块，观察木块被推动距离的远近。 (2)如图乙所示，让质量分别为m和M (m<M)的钢球先后从斜面同一高度处由静止 滚下，使其撞击静止在水平面上的木块，观察 木块被推动距离的远近。 2.实验现象 图甲中A处的钢球推动木块移动的距离 较远；图乙中质量较大的钢球推动木块移动的 距离较远。 【实验结论】物体的动能与物体的质量和 运动速度有关。质量一定，物体的运动速度越 大，它的动能越大；运动速度一定，物体的质量 越大，它的动能越大。 已经典例题剖析 【例1】科技前沿(2025连云港)2025年4 月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二 号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间 站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下 列说法正确的是 () A.动能增加，重力势能不变，机械能增加 B.动能增加，重力势能增加，机械能增加 C.动能不变，重力势能减小，机械能减小 D.动能减小，重力势能增加，机械能不变 【解题点拨】物体的质量越大，速度越大， 物体的动能越大；物体的质量越大，被举得越 高，物体的重力势能越大；物体的机械能等于 16 九年级物理HY版 物体动能和势能的总和。由此可判断出神舟 二十号飞船在加速升空的过程中，其动能、重 力势能及机械能的变化情况。 【例2】下图所示的是滚摆完成一次下降和 上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位 置时 ) 起点 V↓ 上升的 甲 最低点 最高点 A.重力势能不同，动能相同 B.重力势能不同，动能不同 C.重力势能相同，动能相同 D.重力势能相同，动能不同 【解题点拨】由图可知，滚摆起点的位置高 于滚摆上升的最高点，说明滚摆在运动的过程 中由于存在摩擦，其机械能逐渐变小，因此滚 摆在乙位置的机械能会小于在甲位置的机械 能；根据重力势能的影响因素分析甲、乙位置 滚摆重力势能的大小关系，结合机械能等于动 能与重力势能之和就可得出甲、乙位置滚摆动 能的大小关系。 <参考答案0【例1】B【例2】D 已课内基础闯关 考点①能量 1.关于功和能的关系，下列说法正确的是 ( A.具有能的物体一定正在做功 B.物体具有的能越大，做的功越多 C.物体做的功越多，它具有的能越大 D.物体能够做的功越多，它具有的能就越大 考点②动能 2.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中 飞行，如果它们的动能相等，那么() A.燕子比鸽子飞得快 B.鸽子比燕子飞得快 C.燕子比鸽子飞得高 D.鸽子比燕子飞得高 考点③势能 3.如图所示，在“探究物体的重力势能与哪些因 素有关”的实验中，已知物块的质量的大小关 系为m1=m2<m3,让物块从木桩正上方的 某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次 实验中木桩进入沙中的深度如图所示。比较 a、b可知，物体重力势能的大小与物体的 有关；比较 可知，物体重 力势能的大小与物体的质量有关。 单位：m B 500 500 -400 400 第3题图 第4题图 4.学科融合(2025乐山)为响应国家“中小学 生每日综合体育活动时间不低于两个小时” 的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外 运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重 力变化，队伍重力势能最大的位置是() A.A处B.B处C.C处D.D处 考点④机械能的转化 5.随着城市的发展，现代高楼越来越多，高空 坠物、高空抛物时有发生，可能会对人们的 生命和财产造成损害。这是因为高空中的 物体具有较大的 能，物体下 落过程中，其主要的能量转化方式是将此能 转化为 能。 6.下列图片所示的情景中，属于动能转化为重 力势能的是 A.热气球匀速下降B.拉弓射箭 C.渔网散开落下 D.滑板滑上坡顶 已课外拓展提高 一、填空题 1.(2025一2026乐平期末)在水稻种植过程中 利用无人机精准施肥，最大限度地提高作物 产量和质量，减少肥料的浪费和对环境的负 面影响。装满肥料的无人机起飞升空时，重 力势能 。在空中沿水平方向 匀速飞行，精准向稻田施肥时，无人机的动 能 。(均选填“增大”“减小”或 “不变”) 2.如图所示，小磊分别沿三条路径从滑梯同一 高度处由静止滑到水平地面。忽略空气阻 力和摩擦，此过程中小磊的机械能是 (选填“守恒”或“不守恒”)的，他到达 滑梯最底端时的速度 (选填 “相同”或“不相同”)。 第2题图 变式题图 变式甲、乙是两个完全相同的小球。如 图所示，在同一高度同时以大小相等的 速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直 向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在 上升过程中动能转化为 ;甲球落地瞬间的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙球落地 瞬间的速度。 二、选择题 3.(2025长沙)在紧急救援时，可用充氦浮空器 上册第十一章 17 将发电机组升至高空发电，为现场提供照明 和通信。当浮空器匀速升空时，它的() A.动能增大 B.动能减小 C.重力势能增大 D.机械能减小 4.立定跳远是南昌体育中考项目之一，其动作 分解如下图所示。在此过程中考生() A.上升时，动能减小，势能减小 B.上升时，动能增大，势能增大 C.下落时，势能减小，动能增大 D.下落时，势能增大，动能减小 5.物理学与工程实践（多选)下图为河北丰宁 抽水蓄能电站的示意图。用电低谷时，通过 电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰 时，再由上水库放水至下水库发电。下列说 法正确的是 上水库 自流排水洞 下水库 盘山路 A.水从下水库被抽到上水库，重力势能减小 B.物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时， 动能增大 C.放水发电时，水由上水库至下水库，水的 机械能变大 D.水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势 能转化为动能 三、实验与探究题 6.在“探究物体的动能大小与哪些因素有关” 的实验中，同学们做了下列图片所示的三个 实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并 与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水 平面上移动一段距离后静止。 18 九年级物理HY版 2m (1)不同质量的两个小球从同一高度由静止 滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相 同的 (2)为了研究物体动能与速度的关系，实验 中选择 两图进行比较，得到 的结论是：小球的质量一定时， 越大，则动能越大。 (3)为了研究物体动能与质量的关系，实验 中应选择 两图进行比较，得 到的结论是：小球的速度一定时，质量越大， 则动能越 (4)实验中，通过比较 来判断小球动能的大小，这种 实验方法是 (选填“控制变量” 或“转换”)法。 核心素养提升 科学思维如下图，某同学将篮球掷向地面， 篮球经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹 经过乙位置，忽略空气的作用力。 乙 位置 机械能/小 重力势能/小 甲 13 6 乙 12 10 (1)篮球的直径为24.6 (选填“mm” “cm”或“dm”),质量为0.6kg,g取10N/kg, 则该篮球受到的重力为 N。 (2)篮球经过甲、乙位置时的机械能和重力 势能如上表所示，则篮球与地面碰撞的过程 中损失的机械能为 J,在乙位置时 的动能为(2)绳子自由端移动的距离s=nh=4X2m=8m 使用“车梯”时人做的功（拉力做的总功） W总=Fs=400N×8m=3200J 该过程中人做功的功率P=W-320=320W 10s (3)使用“车梯”时做的额外功 W外=W。一W有m=3200J-2000J=1200J (4)“车梯”的机械效率7=W。 -x10m%=× 100%=62.5% 5.解：(1)汽车静止时对泥泞地面的压力 Fm=G=mg=2X103kg×10N/kg=2×10N 汽车静止时对泥泞地面的压强 p-专-00m 2×104N =2.5×10°Pa (2)拉力F做的总功 Wa=Fs=1×103NX6m=6×103J 拉力F做功的总功率 P。=we=6X102j =200W t0.5×60s (3)拉力做的有用功 W有用=7W。=90%×6×103J=5.4×103J 1 汽车移动的距离5华=2X6m=3m 汽车受到地面的阻力 f=W题-5.4x10J=1.8X10N S车 3 m 6.解：(1)由G=mg可得，箱子受到的重力 G箱子=mg=20kg×10N/kg=200N (2)将箱子沿着斜面推上车厢过程中做的总功 W。=Fs=100N×3m=300J 做的有用功W有用=G箱于h=200N×1.2m=240J 由W总=W额外十W有用可得，W外=W。一W有用=300J -240J=60J 由W=F得，箱子受到的摩擦力f=”-60】=20N 3m (3)斜面的机械效率 240J N布m100%300X100%=803 刀=w。 (4)①使用更为光滑的斜面：②减小斜面坡度。（合理 即可) 11.4动能和势能 D课内基础闯关 1.D2.A3.高度 a、c 4.D【解析】由图可知，D点的位置最高，由重力势能大 小的影响因素可知，在重力不变时，队伍在D点的重 力势能最大。 5.重力势动 6.D【解析】动能转化为重力势能，必然是动能减小而 重力势能增大。热气球匀速下降时，质量不变，速度 不变，所以动能不变，故不是由动能转化为重力势能， A错误。拉弓射箭时，弓的弹性势能转化为箭的动 能，B错误。渔网散开落下时，渔网的高度变小，速度 变大，重力势能转化为动能，C错误。滑板滑上坡顶， 九年级物理HY版 其高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动 能转化为重力势能，D正确。 ®课外拓展提高 1.增大减小 2.守恒相同【解析】滑梯的高度相同，小磊的质量一 定，所以小磊下滑前的重力势能一定，因为不计摩擦 和空气阻力，机械能是守恒的：沿不同路径下滑时小 磊的重力势能全部转化为动能，所以到达滑梯最底端 时小磊的动能相同，速度相同。 变式重力势能等于【解析】乙球在上升过程中，质 量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势 能增大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势 能。由题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的 速度相等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能 相等，即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机 械能是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球 落地瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬 间的动能也相同；根据动能大小的影响因素可知，两 球落地瞬间的速度相同。 3.C4.C 5.BD【解析】水从下水库被抽到上水库，高度升高，质 量不变，所以重力势能增大，A错误。物料运输车沿 盘山路行驶，速度增大时，动能会增大，B正确。放水 发电时，水由上水库至下水库，由于要克服摩擦做功， 水的机械能会变小，C错误。水沿自流排水洞自动向 下流动时，高度降低、速度增大，所以重力势能转化为 动能，D正确。 6.(1)速度(2)甲、乙速度(3)甲、丙大(4)小 球推动木块移动的距离转换 核心素养提升 (1)cm6(2)12 【解析】(1)根据生活经验可知，篮球的直径应为 24.6cm,根据公式G=mg可知，该篮球受到的重力G =mg=0.6kg×10N/kg=6N。(2)篮球经过甲、乙 位置时，机械能分别为13J与12J,说明篮球与地面碰 撞的过程中损失的机械能为13J一12J=1J:在乙位 置时的机械能为12J,其中重力势能为10J,根据机械 能等于动能与势能之和可知，篮球在乙位置时的动能 为12J-10J=2J. 阶段训练（一） 1.不做功做功2.重力势动 3.甲乙【解析】由题图a可知，相同时间内，甲通过 的路程长，因此甲物体的速度大于乙物体的速度：由 题图b可知，相同时间内，乙物体做的功大于甲物体 做的功，则功率较大的是乙。 4.3012【解析】由图可知，绳子的有效段数n=3,物 体移动的距离s物=v物t=1m/s×10s=10m,则绳子 自由端移动的距离s=ns物=3X10m=30m,拉力做 的功W。=Fs=5N×30m=150J,拉力所做的有用 功W有用=7Wa=80%×150J=120J,物体受到的摩 擦力f= w有m=120」=12N. 5物 10m 5.B6.B 7.D【解析】乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初