12.1机械能 课件2026-2027学年 苏科版九年级上册

该初中物理课件围绕机械能展开，涵盖动能、势能（弹性势能、重力势能）的定义、影响因素及转化，通过玩具车问题导入，结合复习旧知（运动物体的动能、被举高物体的重力势能等）搭建学习支架，衔接前后知识。 其亮点在于注重科学探究（如活动12.1探究动能影响因素、活动12.2模拟打桩）和科学思维（控制变量法、转换法的应用），结合汽车限速、高空坠物等生活实例强化物理观念，学生能提升实验探究与问题解决能力，教师可高效开展教学。

null说什么就听。 null应该放重一点。骑摩托车一直。骑起来重轻了。是的。16不还款。 null可以看到它的高度。他的特点就是姿态好，高度充分，节奏好，丫网很充分。而且他的入网非常合理，开始第一个难度了。他每一个动作找网几乎都在中心点上。 nullnullnullnullnull 儿时,各种玩具车吸引着我们,为什么有的玩具车不用电池也能向前运动? 让我们从能量的视角来探究其中的奥秘! 1.运动的物体具有 能,被举高的物体具有 能,发生弹性形变的物体具有 能。 动 重力势 弹性势 复习引入 2.做功条件:对物体要有 ;物体要在 。 力 力的方向上通过一定距离 3.为什么要规定汽车的最大行驶速度？为什么踩滑板滑下越来越快？ 具有动能的汽车能对其他物体做功。 人具有重力势能滑下获得动能。 (1)知道能对外做功的物体具有能量,知道动能、势能和机械能。 (2)通过探究,知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关,并能解释简单的相关现象。 (3)通过探究,知道弹性势能和重力势能的概念和影响因素,并能解释简单的现象。 (4)理解动能和势能的转化过程,能解释有关动能与势能相互转化的物理现象。 (5)能熟练运用控制变量法进行实验设计,在实验中进一步养成认真观察、勤于思考的习惯。 一、机械能 学习目标 动能 一个物体能对另一个物体做功,就表明这个物体具有能量。 运动的锤子对钉子做功 观察思考 运动的子弹对鸡蛋做功 事例表明,运动的物体能对其他物体做功,具有能量。 物体由于运动而具有的能量叫作动能。 物体的动能越大,它能对其他物体做的功就越多。 那么,动能的大小与哪些因素有关呢? 速度 质量 限速 限载 速度 质量 图示运动物体有何共同点? 信息快递 在木块的碰撞面上 粘贴海绵片,可使小车与木块在碰撞后一起运动。 探究影响动能大小的因素 活动 12.1 如图所示,小车从斜面上滑下,在水平面上与木块相撞,两者共同滑行一段距离,运动的小车对木块做了功。 小车动能的大小可能与哪些因素有关? 怎样用该装置验证你的猜想? 想一想 控制变量法 转换法 ⑴如何显示动能大小？ ⑵如何探究与某一因素关系？ 比较 被撞后移动的距离反映 撞前的动能。 依据： 小车对木块做功越多,动能越大。 木块 小车 ①只改变速度 ②只改变质量 s 木块运动受摩擦力 。 不变 速度 质量 1.将同一小车分别从不同高度由静止开始下滑,撞击置于水平面上相同位置的同一木块,比较木块运动的距离。 做一做 s1 s2 ⑴控制 不变,改变 。 ⑶结论: 物体质量一定,速度越大,动能越大。 质量 速度 要求: 小车释放高度不同 木块初始位置相同 ⑵实验: 讨论: ①木块滑出木板面如何处理？ ②能否选光滑木板面？ 减 增 木块质量木板长度 不能。 木块会做匀速直线运动。 释放高度 斜面坡度 s1 s2 ⑴控制 不变,改变 。 ⑵实验: 物体速度一定,质量越 ,动能越 。 ⑶结论： 大 大 信息快递 质量不等的小车从斜面上同一高度由静止开始下滑,运动到水平面时的速度相等。 速度 质量 2.在小车上放一些钩码,改变小车的质量。让不同质量的小车从同一高度由静止开始下滑,撞击置于水平面上相同位置的同一木块,比较木块运动的距离。 通过上述实验,你能得出什么结论? 议一议 为什么汽车在高速公路上要限速?为什么不同车型的限速标准不一样?你能解释其中的原因吗? 研究表明,物体的动能与速度和质量有关,速度越大、质量越大,动能越大。 汽车限速是为了减小动能,防止事故。 如限速相同,质量较大的车,动能较大,发生意外,事故严重。 不同车型质量不同,要不同限速标准,以控制动能。 势能 玩具车内部有一个类似弹簧的装置。在向后拉的过程中,该装置发生弹性形变;松手后,这个装置在恢复形变的过程中对玩具车做功,使玩具车运动。 发生弹性形变的物体能对其他物体做功,具有能量。 物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。 观察思考 弹性势能与弹性形变关系 如图所示,弓的形变越大,箭被射得越远; 机械钟表的发条上得越紧,钟表工作的时间越长; 弹簧的形变越大,小车被弹得越远。 事实表明,弹性形变越大,物体的弹性势能就越大。 如图所示,强夯机的重锤落下时能将地基打实;从山上滚落的石头会摧毁山下的建筑物。 重力势能 大量事实表明,处在一定高度的物体具有做功的本领,具有能量。 物体由于被举高而具有的能量叫作重力势能。 模拟打桩 活动 12.2 图12-7所示是模拟打桩的装置。实验时,让“重锤”从“桩”正上方的某一高度处自由下落,将“桩”打入沙中。 想一想 要想将“桩”打得深一些,可以采用哪些方法? ⑴控制质量不变,增加“重锤”高度。 ⑵控制高度不变,增加“重锤”质量。 研究表明,物体的重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。 做一做 根据你想到的方法做一做。你看到什么现象?能得出什么结论? 机械能 在物理学中,我们把动能和势能统称为 。 物体可以同时具有 能和 能。 机械能 动 势 E=E动+E势 例如,正在荡秋千的孩子,正被起重机吊起的重物,跳水过程中的运动员,等等。 例2 下列物体具有哪种形式的机械能？ ⑴钟表里卷紧的发条具有 ; ⑵在水平路面上行驶的汽车具有 ; ⑶在空中飞行的飞机具有 ; ⑷被压缩了弹簧的圆珠笔 ; ⑸阳台上的花盆具有 。 例1 皮球静止在空中,重力势能为为35J,动能是 J,机械能是 J,球下落动能增加20J,重力势能为 J。 (不计空气阻力) 0 35 15 弹性势能 动能 动能、重力势能 弹性势能 重力势能 例3 分析物体的动能、势能、机械能的变化。 ⑴火箭加速升空; ⑵汽车匀速上坡; ⑶跳高运动员从地面起跳后上升; ⑷上紧发条的玩具车在水平面上变快; ⑸速度高度一定的飞机喷洒农药。 动能 势能 机械能 。 增大 增大 增大 动能 势能 机械能 。 动能 势能 机械能 。 动能 势能 机械能 。 动能 势能 机械能 。 不变 增大 增大 减小 增大 减小 增大 减小 减小 减小 减小 减小 1.唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句,从物理学的角度来看,前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能, 后一句表明长江水具有大量的 能。 2.关于能的概念,下列说法正确的是 ( ) A.势能相等的物体一定在同一高度 B.悬挂的物体因为没有做功,所以没有能 C.在空中飞行的子弹,能够做功,所以具有能　 D.物体具有机械能,一定既具有动能也具有势能 3.“嫦娥一号”卫星发射升空,它在加速上升过程中 ( ) A.动能不变,重力势能增加 B.动能增加,重力势能增加 C.动能不变,重力势能不变 D.动能增加,重力势能减小 检测练习 重力势 动 C B 4.甲、乙两个物体处在同一个水平面,甲的动能比乙的动能大,下列说法正确的是 ( ) A.甲的质量一定比乙大 B.甲的速度一定比乙大 C.甲做功的本领一定比乙大 D.以上说法都不对 5.2008年5月汶川大地震时,我国政府在第一时间紧急派出飞机为灾区空投救灾物资,从飞机上空投的救灾物资在下落过程中,逐渐减小的物理量是 ( ) A.动能 B.重力势能 C.重力 D.质量 C B 6.物体由于 而具有的能,叫做动能。在“探究物体的动能与那些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想： A.动能可能与质量有关; B.动能可能与速度有关。 小明让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下,运动的小球碰上水平面上木块后,将木块撞出一段距离s.实验如甲、乙、丙。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2,水平面上所用的木块是同一木块。 ⑴通过观察比较 反映小球动能的大小,这种研究方法是 法。 ⑵通过比较甲、乙,可初步验证 是正确的; ⑶通过比较 两次实验,验证猜想A是正确的。 ⑷实验表明:质量相同的物体,运动的速度越大, 它的动能越 ; 运动速度相同的物体,质量越大, 它的动能也越 。 s 转换 B 甲丙 大 大 运动 知识梳理 2. 的物体具有动能。举例 。动能与 有关。探究方法:⑴探究与某一因素关系采用 ; ⑵显示动能方法 。 3. 的物体具有弹性势能,与 有关。举例 。 5. 统称为机械能。 1.能对另一物体做功的物体具有 。物体的能量越大,它能对其他物体做的功就越____。 能量 多 4. 的物体具有重力势能。举例 。与 有关。 探究方法: 。 运动 运动的子弹 质量 速度 发生弹性形变 拉开的弹弓 弹性形变大小 被举高 山上石头 质量 高度 (同上) 动能和势能 控制变量法 比较木块被撞移动距离 许多人都有荡秋千的经历。如图12-8所示,在秋千摆动的过程中,人距离地面的高度不断变化,同时速度也不断变化。也就是说,人的重力势能和动能都在不断变化。 观察思考 为什么踩滑板滑下越来越快？ 观察摆球动能和重力势能的转化 活动 12.3 如图12-9所示,将摆球从点A由静止释放,观察摆球的高度和速度是怎样变化的。 做一做 说一说 1.摆球由点A向点O'运动的过程中,它的速度变 ,动能变 ,重力势能 。 2.摆球到达最低点O'时,它的动能 ,重力势能 。 3.摆球由点O'向点B运动的过程中,它的速度变 ,它的动能转化为 ______能;当到达最高点B时,它的动能为 ,重力势能 。 4.根据前面的观察和分析,简要说明荡秋千过程中动能和重力势能转化的情况。 减小 大 小 重力势 0 大 最大 最小 最大 实验表明: 动能与势能可以相互转化。由于存在(空气等)阻力作用, 机械能会减少。 不考虑空气及摩擦等阻力作用,机械能不变(守恒)。 观察图12-10,分析各情景中动能和势能的转化情况。 过山车: 先由高到低, 能转化为 能; 再由低到高, 能转化为 能;… 由于克服阻力做功,机械能不断 。 在轨道最高点,具有 能。 势 动 动 势 减少 动能与势 皮球: 先由高到低, 能转化为 能; 再撞击地面, 能转化为 能; 重力势 动 动 弹性势 球弹离地面, 能转化为 能; 动 弹性势 后由低到高, 能转化为 能;… 动 重力势 球的机械能不断 。 减少 球反弹的最大高度不断 。 等高的动能 。 减少 减少 撑杆跳高: 助跑时获得 能; 动 起跳后运动员动能转化为竹竿的 能; 弹性势 此后竹竿 能转化为运动员 能和 能;腾到最高点, 最大。 弹性势 动 重力势 弹性势 F=G A B C 跳水 (跳板)弹性势能→(人)动能→重力势能→动能。 (滚摆)重力势能→动能→重力势能… 滚摆 蹦床 (人)在O点重力势能转化为A点动能; 想一想:生活中还有哪些现象表明动能和势能可以相互转化? O A→B 人的重力势能转化为动能和蹦床的弹性势能; B点动能最大; B→C 人的重力势能动能转化为蹦床的弹性势能(最大)。 生活 物理 社会 海洋中的机械能 海洋蕴藏着丰富的机械能,它可以通过不同的形式表现出来,如海浪能、海流能、潮汐能等。 海浪能把几十吨的石头推走,能使万吨巨轮颠簸摇晃。海啸是一种灾难性的海浪,能把轮船冲上陆地,甚至能冲毁岸上的建筑物。 海水受风力、海底地形等影响,沿一定方向大规模流动,这种现象称为海流。科学家们设想,可以利用海流动力推动水轮发电机发电。 太阳和月球的引力会使海面出现周期性涨落,这种现象称为海洋潮汐。海水一涨一落，水位差可达十几米。当海面涨落时,海水流经泄水闸,带动发电机发电。 航标灯漂浮在海洋中,多采用波浪能等海水的动能摇动发电机发电,实现稳定发光。 实践与练习 1.请说明为什么高空坠物的危害很大。 高空坠物在下落过程中重力势能转化为动能,越接近地面动能越大,能对外界做的功就越多,产生的危害就越大。即便从高空抛下的物品质量很小,只要下降的高度足够大,产生的危害都不容小觑。例如,一个鸡蛋从18楼落下可能砸破人的头骨。 2.图12-13是某轻轨车站的设计方案示意图。与站台连接的轨道有一定的坡度。请你从节能的角度分析这样设计的优点。 列车进站时上坡,动能转化为重力势能,减速且储能; 出站时下坡,重力势能又转化为动能,释放能量且加速。 这与平地站台上直接进站与出站相比(进站时要制动减速,而出站时要增大动力加速),明显节约能源。 3.做一个能自动回转的“魔罐”。如图12-14所示,在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔,用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部,然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来,这样,一个“魔罐”就做成了。试一试,当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来吗?仔细观察“魔罐”的运动,想一想,在此过程中动能和势能是如何转化的? ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 实验发现:“魔罐”能自动滚回来。“魔罐”滚出去后,钩码使橡皮筋不断缠绕,“魔罐”的动能转化为橡皮筋的弹性势能;动能为零时,弹性势能最大,随即橡皮筋的弹性势能转化为“魔罐”的动能,“魔罐”开始滚回来。 4.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图12-15所示。皮球从较高处下落形成的圆斑是图中的哪一个?你判断的依据是什么? 黑色圆斑A是球从较高处下落形成的。球在下落过程中重力势能转化为动能,当刚接触地面时动能最大,随后与地面碰撞过程中动能转化成弹性势能,当动能为零时,球的弹性势能最大,球的形变量最大,在地面上形成圆斑。由此可见,圆斑的大小与球最初的重力势能有关,因此起初高度较大的球落在地面上形成的圆斑就较大。 5.如图12-16所示,将一张卡片(约9cm×5cm)对折,在开口的一边剪两个小豁口,套上橡皮筋,就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来,在桌面上压平后,迅速松开手,会出现什么现象?在此过程中,弹性势能、动能、重力势能是如何转化的? 会跳的卡片 展开 翻过来 释放 在实验中,将卡片在桌面上压平,迅速松开手,会看到卡片跳起来。 在此过程中,橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能,卡片会跳起来;卡片跳起后其动能又转化为重力势能。 5.重力势能与 有关.模拟打桩实验通过比较 显示 的重力势能。 知识梳理 3.探究影响动能的有关因素:⑴比较 来显示 的动能,采用 法;探究与某一因素关系用 法。⑵实验时,改变质量控制速度不变的操作 ;小车运动到水平面的 。 ⑶动能与质量关系 。 ⑷实验对木板要求 ;木块的初始位置 。 1.功与能的关系:一个物体能对另一物体做功说明它具有 ;物体的动能越大,它能对其他物体做的功就 。 4.发生 物体有弹性势能,与 有关。 6.动能与势能统称为 。动能与势能可以 ,不计阻力,机械能 。考虑阻力,机械能 。 2.运动物体具有的能叫 能,与 、 有关。 能量 越多 动 质量 速度 木块被撞距离 小车 转换 控制变量 质量不同小车同一高度释放 速度相同,质量越大,动能越大 接触面不光滑 弹性形变 弹性形变大小 质量 高度 桩打入沙中深度 木块 机械能 相互转化 不变 减少 速度相同 相同 1.如图所示,农用无人机正在“北斗”系统的导航下精准作业,水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,随着药量减少,它的 ( )   A.重力不变 B.动能不变 C.机械能减小 D.重力势能不变 2.如图是荡秋千的模型,摆球从A点静止释放,经点B、O、C到达右侧最高点D,点B、C等高,则 ( ) A.球在B、C两点的动能相等 B.球在A点比D点的机械能大 C.球在O点的动能为零 D.球在运动中,机械能不变 检测练习 C B  3.图甲为小球从某高度水平抛出后的部分运动轨迹示意图,位置①和③高度相同。将小球经过的①、②、③中某两个位置记为M、N,其动能和重力势能数据如图乙所示。下列说法正确的是 ( )  A.小球在①位置的动能可能小于在②位置的动能 B.小球在②位置的动能可能小于在③位置的动能 C.M位置对应轨迹中的①位置 D.小球在整个运动过程中,机械能不断减小 80J 300J N M D 4.如图所示,若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度v0分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出,忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为h甲和h乙,小球又下落到水平地面时的速度大小分别为v甲和v乙。下列正确的是 ( )  A.h甲=h乙 v甲=v乙 B.h甲＞h乙 v甲＜v乙 C.h甲=h乙 v甲＞v乙 D.h甲＞h乙 v甲=v乙 D 5.取一个轻质的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,如图放置在不太陡的斜面上,松开手后会发现盒盖向上滚动,关于滚动过程下列说法正确的是 ( )  A.由于整体上移,滚动过程中整体的重力势能增加 B.虽然整体上移,但滚动过程中整体的重力势能不增加 C.向上滚动时动能转化为重力势能 D.适当减小铁球的质量,向上滚动过程至少可以滚过完整的一圈 B 6.如图甲所示,某运动员在做蹦极运动,图乙为其运动示意图。运动员从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点。若不计空气阻力,则下列判断正确的是 ( )  A.从O点到A点再到B点过程中,运动员动能先增大后减小 B.从A点到B点再到C点过程中,绳的弹性势能先增大后减小 C.从A点到B点再到C点过程中,运动员动能先增大后减小 D.从A点到B点再到C点过程中,运动员的机械能守恒 C 8.将篮球掷向地面,篮球碰到地面后斜向上反弹。篮球运动过程中经过两个位置A和B。A处的机械能为17J,重力势能为10J,B处的机械能为20J,重力势能为6J。在A位置时动能为______J,如图左侧篮球对应的是______(A/B)位置,篮球的运动路径是 (由A到B/由B到A)。 7.如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中图线______描述的是重力势能与石块所处高度关系,小石块达到的最大高度为_____m,小石块在3m高时的重力势能为_____J。 a 4 4.5 A B 7 由B到A B 9.如图为嫦娥六号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球的部分轨迹简化图。返回器在AB段的动能______,在BC段的机械能______,在CD段的重力势能______(均选填“变大”“变小”或“不变”)。 10.如图人造地球卫星在大气层外环绕地球运行时,卫星机械能_____ (变大/变小/不变).在近地点的势能 (大于/小于/等于)它在远地点的势能;在近地点的动能 (大于/小于/等于)它在远地点的动能;它从近地点向远地点运行过程中,动能变 ,势能变 。 减小 不变 减小 不变 小于 大于 小 大 11.如图AOB是光滑的轨道,A点的高度大于B点的高度,小球从A点由静止自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),从A点到O点的过程中重力势能转化为______,小球到达B点后运动轨迹最符合实际的是____(选填“a”“b”“c”或“d”),请简述理由 。 12.如图原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止位置一定不可能位于____(B/C/D)点,整个过程中木块速度最大时其左端可能位于____(B/C/D)点。 动能 c 机械能不变,c线最高点有动能,与势能的和应等于A处的势能 C B 13.如图甲,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系图像,如图乙(不计空气阻力,弹簧始终发生弹性形变)。 ⑴由a→b过程中小球的动能______,机械能______(变大/变小/不变); ⑵由b→c过程中小球受到的弹力______重力(大于/小于/等于)。 ⑶经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与 有关;若橡皮筋被拉的长度相同,把质量不同的“子弹”,射出时的动能 (相同/不同),质量大的“子弹”射出的距离较 ,原因是质量大的“子弹”射出时 小。 增大 减小 大于 弹性形变大小 相同 小 速度 14.甲、乙、丙是三个完全相同的网球,如图所示,在同一高度以大小相等的初速度,同时抛出,甲球竖直向下抛出,乙球竖直向上抛出,丙球斜向上抛出。(不计空气阻力) (1)甲、乙、丙三球从抛出到落地前的运动过程中,重力势能的变化情况______;(相同/不相同) (2)乙、丙两球上升的高度较高的是______;(乙球/丙球) (3)甲、乙、丙三球落地时，动能的大小______。(相等/不相等) 不相同 乙球 相等 15.小明想研究汽车发生撞击时动能大小对事故结果的影响,做了如图所示的实验。 ⑴通过 比较动能大小。甲、丙两图是为了研究动能与_____(高度/速度)的关系;用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车_____(超载/超速)行驶时危险性大的原因。 ⑵小球从斜面某处释放后,将重力势能转化为 能,根据木块被撞移动距离, (能/不能)反映小球的重力势能大小。 ⑶用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究钢球的动能大小与质量的关系,这个实验方案是______(可行/不可行)的。 木块被撞移动距离 速度 超载 动 能 不可行 $nullnullnull