2.1 功和机械能（第4课时）课件-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

该初中科学课件聚焦动能与势能的相互转化及机械能守恒，以过山车情境导入，通过摆锤、滚摆、小球轨道等探究活动为支架，衔接势能、动能概念，引导学生发现转化规律及守恒条件。 其亮点是以探究实践为主线，结合弹簧木块实验、伽利略斜面实验等实例，培养科学思维中的模型建构与推理论证能力，落实科学观念的应用。学生能在实践中深化理解，教师可借助资料提升教学互动性和知识传递效率。

第1节 功和机械能 (第4课时） 浙教版 九年级上 第2章 能的转化与能量守恒 1 拉到高处的过山车具有重力势能，当它从高处沿轨道飞驰而下时，储存的重力势能被释放出来，转化为动能，从而让人产生惊心动魄的感觉。 势能和动能在转化时遵循什么规律？ 图2.1-15 过山车 创设情境 研究摆锤的摆动 探索活动 1.如图2.1-16所示，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，重力势能如何变化？动能如何变化？在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化? 用频闪照相技术拍摄的摆锤运动的情景。 摆锤向下摆动： 重力势能减少，动能增大。 摆锤向上摆动： 动能减少，重力势能增大。 重力势能转化为动能，到达最低点时，动能最大。 动能转化为重力势能，到达最高点时，重力势能最大。 如果没有空气摩擦阻力，摆锤的运动会如何？ 摆锤每次都会上升到原来的高度。 探究实践 2.如图2.1-17所示，把一个滚摆悬挂起来。用手捻动滚摆，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，重力势能如何变化？动能如何变化？当滚摆上升的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？ 图2.1-17 滚摆 滚摆下降： 重力势能减少，动能增大。 滚摆上升： 重力势能增大，动能减少。 重力势能转化为动能，到达最低点时动能最大。 动能转化为重力势能，到达最高点时重力势能最大。 如果没有空气摩擦阻力，滚摆的运动会如何？ 滚摆每次都会上升到原来的高度。 探究实践 实验表明 3.如图2.1-18所示，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量？小球在滚动过程中能量如何转化？ 高处滚下的小球 A点具有 。 重力势能 B点具有 。 D点具有 。 C点具有 、 。 动能 重力势能 重力势能 动能 重力势能 动能 重力势能 滚动过程中能量转化： 动能 重力势能 物体的动能和重力势能可以相互转化 动能→重力势能： 重力势能→动能： 动能变小，重力势能变大； 重力势能变小，动能变大。 探究实践 没有空气摩擦阻力 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? 思考与讨论 摆锤和滚摆在上下摆动过程中与空气发生摩擦，有一部分机械能转化为热能（内能）而散失了。所以机械能减小。 研究摆锤的摆动 滚摆 减少的动能等于增加的重力势能； 减少的重力势能等于增加的动能。 机械能的总量不变 探究实践 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。 静止 松手后，木块向右弹出，滑行一段距离; 松手后，木块向右弹出，滑行更远。 当压缩弹簧时，弹簧就储存了弹性势能，放手后弹簧的弹性势能转化为木块运动的动能。 实验表明：物体的动能和弹性势能也可以相互转化。 探究实践 大量事实表明： 动能和势能之和=机械能总量 动能和势能统称为机械能。 动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说，机械能守恒。 机械能守恒的条件： 只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下），机械能守恒才成立。 “只有动能和势能的相互转化”→没有消耗机械能→机械能守恒。 探究实践 实验中，小球一旦从斜面滚下，它将会继续滚上另一个斜面。如果没有摩擦力，不管斜面乙、丙比斜面甲陡些还是缓些，小球总是会滚到斜面乙上的B处或斜面丙上的C处，而B处或C处离桌面的高度与小球出发点A处 图2.1-20 斜面实验 其实，小球沿斜面滚下时，小球的势能逐渐减小，动能逐渐增大，在滚上另一斜面时，小球的动能逐渐减小，势能逐渐增大，在没有阻力的情况下，小球的机械能是守恒的。 伽利略曾经研究过小球在斜面上的运动： 的高度相同。这样看起来，小球好像“记住”了其起始高度。事实上小球“记住”的是与起始高度相联系的能。 重力势能 探究实践 动能和势能的相互转化有着广泛的应用。 （1）撑杆跳高：分阶段分析 运动员的动能 运动员进行一段助跑 运动员的重力势能 和撑杆的弹性势能 上升一定高度 动能减小到最小值 撑杆的弹性势能 运动员的重力势能 越过横杆下落： 运动员的重力势能 运动员的动能 起跳前: 增大动能 起跳后: 探究实践 在水力发电站，被大坝拦住的上游水积蓄了大量的势能。当这些水通过坝中的水管向低处流动时，势能转化为动能。 （2）水力发电： 而流动的水冲击水轮机的叶轮，又将动能传递给水轮机，进而带动发电机发电，转化为电能。 拦河大坝 水轮机的运动 探究实践 图2.1-23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。那么，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？速度大小又是如何变化的? 思考与讨论 人造地球卫星 在近地点时：重力势能 ，动能 ； 最小 最大 在远地点时，重力势能 ，动能 。 最小 最大 卫星由近地点运动到远地点的过程中，势能增动能转化为重力势能。 势能增加，动能减小，速度变小。 机械能守恒。 探究实践 1.下列关于机械能的说法,正确的是 ( ) A.骑车匀速下坡，机械能不变 B.从空中射向球门的足球,势能减小,动能增加 C.加速升空的运载火箭，机械能不断增大 D.带动钟表转动的发条，将动能转化为势能 C 2.一架匀速上升的直升飞机，它的（ ） A.动能增加，重力势能不变 B.动能不变，重力势能增加 C.动能和重力势能都增加 D.动能和重力势能都不变 B 迁移应用 3.如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中， 下列说法正确的是（不计空气阻力）-----（ ） A、铅球由a →b时，动能逐渐增大 B、铅球在b点的机械能大于a点的机械能 C、铅球由b →c时，机械能逐渐减小 D、铅球在c点时动能最大 D 4.下列物体运动过程中，动能转化为重力势能的是( ) A. 汽车沿斜坡向下运动 B. 汽车在水平公路上匀速行驶 C. 投出的篮球在向上运动 D. 热气球匀速向上运动 C 迁移应用 5.如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，N点是弹簧自然伸长的位置。斜面与水平面光滑，忽略空气阻力。当物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后若又返回到P点。则下列描述错误的是（ ） A．物块从M向P运动过程中，机械能减少 B．物块从N向M运动过程中，动能不变 C．物块从P向M运动过程中，重力势能减少 D．弹簧被压缩最短时，弹簧的弹性势能最大 A 迁移应用 板书设计 第1节 功和机械能（第4课时） 转化 转化 动能 只有动能和势能相互转化，机械能守恒 弹性势能 势能 重力势能 xxx 课程结束 $