12.1 机械能 课件-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

该初中物理课件聚焦动能、弹性势能、重力势能的定义、影响因素及相互转化，通过汽车限速、物体从高处滑下速度变化等生活问题导入，搭建从现象到概念的学习支架，引导学生构建能量观念。 其亮点在于以科学探究和科学思维为核心，用控制变量法、转换法设计实验，结合滚动的保龄球、摆球转化等视频辅助理解。融入高空抛物、神舟飞船等实例渗透科学态度与责任，结构化小结梳理知识，能激发学生兴趣，为教师提供丰富教学资源，提升教学效果。

第1节 机械能 第十二章 机械能和内能 物理苏科版九年级上册 1.理解能量的概念，知道一个物体能对另一个物体做功时，该物体具有能量；明确动能、弹性势能、重力势能的定义，能准确判断生活中常见物体具有哪种形式的能； 2.掌握影响动能大小的因素，知道质量相同时速度越大动能越大，速度相同时质量越大动能越大，并能结合具体实例分析动能的变化情况； 3.掌握影响弹性势能大小的因素，了解在弹性限度内，弹性形变程度越大，弹性势能越大，并能举例说明弹性势能的变化； 4.掌握影响重力势能大小的因素，知道质量相同时高度越大重力势能越大，高度相同时质量越大重力势能越大，并能结合实际场景分析重力势能的变化； 5.理解动能和势能，包括重力势能、弹性势能之间可以相互转化，能够描述具体实例中的动能与势能的具体转化情况。知道动能和势能统称为机械能，一个物体可以同时具有动能和势能。 学习目标 难点 重点 重点 重点 新课引入 为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速? 下列物体从高处滑下，为什么会越来越快？ 新课引入 滑板从斜坡上滑下，速度越来越快； 从高处下落的苹果，速度越来越快； 石头从山坡上滚下，速度越来越快。 一、动能 知识构建 1.一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 被拉弯的弓对箭做功视频 高速运动的子弹能够对鸡蛋做功 运动着的锤子能够对钉子做功 飞驰的汽车 运动的足球 一切运动的物体都具有动能。 运动的物体可以对外做功，所以运动的物体具有能量。 一、动能 奔跑的猎豹 2.动能：物体由于运动而具有的能。 一、动能 物体的动能越大，它能对其他物体做的功越多。 那么，动能的大小与哪些因素有关呢? 滚动的保龄球视频 实验探究 探究影响动能大小的因素 物体动能大小可能跟速度有关 物体动能大小可能跟质量有关 实验猜想： 小车、长木板、木块、槽码、海绵片、尺子 实验器材： 控制变量法、转换法（比较小车动能的大小转化为比较木块运动的距离长短） 实验方法： 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。 海绵片 实验探究 探究影响动能大小的因素 将同一小车分别从不同高度（A、B、C）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。 实验操作1 在小车上放一些槽码，改变小车的质量，让不同质量的小车从同一高度（A点）由静止开始下滑，撞击置于水平面上相同位置的同一木块，比较木块移动的距离。 实验操作2 质量不等的小车从斜坡的同一高度由静止开始下滑，运动到水平面时的速度相等。 A A B C 实验探究 探究影响动能大小的因素 实验结论： 物体动能的大小与物体的速度和质量有关，速度相同时、质量越大，物体的动能越大；质量相同时，速度越大，物体的动能越大。 A B C A 实验总结： 质量相同，高度不同 高度相同，质量不同 大型客车、货车等重型车辆，由于车身质量大、重心高，制动系统的负荷远大于小型车，这类车辆的转向灵活性较差，高速行驶时易发生侧翻，尤其是空载状态下稳定性更差。而小型客车的动力响应、制动性能和操控精度更优，设计标准更适应较高速度下的安全行驶，因此大型客车、货车等重型车辆限速相对更高。 知识构建 一、动能 二、势能 有一种玩具车，只要用手按住它往后拉一下，松手后它就能往前运动。 它运动的能量来自哪里？ 这种玩具小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小车做功，使小车运动。 发生形变的撑杆 发生形变的球拍 拉弯的箭弓 二、势能 1.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 发生弹性形变的物体在恢复形变时可以对外做功，所以发生形变的物体具有能量。 2.弹性形变程度越大，弹性势能越大； 弹性势能大小还与物体材质有关。 二、势能 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。 被举高的物体可以对外做功，所以被举高的物体具有能量。 二、势能 3.重力势能：物体由于被举高而具有的能量。 二、势能 强夯机的重锤落下时能将地基打实 山上滚落的石头摧毁山下的建筑物 重力势能的大小和哪些因素有关呢？ 重力势能的大小貌似跟质量和高度有关。我们一起探索吧。 实验探究 探究影响重力势能大小的因素 物体重力势能大小可能跟物体质量有关 物体重力势能大小可能跟物体所处高度有关 实验猜想： 不同质量的木块（重锤）、沙桶、沙子、小凳（桩） 实验器材： 控制变量法、转换法（比较木块（重锤）的重力势能大小转化为比较沙子的凹陷程度） 实验方法： 1.将同一木块分别从不同高度，由静止开始下落，撞击在小凳（桩）上，比较沙子的凹陷程度； 实验操作： 2.更换不同质量的木块，让不同质量的木块从同一高度，由静止开始下落，撞击小凳（桩）上，比较沙子的凹陷程度。 模拟打桩 实验探究 探究影响重力势能大小的因素 实验结论： 重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时、所处高度越大，物体的重力势能越大；所处高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 实验总结： 高度相同，质量不同 质量相同，高度不同 知识构建 三、动能和势能的相互转化 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。 你能说出荡秋千的过程中，动能和重力势能具体是怎样变化的吗？ 三、动能和势能的相互转化 仔细观察实验现象 你会发现什么？ 小球上升时动能减小，重力势能增加，下降时动能增大，重力势能减小。 摆球动能和重力势能的转化视频 动能和重力势能可以相互转化。 1.动能和重力势能的相互转化 三、动能和势能的相互转化 O′ O B 思考下面的问题 1.摆球从点A向下摆动的过程中，它的速度怎样变化？动能怎样变化？重力势能怎样变化? 2.摆球到达最低点O′时，它的动能是否达到最大？重力势能呢? 3.摆球由点O'向点B运动的过程中，它的速度怎样变化？动能转化为什么能？当到达最高点B时，它的动能是否为零？重力势能是否为最大? 1.动能和重力势能的相互转化 三、动能和势能的相互转化 1.动能和重力势能的相互转化 O′ O B 1.摆球从A点向下摆的过程中速度一直增大；动能一直在增大；重力势能在一直在减小。 2.摆球摆到O′点时，动能最大，重力势能最小。 3.摆球由点O'向点B运动的过程中，速度一直在减小；动能转化为重力势能；达到B点时，速度为0，重力势能达到最大。 三、动能和势能的相互转化 荡秋千 1.秋千从高处摆下的时候，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能； 2.秋千从低处摆上的时候，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； （1）荡秋千 1.动能和重力势能的相互转化 三、动能和势能的相互转化 （2）过山车 过山车 1.过山车从高处向下运动的时候，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能； 2.过山车从低处向上运动的时候，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 1.动能和重力势能的相互转化 三、动能和势能的相互转化 2.动能和重力势能、弹性势能的相互转化 1.小球从高处向下的过程，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能； 4.小球上升的过程，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 2.小球和地面接触，压缩球的过程，动能减小，弹性势能增大，动能转化为弹性势能； 3.小球和地面接触，球恢复原状的过程，弹性势能减小，动能增大，弹性势能转化为动能； 弹性小球 （1）弹性小球 三、动能和势能的相互转化 （2）撑杆跳 撑杆跳 1.撑杆弯曲阶段：远动员的动能转化为杆的弹性势能； 2.撑杆伸直与上升阶段：杆的弹性势能转化为人的重力势能和少量动能； 3.越过横杆阶段（最高点）：重力势能最大，动能最小，弹性势能为0。 4.下落阶段：人的重力势能转化为人的动能。 2.动能和重力势能、弹性势能的相互转化 放开发条的青蛙具有动能和弹性势能 飞翔的老鹰具有动能和重力势能 在物理学中动能和势能统称为机械能 雪山上的火车具有动能和重力势能 三、动能和势能的相互转化 一个物体可以同时具有动能和势能。 3.机械能 向下的过山车具有动能和重力势能 高空中的飞机具有重力势能和动能 杜绝高空抛物 倡导文明生活 从2021年3月1日起最新刑法修正案生效，规定了高空抛物罪及量刑条款。根据重力势能等相关物理知识，结合人体结构等医学知识和相关法律法规，请设计关于“杜绝高空抛物，倡导文明生活”的科普宣传方案，并完成相关的活动报告。 拒绝高空抛物 科学世界 近些年，高空抛物事件如同悬在城市上空的 “达摩克利斯之剑”，在全国各大小区、商圈、街道等场所层出不穷，其发生频率之高、涉及场景之广，让 “头顶上的安全” 成为公众心中难以抹去的隐忧。在居民小区里，孩童在楼下玩耍时被楼上抛下的玩具砸伤；在写字楼周边，行人路过时被掉落的广告牌砸中；在学校附近，学生放学途中被高空抛下的书本击中…… 类似的事件在新闻报道中屡见不鲜。 科学世界 海流发电 ocean current power generation 江夏潮汐电站 海洋中波涛汹涌，蕴藏着巨大能量。海浪能把几十吨的石头推走，能使万吨巨轮颊簸摇晃。海啸——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。 海流能 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。利用海流的动力推动水轮发电机发电——海流发电。 潮汐能 由于太阳和月球的引力作用，海面会出现周期性涨落，这种现象称为海洋潮汐。海水一涨一落，水位的高度差可达十几米。为了利用潮汐的机械能，人们在海湾或河口建筑拦水堤坝，形成水库， 并在坝下设置装有水轮机的泄水闸。当海面涨落时，海水流经泄水闸，带动发电机发电。 知识迁移 1.载有3名宇航员的神舟二十号飞船于2025年4月24日取得圆满成功，飞船从地面加速上升的过程中动能和重力势能发生的变化是（ ） A.动能变大，重力势能不变 B.动能不变，重力势能变大 C.动能和重力势能都变大 D.动能和重力势能都变小 C 载人飞船离开地面加速上升的过程中，质量不变，高度增加，则重力势能增加，速度增加，则动能增加，故ABD错误，C正确。 故选：C。 知识迁移 2.如图所示，在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后，让罐子从不太陡的斜面滚下，罐子滚下后会再沿斜面向上滚动。关于罐子滚动过程中，下列说法正确的是（ ） A.罐子从斜面上滚到最低点的过程中，动能转化为重力势能 B.罐子滚动过程中，只有重力势能和动能之间发生相互转化 C.罐子从斜面上滚下时，重力势能减小 D.罐子滚下后再沿斜面向上滚动时，动能不断增大 ABC，罐子从斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大（在斜面底端时橡皮筋的弹性势能最大），即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能，由于存在摩擦，克服阻力做功，有一部分重力势能转化为内能；故AB错误，C正确； D.罐子由斜面底部自动滚上去，罐子的高度增大，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐减小，则罐子重力势能增大、动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能减小，故D不符合题意。故选：C。 C 知识小结 速度相同时、质量越大，物体的动能越大；质量相同时，速度越大，物体的动能越大。 动能：物体由于运动而具有的能。 动能和势能之间可以相互转化。 一个物体可以同时具有动能和势能。 动能和势能统称为机械能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 弹性形变程度越大，弹性势能越大；弹性势能大小还与物体材质有关。 重力势能：物体由于被举高而具有的能量。 机械能 动能 势能 动能和势能的相互转化 质量相同时、所处高度越大，物体的重力势能越大；所处高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 Lavf58.35.102 Lavf57.67.100 $