2.1.3动能和势能 课件20226-2027学年浙教版科学九年级上册

该初中科学课件聚焦动能、势能（重力势能、弹性势能）及其影响因素，通过流动的空气、水等情景实例导入动能概念，再以实验探究（转换法、控制变量法）分析影响因素，过渡到重力势能（高空抛物）和弹性势能（射箭），最后归纳梳理并结合应用检测，构建从情景到探究到应用的学习支架。 其亮点是以实验探究为核心，运用转换法（木块距离判断动能）和控制变量法（质量与速度、高度关系）培养科学思维，结合高空抛物、打桩机等生活现象深化科学观念，通过迁移应用和当堂检测提升探究实践能力。学生能直观理解抽象概念，教师可依托完整流程高效教学。

（浙教版）九年级 上 第2章 能量转化与能量守恒 第1节 功与机械能 第3课时 动能、势能 掷出的铅球 一、聚焦情景、认识物体动能 流动的空气(风)、流动的水、飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有动能。 一切做机械运动的物体都具有动能。那么，物体动能的大小跟哪些因素有关呢？ 流动的水 飞翔的小鸟 行驶的汽车 物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。 图2.1-9 风力发电 行走的人 1.如图2.1-10 所示，小钢球A从斜面上h高度处滚下，在水平面上运动，撞击放在水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离s。比较木块B被推出距离的远近，推断小钢球A的动能大小。 2.1-10 小钢球撞击木块 小球从斜面上h高度处滚下 小钢球滚到水平面时获得动能 钢球动能越大木块被推开距离越大 转换法 用木块被推开距离来判断小球动能大小 二、实验探究、探究动能大小的影响因素 二、实验探究、探究动能大小的影响因素 v1 2.让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 v2 v1 ②小钢球从不同的高度处静止滚下： 小钢球滚到水平面时的速度不同。 h1 >h2 v1 >v2 s1 >s2 ③实验结论： ①同一个小钢球：保持 相同; 质量 质量相等的物体，运动的速度越大，动能越大。 质量M 相同 v1 >v2 控制变量法 二、实验探究、探究动能大小的影响因素 3.让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 ①相同高度处由静止开始滚下：小钢球到达水平面时具有 的速度。 相同 M>m v3 s1 >s3 v1 =v3 v1 v1 =v3 高度h相同 ②实验结论： 速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 控制变量法 4.你还能设计其他方案来探究物体动能大小与哪些因素有关吗？ 二、实验探究、探究动能大小的影响因素 E= mv2 v v m m M 实验结论： 本实验探究的问题是物体的动能大小与_______的关系 利用如侧视图的两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是________________。　　 便于控制小球的撞击方向 速度 2.在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的速度限制是不同的？ 1.图中的汽车和摩托车，哪一个动能大？ 汽车与摩托车的速度相同，汽车质量大于摩托车质量，因此汽车的动能大于摩托车的动能。 速度相同的客车，客车的质量越大，动能也越大。客车的动能越大，在短时间内越不容易刹车停下，所以大型客车的限制速度比小型客车更小。 二、实验探究、探究动能大小的影响因素 三、现象解析、探究重力势能大小的影响因素 物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。 你能解释“禁止高空抛物”的科学道理吗？ 高空的物体储存了较大的重力势能，下落时会瞬间释放。 高处过山车储存了重力势能 三、现象解析、探究重力势能大小的影响因素 思考与讨论 如图2.1-12所示，某同学右手从图甲的位置将哑铃向上举起到图乙的位置，手有没有对哑铃做功？图乙的位置，左右两手的哑铃具有相同的重力势能吗？ 甲 乙 图2.1-12 举哑铃 右手从图甲的位置将哑铃向上举起到图乙的位置，手对哑铃做了功。 右手的哑铃具有的重力势能更大。 质量相同，但右手的哑铃所处高度更大，做功本领更大，储存的重力势能更大。 三、现象解析、探究重力势能大小的影响因素 打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里。 甲 质量相同，高度不同 乙 质量不同，高度相同 图2.1-13 打桩机打桩 高高举起的重锤具有重力势能 相同质量的重锤，所处的位置越高，它具有的重力势能就越大。 处在相同高度的重锤，质量越大，它具有的重力势能就越大。 三、现象解析、探究重力势能大小的影响因素 大量事实表明，重力势能的大小跟物体的质量和高度有关。 物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。 利用水力发电时，需要建造大坝，以提高水位、储存更多的水，也就是尽量使水的重力势能更大。 水力发电厂 拦河大坝 E=mgh 发生形变的物体储存了能，在恢复形变过程中会做功。 运动员射箭 球网发生形变 撑杆跳高 拉弯的弓储存了能，恢复原状过程中释放能，将箭射出。 形变的球网储存了能，恢复原状的过程中释放能，将球弹出。 压弯的撑杆储存了能，恢复原状过程中释放能，将运动员抬高。 物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 四、归纳梳理、认识弹性势能 射箭时手拉弓弦使弓的形变越大，箭就射得越远；球拍击打网球越用力，网球拍形变就越大，网球就会飞得越远。 那么，弹性势能大小跟哪些因素有关呢？ 用橡皮筋发射纸子弹怎样让小纸团弹得更远？ （1）橡皮筋拉开5厘米左右，观察子弹飞 出的距离。 （2）橡皮筋拉开10厘米左右，观察子弹飞出的距离。 决定弹性势能大小的因素: 物体的形变大小。 在弹性限度内，物体弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。 四、归纳梳理、认识弹性势能 板书设计 第1节 功和机械能（第3课时） 动能与势能 机械能 动能 定义：物体由于运动而具有的能量 影响因素：m和v 势能 重力势能 定义：物体由于被举高能量而具有的 弹性势能 影响因素：m和h 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量 影响因素：弹性形变程度 控制变量法和转化法 迁移应用 1.关于功和能的关系，下列说法正确的是（ ） A.功就是能，能就是功 B.功可以变为能，能可以变为功 C.做功的过程就是物体能量转化的过程 D.物体做功越多，物体的能越大 C 2.下列物体中只具有动能的有 ,只具有重力势能的有 ，既具有动能又具有重力势能的有 。(填序号) (1)水平公路上行驶的汽车。 (2)空中停着的直升机。 (3)被起重机举起的集装箱。 (4)被运动员掷出在空中飞行的铅球。 (5)光滑水平面上匀速运动的小车。(6)从枪膛里被射出的子弹。 (1) (2) (4) (5) (6) (3) 【例3】如图是学生立定跳远过程中的动作分解图，该过程中学生重力势能不断增大的是（　　） A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤ 【答案】B 【解析】质量不变时，物体被举高的高度越大，重力势能越大，由上图可知，②→③过程中，上升的高度不断增大，该过程中学生重力势能不断增大。 当堂检测 4、在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法正确的是（　　） A． 实验中所探究的“物体的动能”是指纸盒的动能 B． 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的 C． 由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关 D． 由甲丙两图可知，物体的动能大小与物体的高度有关 B 当堂检测 5、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（ ） A. t1时刻小球动能最大 B. t2时刻小球动能最大 C. t2-t3这段时间内，小球的动能先增加后减少 D. t2-t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 C $