2.1 功和机械能（课时4 动能和势能的转化）课件-2026-2027学年浙教版九年级上册科学

第1节 功和机械能 课时4 动能和势能的转化 第二章 能的转化与能量守恒 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能 （1）概念： 动能和势能（包括重力势能和弹性势能）统称为机械能。 （2）单位： 焦耳（J）。 （3）大小： 机械能等于动能、势能之和。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 滑雪运动员从高山上滑下的过程中，速度越来越大，高度越来越低，人的动能和重力势能有什么变化？从山下冲上山坡的运动员，速度和高度怎样变化？动能和重力势能怎样变化？ 物体的动能和势能会相互转化。 运动员从山上滑下 运动员从山下冲上山坡 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 用细绳把小球悬挂起来，将小球拉到某一高度后释放。 观察摆球的高度和速度是怎样变化的？动能和重力势能是怎样变化的呢? 【实验】单摆实验 用频闪照相技术拍摄的摆锤运动的情景。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 用细绳把小球悬挂起来，将小球拉到某一高度后释放。 观察摆球的高度和速度是怎样变化的？动能和重力势能是怎样变化的呢? A点 B点 C点 重力势能减小，动能增大 重力势能增大，动能减小 【实验】单摆实验 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【实验】单摆实验 演示实验 实验结论：物体的动能和重力势能之间是可以相互转化的。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【实验】动能和弹性势能的转化 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。 请你分析这一过程中能量转化的情况。 分析论证： 木块的速度 木块的动能 弹簧形变程度 弹簧弹性势能 能的转化 木块压缩弹簧 减小 减小 变大 增大 动能转化为弹性势能 弹簧把木块弹回 增大 增大 变小 减小 弹性势能转化为动能 实验结论： 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能守恒 （1）规律： 物体的动能和势能是可以相互转化的。如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。 （2）机械能守恒的条件： 只有动能和势能的相互转化，而没有其他形式的能参与。 在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力” 、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能守恒 （1）规律： 物体的动能和势能是可以相互转化的。如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。 斜面实验 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （1）撑杆跳高： 动能转化为重力势能和弹性势能 上升一定高度： 弹性势能转化为重力势能 越过横杆下落： ①起跳前助跑： 增大动能 ②起跳后 身体上升，撑杆弯曲： 重力势能转化为动能 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （2）水力发电： 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。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。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （3）水力舂米机械--水碓： 它主要由大轮及安装在大轮轴上的彼此错开的 拨板、若干根碓杆及其前端的石锤组成。工作时， 水流推动大轮转动，带动轴上的拨板依次不断向下 挤压碓杆，从而使石锤抬起，水的动能转化为石锤 的重力势能，然后石锤落下，石锤的重力势能又转 化为石锤的动能，石锤再对下面的米做功。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 机械能转化的应用 （4）抛掷装置： 把皮筋挂在离轴最远的挂钩上，皮筋弹性形变量最大，产生的弹性势能最大。当松开手指，皮筋的弹性势能减小，弹性势能转化为重物的动能，重物的动能增加，速度增大，会被抛得更远。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 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。位于浙江省温岭市的江厦潮汐电站，是我国最大的潮汐电站，也是世界第四大潮汐电站。 潮汐发电 示意图 江厦潮汐电站 潮汐能 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 课堂总结 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 课堂练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，下列说法中正确的是 ( ) A ．最高处时，动能为零 B ．起跳过程中，重力势能减小 C ．动能先减小后增大 D ．重力势能先减小后增大 C 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，“天和”核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。不考虑空气阻力，则 ( ) A ．在远地点的势能最大、动能为零 B ．在近地点的动能最大、势能为零 C ．从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小 D ．从近地点向远地点运动过程中，质量减小、重力减小 C 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　） A．图甲中，卫星在近地点的速度最大 B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零 C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小 D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 【解析】 A．卫星绕地球运行时机械能守恒，近地点高度最小，重力势能最小，因此动能最大，速度最大； B．小球从位置①释放后，位置②是小球运动的最低点，是速度最大的位置，速度不为零； C．滚摆下降过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度逐渐增大，动能逐渐增大； D．人起跳离开地面后，不计空气阻力，只受重力作用，故D正确。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 2025年4月19日，李晨洋以5米63的成绩获得中国田径街头巡回赛厦门站男子撑杆跳冠军。如图所示，撑杆跳分为助跑、起跳、越杆三个过程，下列说法正确的是（　　） A．助跑时，运动员的动能变大，惯性变大 B．整个过程中机械能不守恒 C．越杆达到最高点时，运动员的速度为0 D．起跳时，杆的弹性势能全部转化成运动员的动能 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 【解析】A．助跑时，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。质量不变，惯性不变；B．整个过程中运动员需克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，运动员的机械能不守恒；C．运动员在最高点时，还具有向前的速度；D．起跳时，杆的弹性势能一部分转化为运动员的动能，一部分转化为运动员的重力势能。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 “鲲龙”AG600M是中国自行设计、研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，如图所示，该飞机在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降。此过程中飞机总质量保持不变，下列说法正确的是（　　） A．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能不变 C．飞机减速下降的过程中，其所受重力不做功 D．飞机减速下降过程中机械能守恒 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、飞机腾空而起的过程中，质量不变，速度和高度都增大，动能和重力势能都增加，所以重力势能没有转化为动能，故A错误； B、飞机沿水平方向匀速飞行时，总质量保持不变，速度和高度都不变，动能和重力势能都不变，所以机械能不变，故B正确； C、飞机减速下降的过程中，在重力的方向上通过距离，其所受重力做功，故C错误； D、飞机在减速下落时，动能减少，重力势能减少，因此机械能减少，故D错误。 答案：B。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在 B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　） A．在D点时一切外力消失，过山车将保持静止状态 B．B点到D点的过程中，过山车的机械能是守恒的 C．D点到E点的过程中，过山车速度越来越快，过山车机械能没有转化为内能 D．过山车的机械能在B点最大 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、由图乙可知，在D点时过山车的动能不为零，有一定速度，所以若此时一切外力消失，过山车将做匀速直线运动，故A错误； BD、整个过程中，小车克服阻力做功，机械能逐渐变小，过山车的机械能在B点最大，故B错误，D正确； C、D点到E点的过程中，过山车速度越来越快，过山车重力势能转化为动能，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，故C错误。 答案：D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止。下列说法正确的是（　　） A．冰壶从B到C的过程，该同学对冰壶做了功 B．冰壶能够从B运动到C，是由于它受到了惯性作用 C．冰壶从B到C的过程先加速后减速，机械能没有转化为内能 D．冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 解： A、冰壶从B到C的过程中，该同学没有对冰壶施加力，根据做功的两个必要因素，所以该同学对冰壶没有做功，故A错误； B、冰壶能够从B运动到C，是由于冰壶具有惯性，惯性是物体的一种属性，不是力，不能说“受到惯性作用”，故B错误； C、冰壶从B到C的过程中，由于受到摩擦力的作用，速度逐渐减小，动能转化为内能，机械能减小，故C错误； D、冰壶在AB段和BC段，压力大小（等于冰壶重力 ）和接触面的粗糙程度相同，根据摩擦力大小的影响因素，可知冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故D正确。 答案：D。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 将皮球从离地某一高度O点水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）   A．皮球在 D 点时的机械能小于在C点时的机械能 B．皮球经过同一高度的 A、B 两点时动能相等 C．皮球第一次反弹后达到最高点P点时动能为零 D．若将皮球涂黑，则会在地面 M、N 两点留下两个大小相等的黑色圆斑 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 【解析】 A、由图可知，每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明机械能逐渐变小，小球先运动到C点后运动到D点，故在D点的机械能小于在C点的机械能，故A正确。 B、由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明机械能逐渐变小，在A点的机械能大于B点的机械能，机械能是物体动能与势能的总和，在AB两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于大于B点的动能，故B错误。 C、从轨迹来看，小球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能向右运动，说明小球还具有水平方向速度，所以皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能不为零，故C错误。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 下节课再见~ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 $