内容正文:
11.4 动能和势能
1.知道什么是能量、动能、重力势能、弹性势能、机械能。
2.经历实验探究过程,了解影响动能和重力势能大小的因素。
3.知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化。
4.能解释自然界中机械能相互转化的现象。
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物理 九年级上册(粤教沪科版)
课时1 认识动能、势能及其影响因素
目
录
课前梳理
01
课堂解析
02
课后练习
03
01
课前梳理
知识点一 能量
1.物体能够对别的物体__________,我们就说这个物体具有能量,能量简称能。
2.在国际单位制中,能量的单位与功的单位一样,也是__________,符号为______。
知识点二 动能
3.动能:物体由于__________而具有的能。
4.动能的大小:物体的质量相同时,__________越大,它具有的动能越大;物体的速度相同时,__________越大,它具有的动能越大。
做功
焦耳
J
运动
速度
质量
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知识点三 势能
5.重力势能:把__________的物体由于受重力作用而具有的能叫做重力势能。
6.弹性势能:物体发生__________而具有的能叫做弹性势能。弹性物体的弹性越强,形变__________,它具有的弹性势能就越大。
7.势能:重力势能和弹性势能统称为势能。
8.重力势能的影响因素:__________、__________。
高处
弹性形变
越大
质量
高度
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9.探究重力势能的大小与哪些因素有关。
(1)实验方法:__________、______________。
(2)如何观察物体重力势能大小:通过观察和比较_____________________。
(3)结论:当物体的位置相同时,__________越大,它具有的重力势能__________;当物体的质量相同时,__________越高,它具有的重力势能越大。
转换法
控制变量法
小木桩被打入沙中的深度
质量
越大
位置
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02
课堂解析
重点一 动能、势能相关判断
1.判断质量m的变化:正在洒水的洒水车、空投救灾物资的飞机、正在升空的火箭——m减小;正在工作的扫地机器人——m增大。
2.判断速度v大小的变化:匀速——v不变;加速、起动——v增大;减速(仅受重力、支持力、摩擦力的物体在粗糙水平面滑行)、刹车——v减小。
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3.判断高度h的变化:上升、起飞——h增大;下落、下滑、降落、水流到下游——h减小;在水平路面移动、悬停——h不变;近地点——h最小;远地点——h最大。
4.判断弹性形变程度:物体弹性形变程度越大,弹性势能越大;物体弹性形变程度越小,弹性势能越小。
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【跟踪训练】 1.1970年4月24日,我国成功发射了第一颗人造地球卫星东方红一号,该卫星至今还运行在一个椭圆形的轨道上,东方红一号随火箭加速升空的过程中,其重力势能_________(选填“变大”“变小”或“不变”);当卫星运行到近地点时,________能最大,_________能最小。
变大
动
势
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重点二 探究动能的大小与哪些因素有关
本实验应用了控制变量法和转换法。
步骤Ⅰ.让同一小球分别从斜面上A处和B处由静止开始滚下后碰上木块(如图甲所示)。
步骤Ⅱ.让不同质量的小球先后从斜面上同一高度滚下后碰上木块(如图乙所示)。
甲
乙
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(1)步骤Ⅰ是为了研究动能大小与速度的关系。
(2)步骤Ⅱ是为了研究动能大小与质量的关系。
(3)该实验中斜面的作用是为了控制小球速度的大小,木块的作用是为了比较小球动能的大小。
(4)结论:物体的动能与速度和质量有关,速度越大,质量越大,它具有的动能就越大。
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【跟踪训练】 2.“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置图如图所示。实验中让小球从斜槽的某个位置由静止滚下,撞击水平面上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)实验中探究的是__________(选填“小球”或“木块”)的动能大小的影响因素。
小球
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(2)实验中物体动能的大小是通过______(选填“s”或“h”)的大小来反映的,这种常用的实验方法称为__________法。
(3)在探究动能与速度的关系时,要保持小球的__________不变,让小球从__________(选填“相同”或“不同”)的高度由静止开始滚下,以不同的速度推动木块移动。
(4)若让不同质量的小球从斜槽同一高度由静止开始滚下,目的是探究物体的动能与物体的__________(选填“质量”或“速度”)的关系。
s
转换
质量
不同
质量
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课后练习
03
1.无人机已被应用于诸多领域,在无人机匀速上升的过程中,对其分析正确的是( )。
A.动能不变,重力势能增大 B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大 D.动能增大,重力势能减小
【解析】无人机匀速上升的过程中,速度不变,质量不变,动能不变;高度升高,质量不变,重力势能变大,故A正确,B、C、D错误。故选A。
基础巩固
A
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2.2026年2月12日14时37分,捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空,随后以“一箭七星”的方式将卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。 捷龙三号运载火箭在加速升空过程中关于其搭载的卫星,下列说法正确的是( )。
A.动能不变,重力势能增大 B.动能减小,重力势能减小
C.动能增大,重力势能增大 D.动能增大,重力势能减小
C
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3.如图所示,模拟打桩机工作过程的实验,让铁块
静止下落,撞击小桌桌面,下列分析正确的是( )。
A.用不同质量的铁块从相同高度静止下落,质量
较大的使桌腿陷入细沙更浅
B.用相同质量的铁块从不同高度静止下落,高度
较小的使桌腿陷入细沙更深
C.铁块下落过程中,重力势能增大,动能减小
D.铁块的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大
D
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4.(2026·广东中考)2026年3月21日,广东省城市篮球联赛开赛。 篮球离手后,由于__________能继续运动;上升过程中,篮球的重力势能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。篮球运动状态变化,是因为受到__________的作用。
惯性
变大
力
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5.研究物体动能与速度的关系的实验装置如图所示,实验中应让质量相同的小球从斜面__________(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下,观察比较木块被撞后移动的距离。对比图甲和图乙,可以得出结论:质量相同的物体,速度越__________,动能就越大。由此可以解释汽车________(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
不同
大
超速
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【解析】为了研究物体动能与速度的关系,根据控制变量法可知,应使小球的质量相同,速度不同,因此应让相同质量的小球从斜面不同高度由静止滚下。实验中通过小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小,使用了转换法。由题图甲、乙可知,小球质量相同,速度不同,速度越大,推动木块移动的距离越远,故可得出结论:质量相同的物体,速度越大,动能就越大,由此可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
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能力达标
6.甲、乙两辆相同小车的s-t图像如图所示,关于这两辆小车的动能,下列说法正确的是( )。
A.甲、乙两车的动能相等
B.甲车的动能大
C.乙车的动能大
D.缺乏条件,无法判断
B
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7.蹦床运动简化示意图如图所示,O点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置,A点是蹦床不发生形变时的位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置,C点是运动员到达的最低位置。蹦床不超过它的弹性限度,若忽略空气阻力,则( )。
A.在O点时,运动员受力平衡
B.从A点到C点的过程中,运动员的重力势能一直减小
C.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性势能一直减小
D.从O点到C点的过程中,在C点处运动员的动能最大
B
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【解析】 在O点时,运动员处于最高点,只受到重力作用,所受合力不为零,不是平衡状态,故A错误。 重力势能的大小与物体的质量和高度有关,从A点到C点的过程中,运动员的质量不变,高度不断降低,因此其重力势能一直减小,故B正确。弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,从A点到C点的过程中,蹦床的形变程度越来越大,因此其弹性势能一直增大,故C错误。运动员的动能大小与速度有关,从O点到B点的过程中,运动员的速度一直在增大;在B点时,运动员受到的重力与弹力二力平衡,合力为零,此时速度达到最大,动能最大;从B点到C点的过程中,弹力大于重力,运动员做减速运动,速度减小,动能减小;到达C点时,速度为零,动能为零,因此运动员的动能在B点最大,在C点为零,故D错误。 故选B。
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8.(跨学科)小安到家乡某区域进行跨学科主题学习,该区域等高线地形示意图如图所示。若在该河段开展野外漂流活动,皮划艇从A点行驶到C点的过程中,其重力势能将( )。
A.不变
B.变大
C.变小
D.先变大后变小
C
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9.某同学在探究“弹性势能大小与形变量的关系”时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。用如图甲所示的装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
素养提升
甲
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①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0;
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1;
③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2;
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实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m
1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15
2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60
3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35
4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85
④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh。
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(1)实验中弹簧的形变量x=__________(用所测物理量符号表示)。
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过__________(填字母)来间接反映的。
A.h1 B.h2
C.h2-h0 D.h2-h1
h0-h1
D
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(3)该同学根据表中数据分别作出图乙Δh-x和图丙Δh-x2图像,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________________成正比。
形变量的平方x2
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感
观
看
谢
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