11.4 动能和势能（第1课时）　 学习任务单 2026-2027学年物理沪粤版九年级上册

11.4 动能和势能（第1课时）　学习任务单 班级：________　　姓名：________　　小组：________ 学习目标 1. 能通过实例从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系。 2. 能通过实验探究，了解影响动能、重力势能大小的因素。 3. 能从能量的视角分析高空抛物的危害等。 课堂探究任务 探究任务一　能量 ◆ 观察与思考 观察下列图片，回答问题。 问题1：图(a)中流动的风可对________做功；图(b)中高处的桩锤下落可对________做功；图(c)中张开的弓可对________做功。 总结：上述三个实例存在一个共性，就是物体具有____________的本领。 问题2：阅读课本P15，写出能量的定义。 问题3：根据能量的定义，是不是具有能量的物体一定在做功呢？ 问题4：能量与做功有什么联系？能量的单位是什么？ ◆ 归纳总结 1. 能量的定义：________________________________。 2. 能量的单位：________。 ◆ 应用 应用1　下列关于能量的说法正确的是（　　） A. 做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B. 做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少 C. 能够做功的物体具有能量，但不一定就做功 D. 能量多的物体所做的功一定就多 ◆ 特别提醒 1. 一个物体具有的能越多，物体做功的本领就越大，它能够对外做的功就越多。 2. 具有能的物体能够做功，但不一定正在做功。 3. 能的形式是多种多样的：机械运动中有机械能，电现象中有电能，热现象中有内能（热能），光现象中有光能，化学变化中有化学能等。 探究任务二　动能 ◆ 动能 问题1：射出的箭、运动的球、流动的水、流动的空气等物体能否做功，它们有什么共同点？ 问题2：阅读课本P15，写出动能的定义。 ◆ 探究动能的大小与哪些因素有关 活动1：猜想与假设 货车发生交通事故时，会破坏公路两边的护栏，速度较大的、满载的货车破坏程度更严重，你认为动能的大小可能与哪些因素有关？写出你的猜想。 活动2：设计方案 (1) 实验器材：斜面、质量不同的钢球、木块。 (2) 实验设计： ①怎样研究动能的大小与物体的速度和质量的关系？ ②研究动能大小与质量的关系时，如何控制钢球的速度相同？ ③研究动能大小与速度的关系时，如何改变钢球的速度？ ④钢球的动能大小不可以直接测量，如何显示动能的大小？ 活动3：实验过程 (1) 从斜面的不同高度由静止释放同一钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离； (2) 从斜面的同一高度由静止释放质量不同的钢球，比较平面上的木块被钢球撞击后运动的距离。 活动4：得出结论 物体的动能与物体的________和________有关。质量相同时，速度________的物体具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体具有的动能________。 ◆ 归纳总结 1. 物体由于________而具有的能叫做动能。 2. 物体的动能与物体的________和________有关。 3. 质量相同时，速度________的物体具有的动能越大。 4. 速度相同时，质量________的物体具有的动能越大。 ◆ 应用 应用2　小明用图示装置探究"动能大小与速度的关系"，下列说法正确的是（　　） 应用2图 A. 水平面必须光滑 B. 让不同的小球从同一斜面同一高度静止释放 C. 实验得到结论，物体的速度越大，动能越大 D. 用木块移动的距离表示小球动能大小 探究任务三　势能 ◆ 重力势能和弹性势能 问题1：举高的铁锤、起重机吊起的重物、被举起的杠铃等物体能否做功，它们有什么共同点？ 问题2：张开的弓、变形的撑竿、蹦极时拉紧的橡皮绳等物体能否做功，它们有什么共同点？ 问题3：阅读课本P17，写出重力势能、弹性势能的定义。 ◆ 探究重力势能的大小与哪些因素有关 活动1：猜想与假设 下冰雹时，冰雹质量越大对地里的庄稼破坏越大；建楼房打地基时，重锤举得越高，地基打得越牢固。你认为重力势能的大小与哪些因素有关？提出你的猜想。 活动2：设计方案 (1) 实验器材：质量不同的重物、小方桌、沙箱。 (2) 实验设计： ①怎样研究重力势能的大小与物体的质量和物体所在位置高度的关系？ ②如何显示物体重力势能的大小？ 活动3：实验过程 (1) 让同一重物从不同高度由静止释放，自由下落撞击沙箱中的小方桌，比较小方桌下陷的深度； (2) 让质量不同的物体从相同高度由静止释放后，自由下落撞击沙箱中的小方桌，比较小方桌下陷的深度。 活动4：得出结论 物体的重力势能与物体的________和它所在____________有关。质量相同时，越高的物体具有的重力势能________；高度相同时，质量________的物体具有的重力势能越大。 ◆ 归纳总结 1. 高处的物体由于受________作用而具有的能叫做重力势能。 2. 物体的重力势能与物体的________和它所在________有关。质量相同时，越高的物体具有的重力势能________；高度相同时，质量________的物体具有的重力势能越大。 3. 物体发生________而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。 4. 重力势能和弹性势能统称为________。 ◆ 应用 应用3　(2025·广东模拟)如图是我国探月工程"嫦娥六号"探测器，其返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆。在返回舱减速下降的过程中（　　） 应用3图 A. 动能减小，势能减小 B. 动能不变，势能减小 C. 动能不变，势能增大 D. 动能增大，势能减小 课堂练习 知识点一　能量 1. 下列关于功和能的说法正确的是（　　） A. 具有能量的物体一定正在做功 B. 物体具有的能量越大，它做的功就越多 C. 物体做的功越少，它具有的能量就越少 D. 物体能够做的功越多，它具有的能量就越大 知识点二　动能 2. (物理与航天)发射航天器时，一般都顺着地球自转方向发射，这主要是为了利用航天器在发射前随地球转动而具有的（　　） A. 动能　　B. 重力势能 C. 势能　　D. 弹性势能 3. (2026·梅州模拟)用如图所示装置探究影响动能大小的因素，让小车从斜面上不同高度由静止滑下，撞击放在水平面上的粘贴有海绵片的木块。下列说法正确的是（　　） 题3图 A. 每次实验木块可以放在水平面上不同位置 B. 木块克服重力做功而最终停下来 C. 本次实验是探究动能大小与质量的关系 D. 海绵片能让小车撞击木块后不反弹，随木块一起运动 4. 如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图像。雨滴在、、三个时刻具有的动能分别是、、，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　） 题4图 A. B. C. D. 知识点三　势能 5. 高空抛物存在极大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（　　） A. 重力势能　　B. 弹性势能 C. 密度　　D. 重力 6. 运动员在射箭比赛时总把弓拉得很弯，其主要目的是（　　） A. 增大箭的重力势能 B. 使箭能沿直线运动 C. 增大箭的弹性势能 D. 增大弓的弹性势能 7. 如图所示，小华在"探究重力势能的大小与哪些因素有关"的实验中，选用的器材有透明容器、细沙、木质小桌、质量不同的两个铁块，让铁块从小桌正上方的某一高度处由静止开始下落将小桌打入沙中。 题7图 (1) 该实验是通过观察____________________来判断重力势能大小的。 (2) 让质量不同的铁块从同一高度由静止开始下落，铁块的质量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力势能的大小与________有关。 (3) 探究重力势能与高度的关系时，应选择让质量________的铁块从不同高度自由下落。 (4) 铁块在空中下落时减少的重力势能主要转化为________。 8. (2024·长沙中考)2024年5月3日，"长征五号"遥八运载火箭搭载"嫦娥六号"探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。"嫦娥六号"加速升空的过程中（　　） 题8图 A. 重力势能和动能都增大 B. 重力势能和动能都减小 C. 重力势能减小、动能增大 D. 重力势能增大、动能减小 9. 将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程能量变化的说法正确的是（　　） 题9图 A. 向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B. 向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C. 笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D. 笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大 参考答案 探究任务一　能量 问题1：帆船；桩头；箭。 总结：对外做功。 问题2：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 问题3：物体能够做功表示物体具有做功本领，具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量。 问题4：物体做功的过程就是能量转化的过程。能量反映了物体做功的本领。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳(J)。 归纳总结：1. 物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能；2. 焦耳(J)。 应用1：C。解析：具有能量的物体不一定正在做功，A错误；做功多的物体能量不一定多，做功的过程中能量可能转化，B错误；能量多的物体所做的功不一定多，还与做功的时间等因素有关，D错误；能够做功的物体具有能量，但不一定就做功，C正确。故选C。 探究任务二　动能 问题1：射出的箭、运动的球、流动的水、流动的空气等物体能做功，它们的共同点是都在运动。 问题2：物体由于运动而具有的能叫做动能。 活动1：动能的大小可能与物体的质量和速度有关。 活动2：①利用控制变量法研究动能的大小与物体的速度和质量的关系：研究动能大小与质量的关系时，控制钢球的速度相同，改变钢球的质量，比较动能的大小；研究动能大小与速度的关系时，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，比较动能的大小。②让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，使钢球到达水平面时的速度相同。③让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球到达水平面时的速度不同，钢球的起点位置越高，到达水平面时的速度越大。④利用转换法显示动能的大小：让从斜面上滚下的钢球撞击水平面上的木块，被撞木块移动的距离越长，钢球具有的动能越大。 活动4：质量；速度；越大；越大。 归纳总结：1. 运动；2. 质量；速度；3. 越大；4. 越大。 应用2：D。解析：水平面若光滑，木块被撞击后将一直运动下去，无法通过移动距离比较动能大小，A错误；探究动能大小与速度的关系，应让相同的小球从同一斜面不同高度静止释放，B错误；实验结论应表述为质量相同时，物体的速度越大，动能越大，C错误；实验中用木块移动的距离表示小球动能大小，D正确。故选D。 探究任务三　势能 问题1：举高的铁锤、起重机吊起的重物、被举起的杠铃等物体能做功，它们的共同点是都处于一定的高度。 问题2：张开的弓、变形的撑竿、蹦极时拉紧的橡皮绳等物体能做功，它们的共同点是都发生了弹性形变。 问题3：高处的物体由于受重力作用而具有的能叫做重力势能。物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 活动1：重力势能的大小与物体的质量和它所在位置的高度有关。 活动2：①研究重力势能大小与质量的关系时，控制物体所在的位置高度相同，改变物体的质量，比较重力势能的大小；研究重力势能大小与所在位置高度的关系时，控制物体的质量相同，改变物体所在的位置高度，比较重力势能的大小。②利用转换法，通过小方桌下陷的深度来显示物体重力势能的大小。 活动4：质量；位置的高度；越大；越大。 归纳总结：1. 重力；2. 质量；位置的高度；越大；越大；3. 弹性形变；4. 势能。 应用3：A。解析：返回舱减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小。故选A。 课堂练习 题1：D。解析：物体能够做功表示物体具有做功本领，具有能量的物体不一定正在做功，A错误；物体做功的多少还与时间等因素有关，能量大做的功不一定多，B错误；物体做的功少，具有的能量不一定少，C错误；物体能够做的功越多，它具有的能量就越大，D正确。故选D。 题2：A。解析：航天器在发射前随地球转动而运动，具有动能，顺着地球自转方向发射可以利用这部分动能。故选A。 题3：D。解析：木块每次应放在水平面上同一位置，A错误；木块最终停下来是因为克服摩擦力做功，B错误；实验中小车从不同高度滑下，质量相同、速度不同，探究的是动能大小与速度的关系，C错误；海绵片能让小车撞击木块后不反弹，随木块一起运动，便于通过木块移动的距离比较动能大小，D正确。故选D。 题4：A。解析：雨滴下落过程中先加速后匀速，由图像可知，不考虑质量变化，动能随速度增大而增大，所以。故选A。 题5：A。解析：高处的物体由于受重力作用而具有重力势能，高处物体高度大，重力势能大，下落时能够做的功多，破坏力强。故选A。 题6：D。解析：把弓拉得很弯，弓的弹性形变程度大，具有的弹性势能大，目的在于增大弓的弹性势能。故选D。 题7：(1) 小桌陷入沙中的深度；(2) 质量；(3) 相同；(4) 动能。解析：(1) 铁块的重力势能通过小桌陷入沙中的深度来反映，用到了转换法；(2) 铁块从同一高度下落，质量越大，小桌陷入沙中越深，说明重力势能与质量有关；(3) 探究重力势能与高度的关系，应控制质量相同，改变下落高度；(4) 铁块下落过程中高度减小、速度增大，重力势能主要转化为动能。 题8：A。解析："嫦娥六号"加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故选A。 题9：C。解析：向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变增大，弹性势能增大，A错误；笔的高度降低，重力势能减小，B错误；笔向上弹起的过程中，高度增大，重力势能增大，C正确；弹簧的弹性形变减小，弹性势能减小，D错误。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $