一、机械能（第1课时）-苏科版九年级《物理》上册教学课件

第十二章机械能和内能第一节机械能（第1课时）

江苏凤凰科学技术出版社九年级物理上册

义务教育教科书儿时，各种玩具车吸引着我们，为什么有的玩具车不用电池也能向前运动?现在，我们有了更多的疑问:为什么汽车要加注燃料才能行驶?为什么要向发动机的水箱中加水?.........让我们从能量的视角来探究其中的奥秘!1.说明:

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演示实验—《探究影响动能、重力势能大小的因素》………………………3.免责声明：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。4.追责声明：课件版权归本工作室，侵权必究。致老师、同学导入新课想一想为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？学习目标1.知道动能的概念；通过实验探究，知道动能的决定因素，并能解释与动能相关的一些简单现象。2.了解弹性势能的概念；通过实验探究，了解弹性势能的决定因素，并能解释与弹性势能相关的一些简单现象。3.知道重力势能的概念；通过实验探究，知道重力势能的决定因素，并能解释与重力势能相关的一些简单现象。1.动能2.势能3.课堂总结

4.实践与练习

5.综合提升训练

学习内容一、动能第1节机械能（第1课时）一、动能（1）现象探究：什么情况下能做功【现象与分析】流动的空气对帆船做了功；高处的桩锤对桩头做了功；拉开的弓对箭做了功。【探究归纳】上述实例的共同特点是物体对外做了功。1.能量流动的空气推动帆船前进高处的桩锤下落冲击桩头张开的弓能将箭射出一、动能（2）能量的概念一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能。上述事例中，流动的空气、高处的桩锤、拉开的弓都具有能量。（3）能量的单位物体做功的过程就是能量的转化过程，因此能量的单位与功的单位相同，都是焦耳（J）。一、动能（4）理解能量①能量的实质：物体做功的过程就是能量的转化过程。功是能量变化的量度，一个物体能够做的功越多，说明该物体具有的某种能量转化为其它的形式的能量就越多，即表示这个物体的能量越大。所以能量是表示物体做功本领的物理量。②理解“能够对外做功”物体“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。例如：被举高的重锤在空中静止，它虽然现在没有做功，但当它下落时，可将木桩打入地下而做功，所以被举高的重锤具有做功的本领，它具有能量。【例题1】下列关于能的叙述中，都正确的一组是（）①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能②一个物体没有做功，它一定不具有能量③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多④运动的物体具有能，静止的物体没有能⑤物体具有的能量越多，做的功越多⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥A一、动能【解析】①一个物体能够做功，即具有对外对做的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确；②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它不一定不具有能量，故②不正确；③一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，该物体做功后具有的能不一定多，故③不正确；④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确；⑤物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，⑤不正确；⑥物体具有的能越多，做功的本领越大，能做的功就越多，故⑥正确。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。一、动能一、动能台风把物体刮跑行驶的汽车子弹击穿木桩【现象分析】台风、汽车、子弹都在运动，具有能量。【探究发现】运动的物体具有能量。（1）问题探究：运动的物体是否具有能？分析以下事例，看看运动的物体能否做功？2.动能一、动能（2）动能物体由于运动而具有的能量叫作动能。物体的动能越大，它能对其他物体做的功就越多。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的飞机、地上行驶的汽车、河水的流动等。一、动能（3）研究影响动能大小的因素锤头的质量越大，做功越多子弹的速度越大，做功越多动能是由于物体运动而具有的能，子弹飞行的速度大，对物体的杀伤力也大（做功多），所以动能可能与物体的运动速度有关。锤子击碎物体时，锤头的质量越大，破坏力越强（做功越多），动能的大小可能与物体的质量有关。猜想与假设一、动能如下图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰到木块B后，能将B撞出一段距离s。在同一水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对B做的功就越多，A的动能越大。

①转换法：通过被撞物体运动的距离s来反映动能的大小。实验思路一、动能速度v1=v2质量mA＞mA'控制速度不变，改变质量的方法：质量不等的小球从同一高度滚下。质量mA=mA速度v1＞v2控制质量不变，改变速度的方法：同一小球从不同高度滚下。②控制变量法在探究动能大小可能与物体运动速度、物体质量有关时，每次实验这两个变量只能变化一个。一、动能探究一：探究动能大小与速度的关系①控制钢球的质量m不变。②让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B。③观察并测量木块被撞出的距离s。进行实验次数质量m/kg高度h/cm推动木块的距离s/cm10.110

20.115

30.120

一、动能探究二：探究动能大小与质量的关系①控制速度不变，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h。②改变钢球的质量m。③观察并测量木块被撞出的距离s。进行实验次数质量m/kg高度h/cm推动木块的距离s/cm10.110

20.210

30.310

一、动能（1）探究一中：在质量相同时，钢球下落的高度越高，钢球达到斜面底端的速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与速度有关，速度越大，动能越大。（2）探究二中：不同钢球从同一高度滚下，达到斜面底端时的速度相同，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与质量有关，质量越大，动能越大。分析与论证一、动能实验结论物体动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大。一、动能交流与讨论（1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。（2）将钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。（3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。（4）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。（5）实验改进：木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。（6）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速时的速度大，超载时的质量大，则动能大，危险性大）。一、动能如图所示是一些道路的标志牌：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?（4）与动能有关的现象及解释一、动能【分析】同一辆汽车，质量不变，速度越大，具有的动能越大，危害性越大。所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。车型不同，车的载重量就不同，也就是说，车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，在道路上行驶时，危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。一、动能（5）小资料——《一些物体的动能》物体动能/J物体动能/J抛出去的篮球约30跑百米的运动员约3×103行走的牛约60飞行的步枪子弹约5×103从10m高处落下的砖块约2.5×103行驶的小轿车约2×105一、动能【例题2】用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（）A．本实验的研究对象是小车B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能C．木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小D．本套器材只能探究小车的动能大小与速度的关系A一、动能【解析】A．本实验中，让小车从斜面上滑下，撞击水平面上的木块，通过木块移动的距离来反映小车进入水平面时的动能大小，所以本实验的研究对象是小车，故A正确；B．小车撞击木块，对木块施加了力，并使其在力的方向上移动了一段距离，小车对木块做了功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；C．木块被撞击后移动的距离越长，说明小车对木块做的功越大，表明小车的做功本领越大，木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小，故C正确；D．本套器材不仅可以通过改变小车在斜面上的初始高度来探究小车的动能大小与速度的关系，还可在小车上增加砝码改变小车质量，来探究小车的动能与质量的关系，故D错误，D符合题意。故选D。一、动能（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越______；（3）分析比较________两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大；【例题3】如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过______（选填“高度”或“距离”）大小来反映的；距离大甲、丙一、动能（4）综合上述可知，如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高________；（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。速度减小一、动能【解析】（1）钢球从斜面滚下过程中，其动能大小是通过木块移动距离s的大小来反映的，小木块移动距离越大，说明小钢球的动能越大。（2）分析比较甲乙两组实验，小球的质量相同，在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。（3）探究动能大小与质量的关系，保持速度相同，钢球的质量不同，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。（4）图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，质量越大的车，限速越低。（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，木块受到的阻力增大，则木块移动的距离将减小。

二、势能第1节机械能（第1课时）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?二、势能（1）现象探究：物体发生弹性形变与做功【现象】运动员在射箭比赛时，拉弯的弓为什么能将箭射出？蹦床比赛中，运动员为什么可以“跳”这么高？【分析】被拉弯的弓可以把箭射出去，弓对箭做了功；发生形变的蹦床把人弹起来，弹簧对人做了功。【归纳】发生弹性形变的物体能对其他物体做功，表明它具有能量。

蹦床射箭1.弹性势能二、势能（2）弹性势能发生弹性形变的物体能对其他物体做功，表明它具有能量，这种能量叫作弹性势能。发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量。例如，发生形变的网球拍能将网球弹出，具有能量。发生形变的网球拍具有弹性势能发生形变的撑杆具有弹性势能发生形变的弹簧具有弹性势能二、势能（3）影响弹性势能大小的因素【现象与分析】图甲中橡皮筋的形变越大，“子弹”被弹射得越远；图乙中弹簧的形变越大，小车被弹得越远。【结论】事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。

甲用弹弓弹射“子弹”乙压缩的弹簧弹开小车二、势能【结论】影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度。在材料相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。二、势能2.重力势能（1）现象探究：被举高的物体能做功。【观察现象】①观察打桩机打桩的过程：如图所示，打桩机在工作时，先把“重锤”高高举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。【分析】被举高的重锤能够对桩做功，说明被举高的重锤具有能量。二、势能②高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。它曾与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。高空抛物，既伤人又伤物。【分析】高空的物体能够做功，说明高处的物体具有能量。【探究归纳】高处的物体都具有能量。想一想：高处的物体具有什么能呢？二、势能（2）重力势能处在一定高度的物体具有做功的本领，即具有能量。这种能量叫作重力势能。山顶的巨石、举高的重锤都具有做功的本领，即具有势能。这种能量是物体由于受到重力产生的。山顶的巨石举高的重锤二、势能图是模拟打桩的装置图。实验时，让“重锤”从“桩”正上方的某一高度处自由下落，将“桩”打入沙中。（3）决定重力势能大小的因素【想一想】要想将“桩”打得深一些，可以采用哪些方法？方法1：“重锤”的质量大一些；方法2：“重锤”的下落高度大一些。二、势能【设计并进行实验】（1）探究重力势能的大小与高度的关系如图甲、乙所示，让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。（2）探究重力势能大小与质量的关系如图甲、丙所示，让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。二、势能【分析与论证】（1）如图甲乙所示，同一物体从不同高度的位置下落时，桌腿在沙坑下陷的深度不同；高度越高，桌腿在沙坑下陷的深度越大。说明：质量相等的物体，高度越高，重力势能越大。（2）如图甲丙所示，质量不同的物体从同一高度下落时，质量越大，桌腿在沙坑下陷的深度越大.

说明：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。二、势能【实验结论】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。陨石与陨石坑二、势能当心吊物当心落物必须戴安全帽想想议议在建筑工地上，常常看到以下的指示牌，你知道这些安全警示牌表示什么含义？其中包含的物理原理是什么？这些安全警示牌表示防止高空物体的下落。可见高空坠物非常危险，为什么？因为处于高空的物体具有很大的重力势能，一旦下落后，做的功也多，对人的伤害更大。【例题4】在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为验证猜想，利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。图为实验过程中的有关情景。二、势能（1）实验探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能；（2）实验中通过比较___________________来判断物体重力势能的大小；（3）通过比较_______（选填“甲乙”“乙丙”“丙丁”或“甲丁”）两图，可得出的实验结论是：______________________________；（4）如图所示实验，_____（选填“能”或“不能”）验证两个猜想。不能重物桌腿陷入沙子的深度

甲乙

物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大

二、势能【解析】

（1）（2）实验探究的是重物的重力势能，重物下落撞在桌子上，桌腿陷入沙子中，重物的重力势能通过小桌陷入沙子的程度看出。（3）重力势能与物体质量、高度有关，研究某一变量时，要控制另一变量相同，由图得，甲乙中控制重物的质量相同，改变物体下落的高度，物体下落高度越高，小桌陷入沙子中的深度较深，说明物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大。（4）如图所示的实验，通过比较甲乙实验，质量相同，下落高度不同，可以验证重力势能与高度有关；甲乙丙丁实验中，重物下落高度都不同，无法验证重力势能与高度的关系。二、势能（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，（小球质量大于木块的质量）实验时将同一弹簧压缩不同的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，分析比较______________，从而得出弹性势能大小。（2）为验证猜想二，需选用材料_________的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩_____（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若_____，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。【例题5】在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；木块移动的距离前后两次木块移动的距离不同不同相同【解析】（1）为验证猜想一，即弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，应改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块移动距离的远近来比较弹性势能的大小。（2）探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，观察前后两次木块移动的距离；若前后两次木块移动的距离不同，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。二、势能三、课堂总结第1节机械能（第1课时）课堂总结（1）

①定义：一个物体能对另一个物体做功，这个物体具有能量。②实质：物体做功的过程，就是能量的转化过程。能量是表示物体做功本领的物理量。③单位：焦耳（J）。①定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。②影响因素：速度越大、质量越大，物体的动能越大。①定义：处在一定高度的物体具有做功的本领，即具有能量。这种能量叫作重力势能。②影响因素：质量越大、高度越高，重力势能越大。①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。②影响因素：弹性形变越大，物体的弹性势能越大。机械能能量弹性势能动能重力势能课堂总结（2）

动能和势能的比较

动能势能重力势能弹性势能概念决定因素相同点物体由于运动而具有的能量物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能量质量和速度质量和高度弹性形变程度和材料都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领，单位都是焦耳（J）.四、实践与练习第1节机械能（第1课时）【解析】由于载重汽车的质量要比小轿车大得多，在运动速度相差不大的情况下，载重汽车的动能要比小轿车的动能大，因此造成的车祸也更严重一些。但是，如果小轿车的速度比载重汽车大很多，那么小轿车造成的车祸会更严重。实践与练习1.通常，载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸严重得多，这是为什么？但也有例外，这又是为什么?

五、综合提升训练第1节机械能（第1课时）综合提升训练【解析】ABC．影响动能的因素有质量和速度，虽然甲的动能比乙的动能大，但不能比较甲、乙的速度和质量的大小关系，故ABC错误；D．甲、乙两物体在同一水平地面上，甲的动能大，所以甲对外做功的本领越大，故D正确。故选D。1.同一水平地面上甲、乙两物体，甲的动能比乙的动能大。则下列说法中正确的是（）A．甲的质量一定比乙的大 B．甲的速度一定比乙的大C．甲的质量和速度都比乙的大 D．甲做功本领比乙强D【解析】机械钟表内的发条被卷紧后，其发生了弹性形变，故①具有弹性势能；扔在空中的橡皮，没有发生弹性形变，故②不具有弹性势能；被适当拉伸的弹簧，发生了弹性形变，故③具有弹性势能；充满气的气球，发生了弹性形变，故④具有弹性势能。故B选项正确。所以选B。综合提升训练2.下列物体中:①卷紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被适当拉伸的弹簧；④充满气的气球。具有弹性势能的是 （）A.①②③④

B.①③④C.只有①

D.只有①③B【解析】无人机匀速上升时，质量不变，速度不变，高度升高，动能不变，重力势能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。所以选D。综合提升训练

3.无人机匀速上升的过程中（）A．动能增大，势能减小 B．动能减小，势能增大C．动能不变，势能减小 D．动能不变，势能增大D【解析】AC．向下压弯跳板的过程中，跳板的弹性形变变大，弹性势能变大，故A错误，C正确；B．离开跳板向上腾起的过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小，故B错误；D．尽可能把跳板向下压弯点，为了增大跳板的弹性势能，从而使运动员获得较大的动能，运动员的惯性不变，故D错误。所以选C。综合提升训练4．如图所示，在跳板跳水比赛中，运动员总是尽可能把跳板向下压弯一点，然后再高高腾起。不计空气阻力，下列分析正确的是（）A．向下压弯跳板的过程中，跳板的弹性势能变小B．离开跳板向上腾起的过程中，运动员的动能变大C．向下压弯跳板的过程中，跳板的弹性势能变大D．尽可能把跳板向下压弯点，为了增大运动员惯性C5．下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的_________；（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法属于______（选填“控制变量法”或“转换法”）；（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是______（选填“正确”