【苏科版】九上物理 12.1 动能 势能 机械能（第1课时）（课件+内嵌式视频）

动能 势能 机械能（1）CHUZHONGWULI第十二章 机械能和内能 物理第1节苏科版 物理 九年级 上册影响动能大小的因素 动 能一、动能 势能 机械能①1导入新课W = Fs 单位是焦（J）1. 功的概念：一、复习①使用动滑轮最多能省一半的力；②使用动滑轮不能改变用力的方向；③使用动滑轮拉力（绳末端）移动距离S是钩码上升高度h的2倍。 s=2h2. 动滑轮工作时的特点 ②功的大小： 力学中规定：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。功＝力×距离 W = Fs③公式 ①力学中的功包括两个必要因素: 一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。请同学们阅读下面的事例：小小飞鸟为什么对飞机造成如此大的危害呢?鸟和飞行的飞机相撞，血肉之躯的小鸟与钢铁飞机在天空相撞，犹如以卵击石——卵破而石头无恙，然而事实并非如此，飞机与飞鸟在空中相撞，轻者飞机不能正常飞行，重者机毁人亡。目前鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一，由于鸟击引起的坠机事故已经发生许多起。 ①为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？ ②脚踩滑板从高处滑下，为什么越来越快？2学习新课以上物体都能够对外做功或具备做功的本领。 一个物体对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。简称能。能量的单位：焦耳（J）。 请同学们观察以下生活中的现象1. 能量 ①动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。观察以下物体具有的能量有什么共同特点？ 以上物体的能量都是由于运动而具有的。2. 动能子弹飞行的速度比较大，对物体的杀伤力也比较大；用锤子击碎物体时，锤头的质量越大，破坏力越强。 动能的大小可能与物体的______________等因素有关。猜一猜速度、质量观察与思考 1. 如图所示，两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。①两种情况下，小车运动到水平面上时的速度大小相等吗? ②木块被撞击后移动的距离相等吗?③比较两种情况下木块移动的距离，能得出什么结论?2. 如图所示，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让两辆小车从同一高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上的的木块。比较两种情况下木块移动的距离，能得出什么结论?进行实验探究动能大小与物体运动的速度、质量的关系。如图，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，将B撞出一段距离s。B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能越大。《转换法》①转换法：通过被撞物体运动的距离s来反映动能的大小。以钢球代替小车进行实验。 1. 研究方法： 速度 v1=v2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。②控制变量法： 在探究动能大小与运动速度、质量有关时，每次实验这两个变量控制一个不变。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。质量不等的小球从同一高度滑下，运动到水平面时，速度相等。实验过程2. 探究动能大小与速度的关系第一次木块B被撞移动的距离远。同一小球从高处滑下，高度h 越高，运动到水平面时的速度越大，做功越多，动能越大。实验现象：实验分析：实验结论《动能大小与速度的关系》 质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 ①实验过程3. 探究动能大小与质量的关系第一次木块B被撞移动的距离远。质量不同的小球从从同一高度滑下，运动到水平面时的速度相等，质量越大的球做功越多，动能越大。②实验现象：③实验分析：实验结论 速度相同时，物体的质量越大，动能越大。结论物体动能的大小跟速度、质量有关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。想一想：生活中还有哪些事例能支持上述结论？ 能够支持上述结论的生活事例： ①操场上飞来的足球可以用脚去踢，而飞来的铅球却唯恐避之不及；②汽车在高速行驶时造成的车祸比低速行驶时造成的车祸要严重得多……观察道路标示牌：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。请利用物理知识解释，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，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？ 速度越大，动能越大。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，载重量不同，如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，则行驶的危险性大。所以质量大的大型客车最高行驶速度要小些。4. 一些物体的动能（单位：J）视频演示——《探究影响动能大小的因素》 【例题1】判断下列物体动能的变化情况： ①一辆汽车加速运动，它的动能 . ②火车进站时做减速运动，它的动能 ；停止后，它的动能等于 . ③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 . ④汽车空载和满载时以相同速度前进： 时动能大. ⑤某同学慢跑和快跑： 时动能大.满载快跑变大减小0减小根据影响动能大小的因素判断：动能的大小跟速度、质量有关，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 【例题2】在探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让小球由静止开始沿斜面向下运动去撞击水平面上的木块，实验步骤如图甲、乙、丙所示。①木块运动的距离越远，说明撞击木块时小球具有的动能越______。②通过比较甲、乙两次实验可得，动能大小与_______有关。③通过比较甲、丙两次实验可得动能大小与__________有关。大速度质量②比较甲、乙两次实验，质量不变，高度不等，则滑下时的速度不等，探究动能大小与速度的关系。③比较甲、丙两次实验，高度相等，则滑下时的速度相等，质量不变，探究动能大小与质量的关系。被拉弯的弓和发生形变的蹦床可以把箭射出去、把人弹起，弓和弹簧能够对外功，说明他们具有能量。1. 弹性势能①弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。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。图(a)中橡皮筋的形变越大，“子弹”被弹射得越远；图(b)中弹簧的形变越大，小车被弹得越远。事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。②弹性势能的影响因素： 被举高的重锤具有对桩做功的本领，故被举高的重锤具有能量做功 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。 重锤对桩做功了吗？ 那么被举高的重锤具有什么能呢？2. 重力势能重力势能的大小可能与物体离开地面高度、物体质量…..等因素有关。②探究重力势能大小与哪些因素有关？猜一猜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。想一想，要想将“桩”打得深一些，可以采用哪些方法?方法1:方法2:试一试，你观察到哪些现象?这些现象说明什么问题?选择质量大的物块作为“重锤” 使同一“重锤”从再高一点的地方下落 ③实验方案 如图所示，让物体由某一高度从静止下落到小桌面上，观察桌腿在沙坑下陷的深度。深度越大，物体做功越多，重力势能就越大。 探究重力势能的大小与物体高度、质量的关系。转换法： 通过桌腿下陷的深度来反映重力势能的大小。实验过程④探究重力势能的大小与物体高度的关系 结论质量相等的物体，高度越高，重力势能越大。 实验过程⑤探究重力势能大小与质量的关系结论高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。视频演示——《探究影响重力势能大小的因素》结论物体重力势能的大小跟高度、质量有关，质量相同的物体，高度越高，它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。在建筑工地上，常常看到以下的指示牌，知道这些安全警示牌表示什么含义？防止高空物体的下落，可见高空坠物非常危险，为什么会危险呢？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3】 现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的（　 　）A．升力大于重力B．空气阻力和重力是一对平衡力C．动能减小、重力势能减小D．动能不变、重力势能减小C无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，速度不变，质量减小，所以其动能与重力势能都在变小。所以选C。3. 动能和势能的比较3课堂总结动能势能物体由于运动而具有的能量物体由于发生弹性形变而具有的能物体由于被举高而所具有的能重力势能弹性势能影响因素：物体的运动速度和质量影响因素：物体的质量和所在的高度影响因素：物体的弹性形变程度 动能和势能4WHAT•WHY•WOW 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? 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。为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度？现在你明白了吗？（教材P32 ） 动能大小的决定因素是物体的质量和运动的速度，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。对汽车速度进行限制，实质是为了控制动能的大小，避免交通事故的发生。对质量一定的车辆而言，假若不限制速度，则速度越大的车辆动能越大，遇到紧急情况时容易发生交通事故。5课堂练习一个物体虽然没有做功，但是只要它有做功的能力，它就具有能量，故A、C错误，D正确；物体做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能或其他形式的能，故B错误。所以选D。1. 关于功和能的关系的说法中，下列说法中正确的是（ ）A.一个物体没有做功，它一定不具有能量B.一个物体能够做的功越多，其动能一定越大C.一个物体具有能量，说明它正在做功D.一个物体能够做功，说明它具有能量D 2. 一小朋友在平直路面上滑滑板，如图所示，小朋友匀速滑滑板的过程中，其动能大小的情况是 （ ） 平直路面上匀速滑滑板的小朋友，速度不变，质量不变，故动能不变。 选项D正确。DA. 一直变大　　　　    B. 一直变小C. 先变大后变小　　　 D. 始终不变沙尘虽然质量较小，但飞行的速度较大，具有的动能也较大。 3. 2021年3月15日，全国十多个省市出现恶劣的沙尘暴天气，迎着沙尘，脸部被沙尘打得瑟瑟发痛，原因是沙尘虽然质量较小，但飞行　　　    大，　　 能较大。动速度　 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。4. 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橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋的弹性势能越大；这说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。在橡皮筋被拉得长度相同时，橡皮筋的弹性势能相同，对子弹做的功相同，射出子弹的动能也相同，由于所用“子弹”的质量不同，其射出时的速度也会不同。5. 如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越　　　，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋发生　　 　     大小有关；若橡皮筋被拉得长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时的速度也　　　  (选填“相同”或“不相同”)；在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功　　    (选填“相同”或“不相同”)。远　　弹性形变程度不相同相同开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大，更容易爬坡。因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大。6. 司机开车上坡前，往往加大油门以提高车速，这是为了增大汽车的　 能。清扫路面垃圾的清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将　　　    (选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。动变大 7. 某同学在做“探究决定重力势能大小的因素”实验时，观察到如图所示的现象（物块B的质量大于物块A的质量），请仔细观察图中下落的铜块与小桌陷入沙面的情况，然后归纳得出初步结论。① 比较图中的（a）和（b）实验过程及相关条件可知： 。② 比较图中的（b）和（c）实验过程及相关条件可知： 。　解析见下页①比较图中的（a）和（b）实验过程及相关条件可知： 。②比较图中的（b）和（c）实验过程及相关条件可知： 。 ①比较图（a）和（b），物体A的质量不变，所处高度不同，且物体越高所能使小桌陷入的深度越大，所具有的重力势能越大。故结论为： 质量相等的物体，所处高度越高，具有的重力势能越大；②同理比较（b）和（c），不同质量的物体A、B，所处高度相同，质量大的物体使小桌陷入的深度越大，其所具有的重力势能大。故结论为：高度相同，物体质量越大，具有的重力势能越大。8. 小华在探究“动能大小与什么因素有关”时，提出了如下猜想:猜想一：动能的大小可能与物体的运动速度有关；猜想二：动能的大小可能与物体的质量有关。(1)让钢球从高为h的斜面由静止开始滚下，碰上水平面上静止的木块，如图所示。实验时通过观察　  移动的距离来判断　  动能的大小。(均选填“钢球”或“木块”)木块钢球为了验证猜想，老师提供了如下器材：刻度尺、斜槽、较光滑的长木板、粗糙的长木板、小木块、质量不同的小钢球若干个，实验装置如图所示。请你帮助他们完成下列内容:(2)对于老师提供的长度相同的较光滑长木板A和粗糙长木板B，为了使实验顺利进行，他们应选择长木板　　　    (选填“A”或“B”)。他根据以上实验数据得出“物体的动能大小与质量无关”的结论，这个结论是　　　    (选填“正确”或“错误”)的，因为　 　 。　解析见下页(4)小华同学为了验证猜想二，他将质量不同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，实验记录数据如下:(3)为了验证猜想一，小华同学让同一钢球从斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，木块被撞得越远。由此可得出的结论是：_______________。(2)对于老师提供的长度相同的较光滑长木板A和粗糙长木板B，为了使实验顺利进行，他们应选择长木板　   (选填“A”或“B”)。(3)为了验证猜想一，小华同学让同一钢球从斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，木块被撞得越远。由此可得出的结论是：（2）若长木板较光滑，钢球和木块运动的距离很远，容易滑出木板的表面，所以应选择粗糙程度大的长木板B。（3）让同一钢球从同一斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，钢球到达斜面底端的速度越大，木块被撞得越远，由此可得出的结论是：在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。质量相同时，物体的速度越大，动能越大。B他根据以上实验数据得出“物体的动能大小与质量无关”的结论，这个结论是　　　  (选填“正确”或“错误”)的，因为　 　 。(4)小华同学为了验证猜想二，他将质量不同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，实验记录数据如下:（4）实验结论是错误的，原因是不同质量的钢球没有从斜面上同一高度由静止释放，未控制钢球到达斜面底端的速度相同。错误没有控制钢球从同一高度由静止滚下