(共28张PPT)
浙教版 九年级上
第2节 机械能
（第1课时）
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
②了解动能和势能的影响因素；
能描述动能、势能的概念；能设计简单的实验方案探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关
能描述动能、势能的概念；
创设情境
游乐园中的过山车从高处滑下时,如图3-9所示，它的运动速度不断增大，然后它又冲上另一个斜坡，速度就减小下来。过山车运动的速度为什么会发生这样的变化？
图3-9 过山车
探究实践
在轨道上运动的过山车具有能量，具有哪种形式的能？
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
一切做机械运动的物体都具有动能。
飞翔的小鸟
行驶的汽车
掷出的铅球
风力发电
探究实践
流动的水、空气都能够推动发电机的叶轮转动。
流水具有动能
水力发电
风力发电
流动的水、流动的空气（风）也具有动能。
探究实践
小鸟和飞机迎面相撞时，其中的能量大到足以击落 飞机。
那么物体的动能大小跟哪些因素有关呢？请建立猜想。
小鸟的质量很小，但相对于飞机却是告诉运动。
在公路上以相同速度的小轿车和大货车发生碰撞时，大货车对被撞物体伤害更大。
建立猜想：物体的动能大小能跟速度、质量有关，速度越大，质量越大，动能越大。
利用以下器材：150g钢球1个、200g钢球1个、木块、斜面、刻度尺怎么验证你的猜想，说一下你的设计思路。
你的设计思路：
①同一钢球分别从同一斜面的不同高度静止释放，撞击木块，比较木块被推开的距离；
②不同质量钢球分别从同一斜面的相同高度静止释放，撞击木块，比较木块被推开的距离。
探究实践
实验用木块被推开的距离表示动能大小。
进行实验，收集证据：
1．如图 3-11 所示，放在斜面上某一高度处的小钢球 A 滚下时，撞击水平面上的木块 B，并将木块 B 推出一段距离。
2．让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，将木块 B 推出一段距离。
3．让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
探究实践
实验数据记录：
探究实践
实验序号 钢球质量/g 钢球高度h/cm 木块滑行的距离s/cm
1 200 13 8.1
2 200 9 6.6
3 150 13 6.9
分析实验数据，得出结论：
探究实践
实验序号 钢球质量/g 钢球高度h/cm 木块滑行的距离s/cm
1 200 13 8.1
2 200 9 6.6
3 150 13 6.9
（1）比较实验1、2可得结论：
（2）比较实验1、3可得结论：
质量相等的物体，运动的速度越大，动能越大
运动速度相等的物体，物体质量越大，动能越大
探究实践
（2）实验研究对象是小球还是木块？
（1）实验有两个变量，必须采用什么科学方法？
控制变量法。
（3）实验中是用什么来表示小球的动能大小的？
（4）实验中是如何来控制小球在水平面上的起始速度的？
小球。
用木块被推开的距离表示动能大小。
小球的高度。
高度不同，速度不同；高度相同，速度相同。
转换法。
大飞机“害怕”小飞鸟
当鸟与飞机相对而行时，虽然鸟的速度不是很快，但是飞机飞行的速度很快，这样对于飞机来说，鸟的速度就十分快了。速度越快，小鸟的动能也越大，撞击的力量就会越强。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以一只小小的鸟也能变成击落飞机的“炮弹”。
决定动能大小的因素：
（1）物体的质量(m)（2）物体的运动速度(v)
探究实践
1．图中的汽车和摩托车，哪一个动能大？
汽车和摩托车的速度相同，汽车的质量大于摩托车质量，因此汽车的动能大于摩托车的动能。
2．在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的限制速度是不同的？
运动速度相同的汽车，汽车的质量越大，动能也越大；汽车的动能越大，在短时间内越不容易刹车停下。所以大型客车的限制速度比小型客车更小。
80千米/时
80千米/时
探究实践
你能解释“禁止高空抛物”的科学道理吗？
创设情境
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。
探究实践
高山上的石头、被举高的铁锤、从高楼扔下的物体等，它们具有什么共同特征？
探究实践
举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能释放出来。那么，重力势能的大小跟哪些因素有关呢？
根据你的经验，猜想影响重力势能的大小的因素。
重力势能的大小可能跟物体的质量和高度有关。
1．在一个铝盘中放入约2 厘米厚的细沙。
2．取大小不同的金属小球。
3．将一根米尺竖直立在细沙上，把金属小球拿到某一高度自由释放，如图所示,记录这一高度。
4．把金属小球从沙中拿出，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。
5．抹平盘中的沙，从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察并将结果记录下来。
6．抹平盘中的沙，从相同的高度自由释放不同质量的金属小球，观察并将结果记录下来。
7．比较观察结果，被金属小球所撞出的沙坑深度和大小跟金属小球的质量和下落的高度有什么关系？
探究实践
实验结论，决定重力势能大小的因素：
（2）物体的位置高度(h)：相同质量时，高度越大，重力势能越大。
（1）物体的质量(m):相同高度时，质量越大，重力势能越大；
用大小、形状相同的A、B、C3个金属球分别从距离沙表面某高度处静止释放。实验数据记录：
实验序号 金属球代号 金属球质量/g 下落高度h/m 陷入沙中深度s/m
1 A 200 0.4 0.1
2 B 400 0.4 0.2
3 C 200 0.8 0.2
金属球的重力势能大小通过陷入沙中深度来反映。
探究实践
大量事实表明，物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
在台风来临之前，要把阳台里的花盆搬进室内，你能解释了吗？
放置在阳台上的花盆是被举高的物体，具有重力势能。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。一旦掉下容易伤人。
探究实践
蹦床为什么能把运动员弹起一定高度？
创设情境
射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量，如图 3-14 所示。网球拍击打网球时，网球拍发生变形，从而储存了能量，如图 3-15 所示。撑杆跳高时弯曲的撑杆，储存了能量。当这些物体恢复原状时也会释放出能量。
探究实践
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
形变的储存了弹性势能。
射箭时手拉弓弦使弓的形变越大，箭就射得越远；球拍击打网球越用力，网球拍形变就越大，网球就会飞得越远。
探究实践
那么，弹性势能大小跟哪些因素有关呢？
用橡皮筋发射纸子弹怎样让小纸团弹得更远？
（1）橡皮筋拉开5厘米左右，观察子弹飞 出的距离。
（2）橡皮筋拉开10厘米左右，观察子弹飞出的距离。
决定弹性势能大小的因素:
物体的形变大小。
在弹性限度内，物体弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。
课堂反思
1.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。质量和速度相比，哪个对物体动能的影响更大？
物体 动能E/J 物体 动能E/J
跑出去的篮球 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高处下落的砖块 约2.5×102 行驶的小汽车 约2×105
速度对动能的影响更大。
2.为什么水电站都要建高高的大坝？
增加蓄水量，提高水位，质量和高度越大，水的重力势能越大。
1．下列物体中只具有动能的有＿＿＿＿＿,
只具有重力势能的有＿＿＿＿＿，既具有动
能又具有重力势能的有 ＿＿＿＿。(填序号)
(1)水平公路上行驶的汽车。
(2)空中停着的直升机。
(3)被起重机举起的集装箱。
(4)被运动员掷出在空中飞行的铅球。
(5)光滑水平面上匀速运动的小车。
(6)从枪膛里被射出的子弹。
(1)
(2)
(4)
(5)
(6)
(3)
迁移应用
2.下列现象中，动能和势能都增加的是（ ）
A.被玩具枪水平射出的子弹
B.加速冲下山坡的汽车
C.上升越来越快的氢气球
D.平直轨道上行驶的火车
C
3.下列说法正确的是------------------（ ）
A.速度大的物体，动能一定大
B.质量大的物体，动能一定大
C.质量大的物体，重力势能一定大
D.同一物体，运动越快，动能越大。
D
迁移应用
机械能
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
影响因素：m和v
势能
重力势能
定义：物体由于被举高能量而具有的
弹性势能
影响因素：m和h
定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量
影响因素：弹性形变程度
第2节 机械能（动能和势能）
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