11.4 认识动能和势能课件2022-2023学年沪粤版物理九年级上册(共46张PPT)

(共46张PPT)
第4节 认识动能与势能
第十一章 机械功与机械能
1.知道能量、动能、重力势能、弹性势能的概念；
2.知道影响动能、重力势能大小的因素。（重要）
3.掌握物体的动能和势能的转化，并理解机械能守恒。
学习目标
高挂在枝头的苹果
疾驰的汽车
拉开的弓
流动的水
高举的重锤
发生形变的跳板
　不同形式的能量　
高举的重锤　 　能把地面　 　 砸陷
流动的水　 能推动水轮 转动
拉圆的弓　 能把箭　 弹射开
　　
物体 能够对外 做功
高举的重锤
流动的水
拉圆的弓
具有能量
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。
注：
1）物体能够做的功越多，它具有的能量就越多。
2）物体具有能量不一定要正在做功。
能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）。
什么是能
一
动能
势能
动能大小的影响因素
二
活动1：探究动能的大小跟哪些因素有关
（1）按照图11-22所示的情况做实验，并
回答有关问题。
让小球分别从斜面上A处和B处滚下，比
较他们在平面运动速度大小。
然后让同一小球分别从A处和B处滚下，
看看哪种情况下小球将纸盒推得更远。这说明了什么？由此你能得到什么结论？
小球的动能
比较纸盒运动距离来比较动能大小
活动1：探究动能的大小跟哪些因素有关
（1）按照图11-22所示的情况做实验，并
回答有关问题。
让小球分别从斜面上A处和B处滚下，比
较他们在平面运动速度大小。
然后让同一小球分别从A处和B处滚下，
看看哪种情况下小球将纸盒推得更远。这说明了什么？由此你能得到什么结论？
VA＞VB
纸盒推得更远
小球速度越大，动能越大
实验表明小球从高处滚下，高度h越高，小球运动到底部时越_____(快、慢)，A处小球把物体撞得越远。所以，质量相同时，速度 的物体能做的功多，表明它具有的动能越 ______。
快
大
越快
（2）按照图11-23所示的情况做实验，并回答有关问题。
让不同质量的小球从斜面上同一高度滚下，比较他们在平面运动速度大小。
然后让这两个小球从斜面上同一高度滚下，看看哪种情况下小球将纸盒推得更远。这说明了什么？由此你能得到什么结论？
速度大小相等
小球质量越大，动能越大
速度相同时，质量越_______的物体能做的功多，这表明它具有的动能越 ________。
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。
大
大
以同样速度行驶的列车和小汽车（图11-24），哪个动能大？假如发生交通事故，哪个导致的后果更严重？为什么？
想一想
列车的动能大，因为列车的质量大，具有的动能大，能够对外做更多的功。
势能大小跟哪些因素有关
三
被升高的重锤能对木桩做功
变形的撑杆能对运动员做功
势能
重力势能：物体由于被举高而具有的能量。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。
活动2 探究重力势能的大小跟哪些因素有关
如图11-26所示，让高处的重物从不同的
高度落下，将小木桩打入沙中。
（1）先让同一重物从不同的高度落下，打击
小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深
度。由此你能得到什么结论？
（2）用质量不同的重物分别从同一高度落下，打击木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度，你又能得到什么结论？
物体质量相同时，被举高的高度越高，重力势能越大。
物体被举高的高度相同时，质量越大，重力势能越大。
物体被举得越 ，质量越 ，它具有的重力势能就越大。
高
大
弹性势能大小与形变大小有关
射箭时弓的形变越大，箭射得越远，弹性势能越大。
物体的弹性形变越大，弹性势能越大。
　 重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越大，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。
　 弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。
小结
动能和势能
能量
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量
动能
定义：
影响因素：
势能
重力势能
弹性势能
定义：
影响因素：
定义：物体由于弹性形变而具有的能量
质量（m)、速度(v)
质量(m)、高度(h)
笔 记
物体由于运动而具有的能
物体由于被举高而具有的能量
随堂练习
【例 1】 关于能的概念，以下说法正确的是（　　）
A．用线悬吊的小球，从竖直方向偏开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能
B．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能
C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
【例 2】 胖人与瘦人比赛爬同样高的楼梯，如果其他条件一样，则（　　）
A．胖人做功较多
B．瘦人做功较多
C．两人做功一样多
D．两个人重力势能一样
B
A
【例 3】 一辆拖车在平直的公路上匀速运动，在拖车的货架上放有体积相等的四块金属，如图所示，A为铜块，B、C为铁块，D为铝块．金属块相对于货架静止．则此时动能最大的是　　　　　　块，比较C、D重力势能　　　　　　块大．比较B、C的动能，　　　　　　大，比较B、C的重力势能　　　　　　大，比较B、C的机械能　　　　大．
A
C
一样
C
【例 4】如图，一辆正在公路上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车在洒水过程中，动能　　　　　　，机械能 　 ．（选填“增大”“减小”或“不变”）
【例 5】 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，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。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）。
减小
减小
动
变大
（1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小．
（2）让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是探究钢球的动能大小与___________的关系．
（3）换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与_________的关系．
（4）木块最终会停下来的主要原因是 ．
（5）如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0，木块将 ．
木块被撞开的距离
速度
质量
在水平面上受到阻力
做匀速直线运动
【例 6】 如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿 水平向右运动直至停止．
【例 7】 在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置．为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示：
实验次数 球离橡皮泥高度/米 凹痕深度
1 O.2 很浅
2 0.4 比较浅
3 0.6 比较深
4 0.8 很深
（1）小明同学是依据　　　　 　　判断重力势能的大小的，这里用到的物理方法是　　　　　　（选填“类比”、“转换”或“替代”） 法．
（2）小明同学四次实验中的几个凹痕　　　　　　（选填“在”或“不在”）同一位置．本实验的结论是　　 　．
（3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是　　　　　 ．
橡皮泥的凹陷程度
转换
在
当小球的质量相同时，高度越高，重力势能越大
物体的高度
动能和势能
能量
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量
动能
定义：
影响因素：
势能
重力势能
弹性势能
定义：
影响因素：
定义：物体由于弹性形变而具有的能量
质量（m)、速度(v)
质量(m)、高度(h)
温故知新
物体由于运动而具有的能
物体由于被举高而具有的能量
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1.动能、势能统称为机械能。
2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
机械能的转化
四
弓的弹性势能哪里去了？
举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
动能和势能能够相互转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；自由下落的球，重力势能转化成动能。
活动3：研究动能与势能的转化
A.探究摆球的动能与势能的转化
如图11-27所示，将小球拉到点A处，然后释放。
仔细观察小球摆动的情况。比较小球在点A、B
和中间的点C的势能和动能的情况。
这个实验说明：
物体具有的动能与势能是可以 的。
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
相互转化
活动3：研究动能与势能的转化
B.动能与势能转化的应用
1→2→3
男生的重力势能转化为动能
4→5→6
女生的动能转化为重力势能
小孩下落时：
重力势能转化为动能
小孩砸压蹦蹦床，蹦蹦床发生形变时：
小孩的动能与重力势能转化为蹦蹦床弹性势能
蹦蹦床逐渐恢复原状，把小孩上弹时：
蹦蹦床的弹性势能转化为小孩的动能和重力势能。
小孩被反弹起来后上升时：
动能转化为重力势能
B.动能与势能转化的应用
B.动能与势能转化的应用
从高处到低处时；
重力势能转化为动能
从低处到高处时；
动能转化为重力势能
　 在图11-27所示的实验中，我们看到，摆球每次上升达到的高度都比之前一次要低一点。这是因为存在空气阻力的作用，使摆球每次上升的高度和最低点的速度都逐渐减小，这说明摆球的机械能减少了。
铁锁会打到鼻子吗？？
风力发电
机械能与其他形式的能之间可以转化吗？
在水（风）力发电站，水（风）的机械能转化为电能。
2.机械能守恒
当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
+
1.动能和势能能够相互转化。
保持不变
小 结
3.有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。（机械能转化为其他形式的能）
机械能及其转化
机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
机械能及其转化
机械能守恒
水能和风能的利用
水能发电
风能发电
随堂练习
【例 1】 汽车沿盘山公路匀速向上行驶的过程中，汽车的（　　）
A．动能不变，势能增加
B．动能增加，势能减少
C．动能变小，势能增加
D．动能不变，势能不变
A
【例 2】 学校的体育课上，同学们在进行篮球训练．运球过程中篮球由地面弹起后向上运动的过程中（若不计空气阻力），下列说法中正确的是（　　）
A．篮球受支持力作用，动能增加
B．篮球动能不变，重力势能增加
C．篮球只受重力作用，机械能减少
D．篮球重力势能增加，动能减少
D
【例3】如图，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（　　）
A．在b、d两点动能相等
B．从c到d的过程重力势能减少
C．在b点的动能大于在d点的动能
D．在a、d两点动能相等
C
【例 4】 蹦床比赛已被列入奥运会正式比赛项目，图是小朋友玩蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析错误的是（忽略空气阻力）（　 　）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大
B．小孩在空中下落的过程中重力势能转
化为动能
C．小孩下落到最低点时的动能最大
D．小孩下落到最低点时蹦床的弹性势能最大
C
【例 5】 如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是( )
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
C
【例6】 如图所示，将小球拉到A点处由静止释放，不计空气阻力，小球将依次经过B、C、D点，并最终到达E点。A、E两点的高度相同，C点为最低点，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球在B点时，做圆周运动，所以受力平衡
B．小球在C点时，速度最大，所以受力平衡
C．小球在E点静止的瞬间，受力平衡
D．从A点释放后，小球摆动过程中受力均不平衡
D
【例 7】 “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目．如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳．当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直．那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的重力势能变化情况是　　　　，人的动能变化情况是　　　　　　 ．
变小
先变大，后变小