11.4认识动能和势能讲义(无答案) 2023-2024学年沪粤版物理九年级上册

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名称 11.4认识动能和势能讲义(无答案) 2023-2024学年沪粤版物理九年级上册
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资源类型 教案
版本资源 沪粤版
科目 物理
更新时间 2023-08-23 10:23:05

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物理讲义
课题 11.4认识动能和势能 九年级
知识回顾 什么是机械功? 什么是能力?什么是本领? 姓 名
新课教学 教学目标: 1.知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能; 2.知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关; 3.知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化; 4.能解释自然界中机械能相互转化的现象。 教学重难点: 建立动能和势能的概念,理解影响动能和势能的因素 能的初步概念 教学内容 一.能(能量) 疑问:你知道人为什么要吃饭呢? 人类生长、生活、生产都离不开____。那么能量都有哪些形式呢? 燃料具有____能,太阳具有____能,风具有____能,大地具有____能,核武器具有____能,熊熊燃烧的火炉具有____能等,因为这些物体都能够对其他物体做功,所以我们说他们都具有能。 总结:(1)形变的跳板、被拉开的弓弦、举高的重锤、流动的水都能对别的物体____,都具有做功的本领,从物理学的角度说,它们具有____。一个物体能够做的功越多,表示这个物体具有的____越多。 (2)能的单位与功的单位一样,都是____,符号为____。 (3)能够做功的物体,由于所处条件不同,可能正在做功,也可能没有做功,但只要它具有做功的____,就具有能量。当物体做了功时,它具有的能量会____。 【练习】 冰壶是冬奥会比赛项目。比赛时,一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方擦刷冰面,使冰壶尽量滑行到目标位置,如图,下列关于冰壶的叙述中,错误的是(  ) A.冰壶在滑行过程中动能保持不变 B.冰壶离开运动员的手后,运动员不再对它做功 C.冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力 D.冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性 我国文学作品中蕴含着丰富的物理知识,“弓开如满月,箭去似流星”说明拉开的弓具有____能,“北风卷地百草折”说明风力可以使草发生____。 二.动能 置疑:同一轿车在同一水平路面上行驶时,速度越大,刹车距离____,说明动能克服阻力做功____,轿车的动能____。 卡车和轿车在同一水平路面上以相同速度行驶时,____刹车距离更长,说明动能克服阻力做功更多,____的动能更大。 那么,动能的大小与哪些因素有关? Ⅰ.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离。 Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离。 分析:(1)同一小球,在斜面上所处位置越高,到达水平面的速度____,木块在水平面上被推得越____,表明小球具有的动能____。 (2)不同质量的小球在斜面上同一高度,到达水平面的速度____,小球的质量越大,木块在水平面上被推得____,表明小球具有的动能____。 总结:物体的动能与物体的____和____有关,____越大,____越大,它具有的____就越大。 三.势能 1.重力势能 置疑:同一铅球从不同高度静止释放,自由下落,高度越高,铅球在沙里造成的沙坑____,说明重力对沙子做功____,铅球的重力势能____。 不同质量铅球从同一高度静止释放,自由下落,铅球质量越大,铅球在沙里造成的沙坑____,说明重力对沙子做功____,铅球的重力势能____。 那么,重力势能的大小与哪些因素有关? 总结:物体的重力势能与物体的____和被举高的____有关,物体被举的____,质量____,它具有的______就越大。 注意:两个实验中控制变量法和转换法的灵活运用。 2.弹性势能 物体由于发生______而具有的能,叫______。弹性势能大小的因素有两个:一是发生弹性形变物体的性质;二是弹性物体发生弹性形变的程度。当弹簧本身的性质相同时,形变程度____,它具有的______就越大。 3.重力势能和弹性势能统称为势能。 【练习】 下列物体中只具有动能的是___;只具有势能的是___;既具有动能,又具有势能的是_____。 A.飞向篮筐的篮球  B.发射升空的火箭  C.绷紧的橡皮筋  D.安装在墙上的空调  E.在平直公路上行驶的汽车 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验。将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止,请你对以下问题进行解答: (1)选择甲、丙两图所示实验进行比较,是用来研究_______带来的安全隐患。 (2)选择甲、乙两图所示实验进行比较,可以得到的结论是____ ____________________________。 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个完全相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示,在此实验中,我们是通过观察_________来比较重力势能的大小;若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落高度的关系是hA___hB,若A、C两铁块下落的高度相同时,则两铁块质量关系mA___mC,实验得出的结论是:物体重力势能大小与____和________有关。 四.机械能 1.动能和势能之间的相互转化 如图所示,将小球拉到一定的高度,然后释放。仔细观察小球的摆动情况;比较小球在左、右最高点(点A、B)和中间最低点(点C)势能和动能的情况。 小球在最高点速度为零,高度最高,故动能____,重力势能____;小球在最低点速度最大,高度最低,故动能____,重力势能____。所以,从最高点到最低点,重力势能____,动能____,_______转化为____;从最低点到最高点,动能____,重力势能____,____转化为____。 2.势能和动能统称为机械能 下列物体具有什么形式的机械能: ①在海上行驶的轮船 ②吊在天花板上的吊灯 ③被拉长的橡皮筋 ④在空中飞行的子弹 过一段时间以后我们会发现什么?为什么? 小球摆动幅度____,逐渐____,小球速度为零,高度最低,故动能____,重力势能____,机械能____。 总结:动能和势能之间可以相互转化,而在它们相互转化的过程中,如果有____等阻力时,机械能会____。如果没有____等原因造成的机械能损失,机械能的总量是保持不变的,即动能和势能总和是不变的。 【练习】 骑自行车上坡前,往往要加紧蹬几下,从能的转化角度说明这样做的好处? 答:因为人和自行车的____不变,所以动能只与____有关,重力势能只与_______有关。加紧蹬几下,可增大速度,使车在上坡前有足够大的____。由于车在上坡过程中,是___能转化为_____能,所以___能越大转化为_____能就越大,从而使车比较容易到达坡顶。 小球从斜面顶端自由滑下时,小球的_____能转化成___能;当小球在水平面上接触到弹簧后,小球动能逐渐变___;小球把弹簧压缩成最短时,小球的机械能全部转化成______。 课堂笔记
课堂练习
夏天,一洒水车在平直的公路上匀速洒水降温,它的动能(  )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法确定
对高速公路上行驶的汽车进行限速,其实质是限制了汽车的(  )
A.摩擦力 B.惯性 C.势能 D.动能
2018年2月2日,如图所示,我国第一颗电磁监测试验卫星“张衡一号”由“长征二号丁”运载火箭发射升空并成功入轨,它是我国地震立体观测体系第一个天基平台。在火箭和“张衡一号”加速上升过程中有关能量转化分析正确的是(  )
A.“张衡一号”的动能和重力势能都增大
B.“张衡一号”的重力势能都转化为动能
C.火箭和“张衡一号”的重力势能不断增大,动能一直不变
D.燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和“张衡一号”的机械能
小明用绳子把一块橡皮悬挂起来,让橡皮从A点由静止释放,到达D点后返回,B、C两点等高,下列说法正确的是(  )
A.橡皮在B、C两点的动能相等
B.橡皮在A、D两点的机械能相等
C.橡皮从A到O点的过程中动能增大
D.橡皮在D点的动能最大
如图所示的是某同学投实心球的场景,实心球离手后,在空中飞行过程中动能E随时间t变化的曲线最接近的是图中的(  )
  
如图所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧,至弹簧压缩最大,在这过程中,机械能转化的情况是(  )
A.重力势能→动能
B.重力势能→动能→弹性势能
C.小球机械能不断减小
D.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
在冬奥会自由式滑雪比赛中,选手的运动轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列
说法正确的是(  )
A.在a点和c点速度都为零,这两点动能也为零
B.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等
C.从c点下落到d点过程中,机械能保持不变
D.从a点下滑到b点过程中,机械能保持不变
一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能(  )
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
请你判断下列物体具有哪种形式的能量:
(1)水平公路上行驶的汽车:______ (2)空中飞行的飞机:_____
(3)悬挂在天花板上的吊灯:______ (4)被拉开的弹弓:______
(5)三峡大坝内的大量蓄水:______ (6)被压弯的跳板:______
如左图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体____的关系(物体A、B质量不变),该实验物体动能的大小是通过_________来反映的。
如右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将____能转化为____能储存起来,此过程中机械能总量____。
高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道:一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知,鸡蛋的重力势能与______有关,下落过程是将重力势能转化为____。
撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成如下三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和_______转化为_______;下落过程中____能逐渐增加。
课后作业
如图所示为铅球从出手到将要落地的过程的路径(不计空气阻力),下列说法正确的是(  )
A.铅球由a→b时,动能逐渐增大
B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小
D.铅球在c点时动能最大
如右图所示,光滑水平面上放有一个左边连接有弹簧的物体B,物体A以一定的速度向右运动撞击弹簧,最后A与B一起向右运动,A刚接触弹簧到A、B以相同的速度向右运动这一过程中,下列关于弹簧的弹性势能的说法中正确的是(  )
A.一直减小 B.一直增加
C.先增加后减小 D.先减小后增加
李白赋诗“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了瀑布的壮观。瀑布飞流而下时,水的(  )
A.动能增加,重力势能增加 B.动能减小,重力势能增加
C.动能减小,重力势能减小 D.动能增加,重力势能减小
李先生乘电梯上楼,在电梯匀速上升的过程中,李先生的(  )
A.动能不断增大 B.重力势能不断增大
C.动能转化为重力势能 D.重力势能转化为动能
把篮球抛向空中,忽略空气阻力,哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E )与篮球离地-高度(h )的关系(  )
A. B. C. D.
据报道,在全国抗击新冠肺炎疫情期间,深圳许多黑科技防疫上了热搜。其中如图所示的螺旋桨式无人机进行消杀作业,既避免了交叉感染,又大幅提高了作业效率,获得了市民好评。下列有关螺旋桨式无人机进行消杀作业的说法正确的是(  )
A.无人机旋停在空中未开始消杀作业时不受力的作用
B.无人机匀速飞行并消杀作业时动能不变
C.该无人机在月球上飞行时更节能
D.该无人机在空中匀速盘旋时受到了非平衡力
骑自行车下坡时,人不蹬车,车速也会加快,这是因为(  )
A.人与车的动能减少 B.人与车的重力势能不变
C.人与车的机械能不断增大 D.人与车的重力势能转化为动能
避险车道增设在长且陡的下坡行车道外侧,供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速,如图是上坡型避险车道,避险车道上铺有很多碎石,车道尽头有废旧轮胎或防碰墙。下列分析错误的是(  )
A.碎石可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
B.失控车辆撞击废旧轮胎时,将动能转化成重力势能
C.失控车辆在避险车道向上运动速度减小时,动能减少
D.在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性
2021年5月我国自主研制的天问一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列相关描述正确的是(  )
A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器不受火星的引力
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大
D.停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力
如图,轻弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球
将竖直向上运动并脱离弹簧,假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球(  )
A.运动至最高点时,受平衡力作用
B.运动至O点时,动能最大
C.运动至最高点,小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D.从O点向上运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。球从较高处下落形成的圆斑是图中___(选填“A”或“B”),由此可知重力势能大小与_____有关。
滚摆从左图中的位置1静止释放,下降经过位置2,继续下降,再上升到达最高点3,这三个位置中滚摆重力势能最大的是____,动能为零的是____,机械能最大的是____。
    
如中图所示,小明用绳子拴住一个锁头并悬挂下来,把锁头拉近自己的鼻子,静止释放,锁头将向前摆去,接着又反向摆回来,小明在原地不动。根据实验请回答:
(1)锁头___(填“会”或“不会”)打到小明的鼻子;
(2)锁头在摆动过程中,是___能与___能在相互转化;
(3)锁头在摆动一段时间后,机械能的总量将____。
在一个纸筒(或是质量较小的瓶子)中,把橡皮筋和配重螺母如右图所示装配好。让纸筒在水平地板上向前滚动,我们会发现纸筒自己还会滚动回来,甚至可以来回滚动几次。在它向回滚动的前半段路程中,橡皮筋的弹性势能将____(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
如图所示,在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出,不计空气阻力。小球上升时,小球的____能转化为重力势能;小球竖直向上、斜向
上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2,则h1___h2 ,v1___v2(“>”、“=”或“<”)。
如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。
(1)本实验探究的是____(木块/小车/斜面)的动能与____的关系,实验中是通过观察___________来比较动能大小的;
(2)第一次实验的情景如图甲所示,在进行第二次实验前,应先将撞出的木块__________;
(3)若操作正确,第二次实验木块最终的位置如图乙所示,则此实验的结论是:_____________________________________。
小夏在体育上,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想。
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的下落高度有关;
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关。
为此小夏设计了如左图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验数据如右表:
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过____________来反映的;
(2)为验证猜想二,应比较____(填实验序号),得到的结论是物体质量相同时,____________________________;
(3)比较③④,得到的结论是_______________________;
(4)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能Ep的表达式“Ep=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能,其中B球的动能为___J(忽略空气阻力,g取10 N/kg)。
当堂检测(__月__日) 姓名:_____
两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示.关于初始时篮球的重力势能,下列说法正确的是(  )
A.落在a处的大 B.落在b处的大 C.两个一样大 D.无法比较大小
如图为某车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度,据工程师介绍:这样能有效地提高能量的利用率,下列说法中正确的是(  )
A.列车进站时动能增大,势能减小 B.列车出站时势能减小,动能增大
C.列车出站时势能增大,动能减小 D.列车进站时动能、势能不变
苹果从树上由静止落下的过程中(  )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能增加,重力势能增加
C.动能增加,重力势能减小 D.动能减小,重力势能增加
人们在生活和工作中,常会碰到与物理学相关的问题.下列分析错误的是(  )
A.百米赛跑时计时员看烟而不听声,是因为声速远远小于光速
B.高原旅行时会感到不适,是因为高原地区的气压比平原要大
C.骑车下坡时车速越来越快,是因为重力势能不断转化为动能
D.潜入深水时要穿潜水服,是因为液体压强随深度增加而增大
神舟11号飞船在加速升空的过程中,下列关于其势能、动能、机械能的说法正确的是(  )
A.动能减少,重力势能增加,机械能不变
B.动能增加,重力势能减少,机械能不变
C.动能增加,重力势能增加,机械能不变
D.动能增加,重力势能增加,机械能增加
如图所示,小球以一初速度沿着粗糙轨道从a点运动到e点,b、e在同一高度,下列分析正确的是(  )
A.小球从c到e的过程重力势能减少
B.小球在b、e两点机械能相等
C.小球在d点的动能一定小于a点的动能
D.小球在e点的动能一定小于b点的动能
广州亚运会体操男子单杠决赛中,中国选手张成龙以总分16.225分的绝对优势夺冠。他从右图所示位置下落再回到这个位置的过程中,下列判断正确的是(  )
A.动能一直增大 B.动能先减小后增大
C.重力势能一直减小 D.重力势能先减小后增大
滑雪运动员从山上滑下的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.运动员下滑过程中,他受到的重力与滑雪板对他的支持力是一对平衡力
B.运动员下滑过程中,若他受到的一切外力都消失,他将处于静止状态
C.运动员加速下滑过程中动能增大
D.运动员穿上滑雪板,增大了与雪地的接触面积,从而增大了对雪地的压强
第9号台风“麦莎”给上海造成了1.5亿元的经济损失。一架救灾运输飞机在空中沿水平方向匀速飞行,正在向灾区空投物品,在空投过程中飞机的动能和势能的变化情况是(  )
A.动能增加,势能减小 B.动能减小,势能增加
C.动能、势能都减小 D.动能、势能都不变
如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是(  )
A.甲、乙实验中物体运动时,机械能始终保持不变
B.甲实验可以推理出:如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去
C.乙实验可得出物体的速度一定时,质量越大,动能越大
D.两实验都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同
课前检测(_月_日) 姓名:_____
一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比(  )
A.有用功增加,总功增加 B.有用功不变,总功减少
C.有用功增加,总功减少 D.有用功不变,总功不变
如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下,1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm。如果不计绳重和摩擦。则以下计算结果正确的是(  )
A.绳子自由端移动速度为0.3m/s B.拉力F的大小为4N
C.拉力F的功率为0.45W D.滑轮组η=75%
(多选)如左图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是(  )
A.A物体比B物体轻 B.提升A的拉力较大
C.提升A所做的额外功较少 D.提升A做的有用功较多
如中图所示,甲、乙两个滑轮组,其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(  )
A.若G1=G2,则拉力F1、F2做的总功相同
B.若G1=G2,则拉力F2做的有用功多
C.若G1>G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率
D.若G1>G2,则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
利用如右图所示的滑轮组,在20s时间内将重为20 N的物体匀速提升了2m,所用拉力F为12.5N。下列判断正确的是(  )
A.绳子自由端移动的速度为0.1m/s B.该滑轮组的机械效率为80%
C.此段时间内,拉力做功为40 J D.拉力做功的功率为1.25 W
如图所示,拉力F为5N,物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长);物体B静止在地面上,受到水平向左4N的摩擦力,弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是(  )
A.物体A受到的摩擦力为10N B.拉力F的功率为1.5W
C.滑轮组的机械效率为80% D.F增大到15N时,物体B向左运动
 
如图所示,把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点,过程绳的拉力对甲做的功为WAB;用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点,在此过程中的拉力对乙做的功为WCD,斜面的机械效率为(  )
A. B. C. D.
用如图所示的滑轮,使一个铁块以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m,已知铁块的体积为10-3 m3,(其中ρ铁=7.9×103 kg/m3、g取10 N/kg)。求:
(1)铁块的重力;
(2)若不计滑轮、绳子的重和摩擦,绳子受到的拉力F;
(3)拉力F的功率;
(4)若实际作用于绳子的拉力为50 N,这个滑轮的机械效率。