10.1 机械能 (共23张PPT)北师大版九年级全一册物理

(共23张PPT)
第十章　机械能、内能及其转化
一、机械能
1．复述动能、势能的概念及影响动能、势能大小的因素。
2．经历探究影响动能、势能大小的因素的过程，提高观察能力和分析、归纳问题的能力。
3．列举有关动能和势能之间相互转化的例子，知道机械能守恒。
1．能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。认识它比较困难。从理解“一个物体能够做功”的含义来认识能量，这实际上是说“能是物体做功的本领”。尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。建议自学本节内容15分钟。
2．关于动能，应明白运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。
　　1．利用教材的插图，结合学生生活经验，让学生通过自学、讨论交流，认识动能的概念和决定动能大小的因素。
2．结合教材内容，通过自学、讨论交流认识重力势能和弹性势能的概念，并描述影响重力势能和弹性势能大小的因素。
3．通过分析生活中动能和势能相互转化的例子，使学生知道在只有动能和势能的转化时，机械能才是守恒的。
　　1．仔细观察以上图片，你会发现，流水能推动水车，掷出去的铅球落到地上能打出一个坑，子弹能击穿靶，冰雹将植物叶片打烂，流水、铅球、子弹、冰雹都做了功。物体能够对外做功，表示这个物体具有　能量　，简称　能　；能和功的单位一样，都是　焦耳　，符号是　J　。
能量　
能　
焦耳　
J　
动能
2．物体由于　运动　而具有的能，叫作动能。
3．课本图10－3实验：探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)实验中通过什么来比较小球动能的大小？　纸盒被推距离的远近　。
(2)小球运动到水平面时的速度大小由什么决定？　小球所处的高度　。
运动　
纸盒被推距离
的远近　
小球所处
的高度　
(3)由实验可以得到的结论：质量相同的物体，运动的　速度　越大，它的动能就越　大　；运动速度相同的物体，　质量　越大，它的动能也就越　大　。说明动能的大小的决定因素是　物体的质量　和　物体运动的速度　。
速度　
大　
质量　
大　
物体的质量　
物体运动的速度　
势能
4．被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。受到重力的物体由于被举高而具有的能叫　重力势能　。
5．课本图10－5实验：探究物体的重力势能跟哪些因素有关。
(1)实验中通过什么来比较铁块重力势能的大小？　小桌桌腿陷于细沙中的深度　。
重力势能　
小桌桌腿
陷于细沙中的深度　
(2)由实验可以得到的结论：重力势能大小与　物体质量　和　所处的高度　有关。相同　质量　的物体，离地面越　高　，具有的重力势能越　大　；位于相同高度的物体，　质量　越大，具有的重力势能越　大　。
物体质量　
所处的高度　
质量　
高　
大　
质量　
大　
6．拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓，压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种由于物体发生弹性形变而具有的能叫作　弹性势能　。同一弹性物体的形变越大，它的弹性势能　越多　。
弹性势能　
越
多　
机械能及其转化
7．动能和势能统称为　机械能　。
8．打篮球时，向上抛起篮球，篮球获得一定的动能，篮球在上升的过程中，动能逐渐减小，　重力势　能逐渐增大；篮球在下落的过程中，　重力势　能逐渐减小，　动　能逐渐增大。这个例子说明　动能　和　势能　之间可以相互转化。
机械能　
重力势　
重力势　
动　
动能　
势能　
(2)仔细观察小球在运动过程中速度和高度的变化，将结果填入课本P5“观察与思考”的横线上。
9．动能和势能之间的相互转化。
(1)自制一个如课本图10－7的单摆；
10．机械能守恒的条件是什么？
答：　在只有动能和势能相互转化的时候。
运用动能知识解释生活现象
1．讨论：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？
　机动车　质量　一定时，速度越快，动能　越大　，刹车时制动距离越大，越容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车　质量　不同，速度相同时，　质量大　的动能大，制动距离　大　，　质量小　的动能小，制动距离小，当制动距离　相同　时，不同车型限速就不同。
质量　
越大　
质量　
质量大　
大　
质量小　
相同　
实验探究机械能的转化
2．小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千。她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同。那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：
A．可能与秋千摆动的幅度有关；
B．可能与秋千和人的质量有关；
C．可能与秋千吊绳的长度有关。
她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材。实验装置如图甲所示。
(1)实验器材中还应该有　秒表　。
实验次数 摆幅/m 小球质量/kg 摆长/m 时间/s
1 0．1 0．03 0．8 1．8
2 0．1 0．04 0．8 1．8
3 0．2 0．04 0．8 1．8
4 0．2 0．04 1 2．0
秒表　
(2)小豫完成了实验并将数据记录在上表中，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与　摆长　有关，该实验所用的科学探究方法是　控制变量法　。
摆长　
控制变量法　
(3)在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示。若摆长为0．8 m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应　小于　(选填“大于”、“小于”或“等于”)1．8 s。
小于　
(4)小豫在实验中发现单摆每次摆动所到达的高度越来越低，最后会停下来。她就认为这个过程中机械能不守恒，机械能消失了。这种想法正确吗？为什么？
答：　这种想法不对，因为在只有动能和势能相互转化的时候机械能才守恒，而在单摆摆动的过程中要克服摩擦阻力做功，把机械能转化为其他形式的能。
如图所示，撑竿跳高运动员在撑竿跳高过程中，动能和势能是如何转化的？
撑竿跳高运动员在起跳瞬间，使撑竿发生　弹性形变　，弹性势能　增加　，同时自身速度减小、动能　减小　，把自身的　动　能转化为撑竿的　弹性势　能；在撑竿恢复原状的过程中，运动员被举高，　重力势　能增加，在下落的过程中　高度　逐渐降低，　速度　越来越快，　重力势　能转化为　动　能。
弹性形变　
增加　
减小　
动　
弹性势　
重力势　
高度　
速度　
重力势　
动