10.1 机械能 学案（含答案） 2023-2024学年物理北师大版九年级全一册

一 机械能
素养目标
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。
学法指导
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。
【预习导学】
　　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 ,简称 ;能和功的单位一样,都是 ,符号是 。
知识点1动能
2.物体由于 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
。
(2)小球运动到水平面时的速度大小由什么决定
。
(3)由实验可以得到的结论:质量相同的物体,运动的 越大,它的动能就越 ;运动速度相同的物体, 越大,它的动能也就越 。说明动能的大小的决定因素是 和 。
【答案】知识点一
能量　能　焦耳　J
2.运动
3.(1)纸盒被推距离的远近
(2)小球所处的高度
(3)速度　大　质量　大　物体的质量　物体运动的速度
知识点2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 。
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 。
(2)由实验可以得到的结论:重力势能大小与 和 有关。相同 的物体,离地面越 ,具有的重力势能越 ;位于相同高度的物体, 越大,具有的重力势能越 。
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 。同一弹性物体的形变越大,它的弹性势能 。
【答案】知识点二
4.重力势能
5.(1)小桌桌腿陷于细沙中的深度
(2)物体质量　所处的高度　质量　高　大　质量　大
6.弹性势能　越多　
知识点3机械能及其转化
7.动能和势能统称为 。
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,
能逐渐增大;篮球在下落的过程中, 能逐渐减小, 能逐渐增大。这个例子说明 和 之间可以相互转化。
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;
(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。
10.机械能守恒的条件是什么
【答案】知识点三
7.机械能
8.重力势　重力势　动　动能　势能　
10.在只有动能和势能相互转化的时候。
【合作探究】
任务驱动1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 一定时,速度越快,动能 ,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 不同,速度相同时, 的动能大,制动距离 , 的动能小,制动距离小,当制动距离 时,不同车型限速就不同。
【答案】任务驱动一
1.质量　越大　质量　质量大　大　质量小　相同
任务驱动2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 。
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
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 有关,该实验所用的科学探究方法是 。
(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 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1.8 s。
(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
【答案】任务驱动二
2.(1)秒表
(2)摆长　控制变量法
(3)小于
(4)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。
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