11.4 动能和势能--2025-2026学年沪粤版物理九年级上册教学课件（48页PPT）

(共48张PPT)
11.4 动能和势能
第十一章 功与机械能
沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
11.4 动能和势能
教学目标
理解动能、重力势能、弹性势能的概念，能判断物体是否具有动能、重力势能或弹性势能。
知道影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。（重点）
能结合实例说明动能和势能的相互转化。
了解动能和势能在生活、生产中的应用，认识到能量的重要性。
能量
能量的概念
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位和功的单位相同，都是焦耳（J）。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
能量与做功的关系
能量是物体具有的做功本领，而做功是能量转化的过程。例如，运动的物体具有动能，它撞击其他物体时能够做功，在做功过程中，动能转化为其他形式的能。
动能
动能的概念
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
生活中的动能实例
行驶的汽车具有动能，能够推动前方的物体做功。
飞行的子弹具有动能，能够穿透物体。
流动的水具有动能，能够推动水轮机转动。
运动的运动员具有动能，能够完成各种动作。
影响动能大小的因素
动能的大小与物体的质量和速度有关：
质量：在速度相同时，物体的质量越大，动能越大。例如，以相同速度行驶的卡车和小汽车，卡车的质量大，动能大，撞击物体时造成的破坏更严重。
速度：在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。例如，同一辆汽车，速度越快，动能越大，刹车时滑行的距离越远。
（此处可插入实验示意图：让不同质量的小球从同一斜面的同一高度滚下，撞击水平面上的木块，观察木块被推动的距离；让同一小球从同一斜面的不同高度滚下，撞击木块，观察木块被推动的距离，以此说明影响动能大小的因素）
重力势能
重力势能的概念
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。
生活中的重力势能实例
被举高的杠铃具有重力势能，下落时能够对地面做功。
站在高处的人具有重力势能，跳下时重力势能会转化为动能。
高山上的石头具有重力势能，滚落时会对山下的物体造成伤害。
水库里的水具有重力势能，流下时能够推动水轮机发电。
影响重力势能大小的因素
重力势能的大小与物体的质量和高度有关：
质量：在高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。例如，质量大的铅球和质量小的皮球，在同一高度时，铅球的重力势能大。
高度：在质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。例如，同一物体，被举得越高，重力势能越大，下落时所能做的功越多。
（此处可插入实验示意图：用不同质量的物体从同一高度下落，砸在沙坑中，观察沙坑的凹陷程度；用同一物体从不同高度下落，观察沙坑的凹陷程度，以此说明影响重力势能大小的因素）
弹性势能
弹性势能的概念
物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
生活中的弹性势能实例
被压缩的弹簧具有弹性势能，松开后能够推动物体运动。
被拉弯的弓具有弹性势能，释放后能够将箭射出。
被压缩的网球拍具有弹性势能，能够将网球弹出去。
蹦床被压弯时具有弹性势能，能够将人弹起。
影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关：在弹性限度内，物体的弹性形变程度越大，弹性势能越大。例如，用力拉弹弓，橡皮筋的形变程度越大，弹性势能越大，射出的弹丸飞得越远。
（此处可插入实验示意图：用不同的力拉同一根弹簧，观察弹簧能够弹开物体的距离，以此说明影响弹性势能大小的因素）
动能和势能的相互转化
在一定条件下，动能和势能可以相互转化。
动能与重力势能的转化：
物体下落时，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。例如，苹果从树上落下，重力势能转化为动能。
物体上升时，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。例如，向上抛出的石块，在上升过程中，动能转化为重力势能。
动能与弹性势能的转化：
物体的动能转化为弹性势能：运动的物体撞击弹簧，弹簧发生弹性形变，物体的速度减小，动能减小，弹簧的弹性势能增大，动能转化为弹性势能。例如，小球撞击压缩的弹簧，动能转化为弹簧的弹性势能。
物体的弹性势能转化为动能：被压缩的弹簧恢复原状时，推动物体运动，弹簧的弹性势能减小，物体的速度增大，动能增大，弹性势能转化为动能。例如，被压缩的弹簧弹开小球，弹性势能转化为小球的动能。
多种能量的转化：在一些复杂的过程中，可能同时存在动能、重力势能和弹性势能的相互转化。例如，蹦床运动中，运动员下落时，重力势能转化为动能；接触蹦床后，动能转化为蹦床的弹性势能；蹦床恢复原状时，弹性势能转化为动能，使运动员上升；上升过程中，动能又转化为重力势能。
（此处可插入动能和势能相互转化的示意图或动画片段，如单摆运动、滚摆运动等，帮助学生理解）
动能和势能的应用
水力发电：利用流动的水具有动能，推动水轮机转动，将动能转化为电能。
风力发电：利用运动的空气（风）具有动能，推动风车转动，将动能转化为电能。
打桩机：打桩机的重锤被举高时具有重力势能，下落时重力势能转化为动能，利用动能将桩打入地下。
射箭：拉弯的弓具有弹性势能，释放时弹性势能转化为箭的动能，使箭能够飞行。
课堂练习
物体由于（ ）而具有的能叫做动能，动能的大小与物体的（ ）和（ ）有关。
物体由于（ ）并处在一定高度时具有的能叫做重力势能，重力势能的大小与物体的（ ）和（ ）有关。
物体由于（ ）而具有的能叫做弹性势能，在弹性限度内，物体的（ ）越大，弹性势能越大。
下列过程中，属于动能转化为重力势能的是（ ）
A. 熟透的苹果从树上落下
B. 电梯匀速上升
C. 向上抛出的石块在上升过程中
D. 弹簧门被推开后自动关闭
课堂总结
动能是物体由于运动而具有的能，与质量和速度有关；重力势能是物体由于受重力并处在一定高度而具有的能，与质量和高度有关；弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能，与弹性形变程度有关。
动能和势能在一定条件下可以相互转化，如物体下落时重力势能转化为动能，上升时动能转化为重力势能等。
动能和势能的知识在生活和生产中有广泛应用，如水力发电、风力发电等都是利用了能量的转化。
课后作业
分析骑自行车下坡时，人和车的动能和重力势能是如何变化的，它们之间是如何转化的。
举例说明生活中动能和弹性势能相互转化的实例，并分析能量转化过程。
设计一个小实验，证明动能的大小与物体的质量和速度有关。
5
课堂检测
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新知讲解
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变式训练
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中考考法
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小结梳理
学习目录
1
复习引入
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新知讲解
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典例讲解
人类的生活、生产离不开能量。因此，我们很有必要学习并了解一些有关能量方面的知识。根据你的认识与了解，能说说能量有哪些形式吗？
观察与思考
1.知道物体具有能量的含义 、机械能的概念。
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。
学习目标
观察下列现象，你有什么发现？
发生形变的跳板能使运动员弹起
被拉开的弓能使箭射出
一、认识能量
观察下列现象，你有什么发现？
升高的重锤能将桩打入土中
流动的水能推动水轮发电机发电
归纳与小结
物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量。
能量的单位与功的单位一样，在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)，能的单位也是焦耳(J)。
观察与思考
下列哪种风具有的能量最大？
（1）四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”；
（2）八、九级大风可以使大树“前仰后合”；
（3）飓风能把大树连根拔起。
归纳与小结
在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体具有的能量就越大。
观察与思考
物体由于运动而具有的能叫做动能。
动能的大小跟哪些因素有关呢？
猜想
动能的大小可能跟物体的速度有关
动能的大小可能跟物体的质量有关
二、动能
实验与探究
实验一
（1）让小球分别从斜面上A 处和B 处滚下（如图a），比较它们在平面上运动速度的大小。
（2）让同一小球分别从A 处和B 处滚下（如图b），看看哪种情况下小球将木块推得更远。
交流与讨论
质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。
实验二
（1）让不同质量的小球先后从斜面
上同一高度处滚下（如图a），
比较它们在平面上运动速度的
大小。
（2）让这两个小球从斜面上同一高
度处滚下（如图b），看看哪种
情况下小球将木块推得更远。
(a)不同质量的小球从同一高度处滚下
(b)不同质量的小球从同一高度处滚下后碰上木块
速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大。
交流与讨论
归纳与小结
物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。
观察与思考
以同样速度行驶的大货车和小汽车，哪个动能大 行驶时哪个危险性更高 为什么
观察下列图片，你有什么发现？
三、势能
(a)被升高的重锤落下时能对木桩做功
(b)变形的撑竿能对运动员做功
物理学中高处的物体由于受重力作用而具有的能叫做重力势能。
交流与讨论
物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
重力势能和弹性势能统称为势能。
思考：重力势能的大小跟什么因素有关？
实验与探究
（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。
（2）用质量不同的物体分别从同一
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。
物体的位置越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。
交流与讨论
归纳与小结
大量事实和实验表明：物体的位置越高，质量越大，它具有的重力势能就越大；弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。
观察与思考
说说下列情况的物体都具有哪些能？
动能和重力势能
动能和重力势能
四、机械能的转化
交流与讨论
物体的动能和势能统称为机械能。
一个物体可以既有动能，又有势能，也可以只具有动能或者只具有势能。
思考：动能与势能是否可以相互转化呢？
实验与探究
A.探究摆球的动能与势能的转化
如图所示，将小球拉到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 和中间点C 的势能和动能的情况。
A→C
重力势能转化为动能
C→B
动能转化为重力势能
归纳与小结
物体具有的动能与势能是可以相互转化的。
实验与探究
B.动能与势能转化的应用
在杂技表演中，演员们的动能与势能是怎样相互转化的？
在玩蹦蹦床的过程中，人的动能与势能是怎样相互转化的？
游乐场中的过山车沿轨道运动时，动能与势能是怎样
相互转化的？
摆球每次上升达到的高度都比前一次要低些，这是什么原因？
观察与思考
由于存在空气阻力的作用，使摆球每次上升的高度和到达最低处的速度都逐渐减小，这说明摆球的机械能减少了。
归纳与小结
物体的动能与势能是可以相互转化的；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。
说说水力发电站机械能的转化情况。
观察与思考
水力发电是水的机械能转化为电能；电动机工作时，
是电能转化为机械能。
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1．下列关于功和能的说法正确的是(　　)
A．具有能量的物体一定正在做功
B．物体具有的能量越大，它做的功就越多
C．物体能够做的功越多，它具有的能就越大
D．做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C
知识点1
功和能的关系
2．2025·合肥阶段练改编为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指_____________。
A．小球撞击木块时的动能
B．木块被撞击后的动能
B
知识点2
动能
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(2)实验中通过观察__________________来比较动能大小，这是_______法的应用。
(3)若探究物体动能大小与质量的关系，每次实验时，都要将小球从斜面的______高度由静止释放，其目的是_______________________________。
(4)由图乙实验可以得出结论：_____________________________________。
【实验拓展】
(5)如果水平面光滑，则________
(填“能”或“不能”)完成本实验。
木块被推动的距离
转换
同一
使小球到达水平面时的速度相同
质量相同时，物体的速度越大，动能越大
不能
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3.[新情境题]在2024年巴黎奥运会中，中国运动员获得100米男子自由泳金牌并打破世界纪录，运动员在比赛中，__________(填“划水力度”或“速度”)越大，其动能越大。
速度
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4.[教材改编题]用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较图a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较图______可知：物体重力势能
的大小与物体的质量有关。
多
知识点3
势能
高度
a、c
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5．2024·淮南月考如图所示，货架上A、B、C、D四个体积相同的实心球，已知ρA＝ρB>ρC＝ρD，则A与B相比，________重力势能大，B与C相比，________重力势能大。
A
B
方法点睛：质量大、高度大的物体重力势能大。
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6．2025年1月池州期末改编如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越______，这说明橡皮筋的弹性势能与其发生___________大小有关。
远
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7.[新情境题]2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射。神舟十九号飞船在长征二号F遥十九运载火箭推动下加速升空时，飞船舱内的航天员的重力势能________，动能________。(均填“增大”“不变”或“减小”)
增大
增大
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8．[2024·苏州中考改编]为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车在水平路面作业时保持匀速直线运动，动能______(填“增大”“不变”或“减小”)。
减小
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9．[2025·滁州月考]如图所示，小明在儿童公园乘坐匀速转动的“幸福摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的动能和重力势能的变化情况为(　　)
A．动能不变，重力势能不变
B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变大
D．动能变大，重力势能变大
C
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10.[新考法　2024·合肥一模]如图a所示，让同一小球从不同高度的A、B两点由静止滚下，比较它们在平面上运动速度的大小；如图b所示，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。关于该实验，下列说法错误的是(　　)
A．本实验是研究动能大小与高度的关系
B．实验的研究问题是小球的动能大小与哪些因素有关
C．根据实验结论可以说明开车时超速的危害
D．纸盒被撞击后运动的过程中，滑行的距离不同，但所受摩擦力大小相同
A
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11.[跨学科·地理]如图所示的是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A、B、C、D时，那么在哪一点时，此物体的重力势能最大(　　)
A．在A点　　　　B．在B点
C．在C点　　　 D．在D点
B
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12．2024·合肥一模如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，能上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是(　　)
A．弹性绳的弹性势能在A点时最大
B．人在C点时动能最大
C．人从A点到B点的过程中动能增加，重力势能减少
D．人从A点到C点的过程中，重力势能增加，动能一直减少
A
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13.[新考法　2025·淮南模拟]在女子3米跳板跳水比赛中，如图所示，当运动员从起跳到进入水面前，运动员的动能(Ek)与运动时间(t)的关系图像是(　　)
C
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一、能量
二、动能
三、势能
1.重力势能
2.弹性势能
四、机械能的转化
1.机械能
2.动能和势能的转化
课堂小结
11.4 动能和势能
谢谢观看！