3.1 能量及其形式—浙教版九年级科学上册讲义（机构）（含答案）

第1节 能量及其形式
一、能量及其形式
1、能量
（1）物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。
理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。?
（2）单位：焦耳（J）
（3）形式：内能、机械能[动能和势能（重力势能、弹性势能）]、化学能、光能、电磁能、电能、核能、太阳能、声能等。
重点掌握：①机械能：做机械运动的物体具有的能量。
②化学能：与化学反应有关的能量。例如食物中（参与生物化学反应），燃烧（化学能转化为热能）。
③电能：是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。
④内能：它只与分子热运动的快慢和分子间相互作用力、分子间的距离有关，因此任何物体在任何时候都具有内能。
⑤核能：是物质的原子核发生变化时产生的能量，即在核反应中，中子与质子重新组合成新的原子核的过程中产生的能量。
2、能量转化与能量转移
（1）能量转化：能量从一种形式转化为另一种形式。如发电机发电时，机械能转化为电能；电动机工作时，将电能转化为机械能。
（2）能量转移：能量从一个物体转移到另一个物体。如将一块炽热的铁块放入一杯冰水中，内能(热能)从铁块转移到冰水，导致铁块的内能(热能)减少，冰水内能(热能)增加。
说明　能量的转化与转移往往是同时发生的。
（3）能量转化与能量转移的区别：能量的转化涉及两种或两种以上能量形式之间的转变，此时能量的对象可能变也可能不变。能量的转移只是能量的对象发生了变化，而能量的形式不发生变化。
二、机械能
1、机械能
(1)定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量，做机械运动的物体都具有机械能。
(2)单位：J。
(3)影响机械能大小的因素：①动能的大小；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。
2、动能
(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
(2)单位：焦耳(J)
(3)影响动能大小的因素
实验装置
探究过程
让同一钢球A先后从斜面上的不同高度滚下，分别记下物体B被推动的距离。
改变钢球的质量，让不同质量的钢球从同一高度自由滚下，分别记下
物体B被推动的距离。
实验现象及分析
质量相同的钢球，斜面上高度放的越高，B被推动的距离越远。
从斜面上同一高度，质量越大的钢球推动B运动的距离越远。
实验结论
在质量相同时，物体的运动速度越大，它具有的动能越大。
在运动速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大。
3、重力势能
(1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
(2)单位：焦耳(J)
(3)影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体被举高的高度。质量相同时,物体被举得越高，重力势能越大；被举高度相同时， 物体的质量越大，重力势能越大。
4、弹性势能
①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。
②影响弹性势能的因素：弹性势能的大小与物体的形变的大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
三、动能和势能的转化
1、动能和重力势能间的转化规律：?
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；?
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；?
2、动能与弹性势能间的转化规律：?
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；?
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
3、机械能守恒
如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒
动能
势能
机械能
影响因素
质量、速度
质量、高度、弹性形变程度
质量、速度、高度、弹性形变程度
注意事项
（1）分析同一物体的机械能转化：
①分析动能和势能相互转化的实例时，先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析能量的变化和转化情况，关键是从物体的运动速度、高度、弹性形变的变化情况入手；
②在动能和势能相互转化过程中，如果物体只受重力作用，不受摩擦和空气阻力时，机械能守恒.如滚摆在旋转上升的过程中（不考虑滚摆与绳的摩擦力及空气阻力）其机械能守恒
（2）若物体的质量并非不变（如洒水车作业、投放物资等）时，则分析动能和势能综合考虑质量、速度、高度、弹性形变等因素，分别分析动能、势能的变化情况，进而分析机械能的转化情况
题型一：机械能守恒问题
41998906292851、掉在水平地面上的弹性小球会被弹起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样。下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球3和5比较，它们的机械能相同
C．小球3和5比较，在位置5时动能较小
D．小球从位置1到位置2的过程中，势能全部转化为动能
7620006362702、如图，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点静止开始自由滑下，到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球离开B点后的运动轨迹为(　　)
A．a B．b C．c D．d
题型二：弹簧问题
47840904711701、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是(　　)　
A．小球所受弹簧的弹力始终比重力大
B．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
C．小球的机械能在不断减少
D．小球的速度一直在减小
2、如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是( )
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
4137025113030B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
48113959512303、有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（?? ）
A.?从O至C运动员速度一直减小
B.?从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒
C.?从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小
D.?从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小
题型三：图像问题
43319708426451、如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球( )
A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力等于弹力
2、小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
17272062230
(1)如图所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？ 。
(2)将轨道BC段改为水平，如图所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？ 。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度－时间图像。
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参考答案：
题型一：1、C 2、C
2421255193675题型二：1、C 2、C3、D
题型三：1、D 2、(1)是　(2)等于　如图