12.1动能 势能 机械能2021－2022学年苏科版八年级升九年级新课学案 word版无答案

授课标题 12.1动能 势能 机械能
学习目标 通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能；
通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象；
通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象；
通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象；
5．能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
重点难点 1. 动能、弹性势能、重力势能的概念和决定其大小的因素；
2. 分析解释有关能量及能量转化的实例。
一、回顾与检测
1．杠杆：一根在 的作用下能绕着固定点 的硬棒就叫杠杆。杠杆的五要素是： 、 、 、 、 。杠杆的平衡：杠杆处于 状态或作缓慢的 都叫杠杆平衡。
2.杠杆平衡的条件: 。公式表示为： 。
3.三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。特点是 费 。
(2)费力杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。特点是 ，但省 。
(3)等臂杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。特点是 。
4.功的两个必要因素：一是 ；二是 。
5.功的计算：功(W)等于 (F)跟物体在力的方向上通过的 (s)的乘积。（功= × ）
6.功的公式： ；单位：W→ ；F→ ；s→ 。(1焦=1 )。
7.功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不少于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不 。
8.机械效率： 跟 的比值叫机械效率。计算公式： 。
9.功率(P)： ，叫功率。 计算公式： ，或 。单位：P→ ；
W→ ；t→ 。（1瓦= 表示的物理意义是： 。1千瓦=1000瓦）。
10.功率表示物体 的快慢。
二、学习与解析
自主学习
①为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？
②人脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？
③什么是能量？
知识点一、能量： 。
①物理学中做功的含义？
1．做功的两个必要条件：
(1) ；
(2) 。
②如何理解能够做功的意义？
物体有做功的本领，但不一定就做功。
2．物体能够做的功越 ，具有的能量就越 。
③那些物体具有能量？
知识点二、动能： 。
①由右图所示，可得到哪些信息？
公路上对车辆行驶的速度有限制，且对不同的车辆行驶速度的限制不同。
②根据图提供的信息提出问题
提出问题：动能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关公路上的限速牌
设计实验：
③实验应采用的方法？ 。
④选用那些实验器材？
⑤通过观察什么现象而知道物体的动能大小？
观察 越远，说明小车对木块做功越 ，即小车具有的动能越 。
活动一、探究动能大小与哪些因素有关
动能大小与速度大小的关系
条件：同一小车从同一斜面的不同高度滑下
①小车运动到水平面上时的速度大小是否相同？
②木块被撞后移动的距离是否相同？
现象：速度大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，
小车具有的动能大。
结论：运动物体的动能大小与物体的 有关， 相同时， 越大，物体的动能越大。
动能大小与质量的关系
条件：改变小车的质量，让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。
现象：质量大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的能量大。
结论：运动物体的动能大小与物体的 有关， 相同时， 越大，物体的动能越大。
总结：动能大小与物体的 和 有关，物体的 越大， 越大，它具的动能就越 。
知识点三、弹性势能： 。
提出问题：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关
设计实验：
①选用实验器材
②通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小
观察橡皮筋拉伸后弹出去的距离（卡片弹起情况）
活动二、探究弹性势能与弹性形变大小的关系
现象：橡皮筋拉伸得越长，弹出去的距离越远。
说明：被拉伸的橡皮筋具有的弹性势能越大。
在一定的范围内， 越大，物体具有的 能就越大。
例：如图所示，某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一端剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：A、与卡片的质量有关 B、与橡皮筋的形变量有关 C、与橡皮筋的条数有关。
为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。
（1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片
，因此它具有弹性势能。
（2）探究跳起高度是否与质量有关，应选择质量不同的卡片，控制其它条件相同，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 。
（3）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋的形变量不同的两种方法：① ；② 。
知识点四、重力势能： 。
提出问题：重力势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关
设计实验：
①实验方法：控制变量法
②选用器材
③通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小
观察木桩下陷的越 ，说明重锤对木桩做功越 ，重锤举高时具有的重力势能就越 。
活动三、探究重力势能的大小与那些因素有关
重力势能大小与质量的关系
条件：质量不同的重锤从同一高度自由下落
现象：质量大的重锤下落后将桩打得越深
结论：物体具有的重力势能大小与物体的质量有关，在 相同时，质量越 ，物体具有的重力势能越 。
重力势能大小与被举高的高度的关系
条件：同一重锤从不同高度自由下落
现象：重锤举得越高，下落后将桩打得越深。
结论：物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关， 相同时，举得越 ，物体具有的重力势能越 。
重力势能的大小与物体的 和 有关， 越大， 越大，物体具有的重力势能就越 。
知识点五、势能： 和 的总称
①观察图12-2小明从高处滑下越来越快说明了什么？
②生活中有哪些类似的例子？
③小明的动能为什么会越来越大？增大的动能从何而来？ 图12-2
（活动4）观察摆球的动能和势能的转化
④摆球在摆动过程中具有何种形式的机械能？
⑤摆球从A到O摆动的过程中，速度_____，动能______;
高度______，重力势能_______。
⑥物体增大的动能从何而来？重力势能减小到哪里去了？
结论：物体的重力势能转化为动能
⑦摆球从O到B摆动的过程中，速度_____，动能______;高度______，重力势能_______。
结论：物体的动能转化为重力势能
观察课本P35图12-12(a)、(b)、(c)三幅图中物体的动能和势能的变化及相互转化情况。

（b） （c）
练习：
（1）滚摆（过山车）：
上升过程： 减小， 增大； 转化为
下降过程： 增大， 减小； 转化为
（2）皮球下落：
下降过程： 增大， 减小
接触地面到形变最大： 减小， 增大
形变最大到复原： 减小， 增大
上升过程： 减小， 增大
六、物体的动能和势能可以相互转化
①生活中还有那些事例表明动能和势能可以相互转化?
②上述事例中，如果没有摩擦和空气阻力，结果又会如何？
③实际事例中损失的能量到哪里去了？
课堂巩固
据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上。此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但缓缓驶近的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的 ( )
A．动能很大 B．速度很大 C．势能很大 D．功率很大
在高速公路上驾驶客车的司机吴斌，被前方突然飞来的一小物块击破挡风玻璃后击中腹部。他整个肝脏碎裂，却以超人的意志力忍着剧痛，完成了靠边停车等保障安全的一系列动作，保证了25名乘客的安全，自己却献出了宝贵的生命。飞来的物块是使吴师傅致命的主要原因，是因为它具有 ( )
A．较大的动能 B．较大的势能 C．较大的密度 D．较大的硬度
把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上，玩具车由静止开始加速跑动，此过程中玩具车能量变化情况是 ( )
A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能减小，动能减小
C．弹性势能增大，动能增大 D．弹性势能增大，动能减小
刘明乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，刘明的 ( )
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
任何事物都有正反两个方面。对于我们的生活，机械能有利也有弊，有时要主动利用机械能为我们服务，有时却要防止机械能产生副作用。在下图所列举的事例中，属于防止机械能产生副作用的是( )
当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是为了降低汽车因高速行驶而具有的下列哪种能量带来的危害( )
A．动能 B．势能 C．内能 D．电能
如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是( )
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，重力势能、动能变小
C．机械能不变，动能变小
D．机械能变小，动能不变
跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，运动员的动能_______，重力势能_______。
商场电动扶梯载着顾客匀速向上运动的过程中，顾客的动能_______，势能_______（变大／变小／不变）。为节约能源，有的商场安装了自动调速电动扶梯，这种扶梯不载人时，以较低速度v1运行；载人时则以较高的速度v2运行。如果v2＝5v1，那么仅对扶梯做功的功率，以v2运行时的功率是以v1上行时的_______倍。
如图所示，重为12 N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳与滑轮间的摩擦及动滑轮重。重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动。一段时间后，物体B接触地面，则A继续向右运动的过程中，物体A受到的摩擦力为_______N，物体A的动能将_______（变大／不变／变小）。
如图所示，倾斜轨道上的滚动体由A处自由释放，向B处滚动（不计摩擦及空气阻力），所受重力的方向_______。有三位同学分别对此过程做了以下判断，你认为正确的是_______（填序号）。
①滚动体在A处受力平衡；
②滚动体在B处的势能小于A处的势能；
③滚动体在A处的动能大于B处的动能。
小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与物体质量m和运动速度v的关系。
甲、乙两组实验中：
(1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使两球到达水平面时，具有相同的_______。
(2)选用图甲探究的是动能与_______的关系，比较分析实验现象，得出的结论是_______。
(3)选用图乙探究的是动能与_______的关系，比较分析实验现象，得出的结论是_______。
15.如图是每隔0.1 s拍摄到的体积相同的实心木球和铁球从同一高度同时自由下落的图片（不计空气阻力），由图可获得一些信息。
(1)请写出一条信息：___________________________________。
(2)为了比较重力势能大小，让木球和铁球落在同一沙坑里，_______球能将沙坑打得更深，理由是___________________________________。
(3)在此探究过程中你采取的研究物理问题的方法有（写出一条）：___________ ___ 。
四、课后作业（满分100分）
一、选择题（每小题4分，共28分）
受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器。“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大。它攻击目标的巨大能量主要来源于 ( )
A．小型火箭助推动能
B．与大气摩擦产生的能量
C．“上帝之杖”本身的内能
D．下落过程重力势能转化的动能
玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动。如图所示，过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是 ( )
A．A点机械能小于B点机械能
B．D点动能最大，A点势能最大
C．D点动能最大，A点机械能最大
D．A点势能最大，机械能最大
如图所示，把物体自2m高的A点释放，使其下落，不计空气的阻力，则下列关于物体在经过B点和C点时的相关比较中，错误的是 ( )
A．质量相同 B．密度相同
C．机械能相同 D．动能相同
如图所示，此图为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图，以下分析正确的是 ( )
A．小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变
B．小球在上升时，它的重力势能减小，动能减小
C．小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能减小
D．小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能不变
把篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪一图象正确反映了球离手后至落回地面前的机械能E与篮球离地高度h的关系 ( )

如图所示，物体先后由倾角不同的光滑斜面1、2、3由静止开始从顶端滑到底端，它滑至底端的速度V1、V2、V3的正确关系是 （ ）
v1＜v2＜v3 B.v1＞v2＞v3 C.v1=v2=v3 D.无法比较
“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目．一端系住人的腰部，另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直．那么，在人越过 Q点继续向下的过程中，人的动能变化情况 （? ） ?
A．不变? B. 变大???? C．变小? ? D．先变大后变小
二、填空题（每小题8分，共72分）
用力向下甩溜溜球，手提悬线不动，溜溜球会上下来回运动。它上升的过程中速度逐渐_______，重力势能逐渐_______。
在森林防火灭火中，用直升机洒水。飞机加速时，吊着的水桶向后摆，这是由于水桶具有_______；水从高处下落过程中，水的重力势能转化为_______能；人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运动，当它由近地点向远地点运动时，卫星的动能_______（增大／减小／不变，下同），卫星的势能_______。
如图所示，撑杆跳高运动员用压弯的撑杆把自己送上高处，这是因为压弯了的撑杆具有_______势能，最后转化为运动员的_______势能，使他越过横杆。
如图所示的滚摆，从最低点处向上运动的过程中，动能转化为_______，如果只有这两种能相互转化，机械能的总和_______。
如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，小球将滚动到Q点。在此过程中，动能先变_______后变_______，重力势能_______。
如图为农场扬场机的示意图，谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3三堆，达到分离的目的，其中1是 ,2是 。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为 。
16. 如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，则观察到的现象是　　　　　　　　　　　　，产生此现象的原因是　　　　　　　　　　　　。
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