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浙教版 九年級上
第2節(jié) 機械能
（第1課時）
教材解析
【核心概念】
4.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒
【學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】
4.1 能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
②了解動能和勢能的影響因素；
能描述動能、勢能的概念；能設(shè)計簡單的實驗方案探究動能、重力勢能的大小各與什么因素有關(guān)
能描述動能、勢能的概念；
創(chuàng)設(shè)情境
游樂園中的過山車從高處滑下時,如圖3-9所示，它的運動速度不斷增大，然后它又沖上另一個斜坡，速度就減小下來。過山車運動的速度為什么會發(fā)生這樣的變化？
圖3-9 過山車
探究實踐
在軌道上運動的過山車具有能量，具有哪種形式的能？
物體由于運動而具有的能量叫做動能。
一切做機械運動的物體都具有動能。
飛翔的小鳥
行駛的汽車
擲出的鉛球
風(fēng)力發(fā)電
探究實踐
流動的水、空氣都能夠推動發(fā)電機的葉輪轉(zhuǎn)動。
流水具有動能
水力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電
流動的水、流動的空氣（風(fēng)）也具有動能。
探究實踐
小鳥和飛機迎面相撞時，其中的能量大到足以擊落 飛機。
那么物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)呢？請建立猜想。
小鳥的質(zhì)量很小，但相對于飛機卻是告訴運動。
在公路上以相同速度的小轎車和大貨車發(fā)生碰撞時，大貨車對被撞物體傷害更大。
建立猜想：物體的動能大小能跟速度、質(zhì)量有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，動能越大。
利用以下器材：150g鋼球1個、200g鋼球1個、木塊、斜面、刻度尺怎么驗證你的猜想，說一下你的設(shè)計思路。
你的設(shè)計思路：
①同一鋼球分別從同一斜面的不同高度靜止釋放，撞擊木塊，比較木塊被推開的距離；
②不同質(zhì)量鋼球分別從同一斜面的相同高度靜止釋放，撞擊木塊，比較木塊被推開的距離。
探究實踐
實驗用木塊被推開的距離表示動能大小。
進(jìn)行實驗，收集證據(jù)：
1．如圖 3-11 所示，放在斜面上某一高度處的小鋼球 A 滾下時，撞擊水平面上的木塊 B，并將木塊 B 推出一段距離。
2．讓同一個小鋼球從斜面上不同的高度處分別由靜止開始沿斜面滾下，將木塊 B 推出一段距離。
3．讓不同質(zhì)量的小鋼球從斜面上相同的高度處分別由靜止開始沿斜面滾下，比較木塊被小鋼球推出的距離大小。
探究實踐
實驗數(shù)據(jù)記錄：
探究實踐
實驗序號 鋼球質(zhì)量/g 鋼球高度h/cm 木塊滑行的距離s/cm
1 200 13 8.1
2 200 9 6.6
3 150 13 6.9
分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：
探究實踐
實驗序號 鋼球質(zhì)量/g 鋼球高度h/cm 木塊滑行的距離s/cm
1 200 13 8.1
2 200 9 6.6
3 150 13 6.9
（1）比較實驗1、2可得結(jié)論：
（2）比較實驗1、3可得結(jié)論：
質(zhì)量相等的物體，運動的速度越大，動能越大
運動速度相等的物體，物體質(zhì)量越大，動能越大
探究實踐
（2）實驗研究對象是小球還是木塊？
（1）實驗有兩個變量，必須采用什么科學(xué)方法？
控制變量法。
（3）實驗中是用什么來表示小球的動能大小的？
（4）實驗中是如何來控制小球在水平面上的起始速度的？
小球。
用木塊被推開的距離表示動能大小。
小球的高度。
高度不同，速度不同；高度相同，速度相同。
轉(zhuǎn)換法。
大飛機“害怕”小飛鳥
當(dāng)鳥與飛機相對而行時，雖然鳥的速度不是很快，但是飛機飛行的速度很快，這樣對于飛機來說，鳥的速度就十分快了。速度越快，小鳥的動能也越大，撞擊的力量就會越強。如果是一只1.8千克的鳥撞在速度為每小時700千米的飛機上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以一只小小的鳥也能變成擊落飛機的“炮彈”。
決定動能大小的因素：
（1）物體的質(zhì)量(m)（2）物體的運動速度(v)
探究實踐
1．圖中的汽車和摩托車，哪一個動能大？
汽車和摩托車的速度相同，汽車的質(zhì)量大于摩托車質(zhì)量，因此汽車的動能大于摩托車的動能。
2．在同一條高速公路上，為什么對小型客車、大型客車的限制速度是不同的？
運動速度相同的汽車，汽車的質(zhì)量越大，動能也越大；汽車的動能越大，在短時間內(nèi)越不容易剎車停下。所以大型客車的限制速度比小型客車更小。
80千米/時
80千米/時
探究實踐
你能解釋“禁止高空拋物”的科學(xué)道理嗎？
創(chuàng)設(shè)情境
物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。
探究實踐
高山上的石頭、被舉高的鐵錘、從高樓扔下的物體等，它們具有什么共同特征？
探究實踐
舉高的書也儲存一定的重力勢能，當(dāng)它下落時會將重力勢能釋放出來。那么，重力勢能的大小跟哪些因素有關(guān)呢？
根據(jù)你的經(jīng)驗，猜想影響重力勢能的大小的因素。
重力勢能的大小可能跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。
1．在一個鋁盤中放入約2 厘米厚的細(xì)沙。
2．取大小不同的金屬小球。
3．將一根米尺豎直立在細(xì)沙上，把金屬小球拿到某一高度自由釋放，如圖所示,記錄這一高度。
4．把金屬小球從沙中拿出，觀察被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小，并將結(jié)果記錄下來。
5．抹平盤中的沙，從不同的高度自由釋放同一個金屬小球，觀察并將結(jié)果記錄下來。
6．抹平盤中的沙，從相同的高度自由釋放不同質(zhì)量的金屬小球，觀察并將結(jié)果記錄下來。
7．比較觀察結(jié)果，被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小跟金屬小球的質(zhì)量和下落的高度有什么關(guān)系？
探究實踐
實驗結(jié)論，決定重力勢能大小的因素：
（2）物體的位置高度(h)：相同質(zhì)量時，高度越大，重力勢能越大。
（1）物體的質(zhì)量(m):相同高度時，質(zhì)量越大，重力勢能越大；
用大小、形狀相同的A、B、C3個金屬球分別從距離沙表面某高度處靜止釋放。實驗數(shù)據(jù)記錄：
實驗序號 金屬球代號 金屬球質(zhì)量/g 下落高度h/m 陷入沙中深度s/m
1 A 200 0.4 0.1
2 B 400 0.4 0.2
3 C 200 0.8 0.2
金屬球的重力勢能大小通過陷入沙中深度來反映。
探究實踐
大量事實表明，物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。
在臺風(fēng)來臨之前，要把陽臺里的花盆搬進(jìn)室內(nèi)，你能解釋了嗎？
放置在陽臺上的花盆是被舉高的物體，具有重力勢能。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。一旦掉下容易傷人。
探究實踐
蹦床為什么能把運動員彈起一定高度？
創(chuàng)設(shè)情境
射箭運動員把弓拉彎的過程中，給弓儲存了能量，如圖 3-14 所示。網(wǎng)球拍擊打網(wǎng)球時，網(wǎng)球拍發(fā)生變形，從而儲存了能量，如圖 3-15 所示。撐桿跳高時彎曲的撐桿，儲存了能量。當(dāng)這些物體恢復(fù)原狀時也會釋放出能量。
探究實踐
物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。
形變的儲存了彈性勢能。
射箭時手拉弓弦使弓的形變越大，箭就射得越遠(yuǎn)；球拍擊打網(wǎng)球越用力，網(wǎng)球拍形變就越大，網(wǎng)球就會飛得越遠(yuǎn)。
探究實踐
那么，彈性勢能大小跟哪些因素有關(guān)呢？
用橡皮筋發(fā)射紙子彈怎樣讓小紙團彈得更遠(yuǎn)？
（1）橡皮筋拉開5厘米左右，觀察子彈飛 出的距離。
（2）橡皮筋拉開10厘米左右，觀察子彈飛出的距離。
決定彈性勢能大小的因素:
物體的形變大小。
在彈性限度內(nèi)，物體彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。
課堂反思
1.物體的質(zhì)量和它的速度都能影響物體的動能。質(zhì)量和速度相比，哪個對物體動能的影響更大？
物體 動能E/J 物體 動能E/J
跑出去的籃球 約30 跑百米的運動員 約3×103
行走的牛 約60 飛行的步槍子彈 約5×103
從10m高處下落的磚塊 約2.5×102 行駛的小汽車 約2×105
速度對動能的影響更大。
2.為什么水電站都要建高高的大壩？
增加蓄水量，提高水位，質(zhì)量和高度越大，水的重力勢能越大。
1．下列物體中只具有動能的有＿＿＿＿＿,
只具有重力勢能的有＿＿＿＿＿，既具有動
能又具有重力勢能的有 ＿＿＿＿。(填序號)
(1)水平公路上行駛的汽車。
(2)空中停著的直升機。
(3)被起重機舉起的集裝箱。
(4)被運動員擲出在空中飛行的鉛球。
(5)光滑水平面上勻速運動的小車。
(6)從槍膛里被射出的子彈。
(1)
(2)
(4)
(5)
(6)
(3)
遷移應(yīng)用
2.下列現(xiàn)象中，動能和勢能都增加的是（　 ）
A.被玩具槍水平射出的子彈
B.加速沖下山坡的汽車
C.上升越來越快的氫氣球
D.平直軌道上行駛的火車
C
3.下列說法正確的是------------------（ ?。?br/>A.速度大的物體，動能一定大
B.質(zhì)量大的物體，動能一定大
C.質(zhì)量大的物體，重力勢能一定大　
D.同一物體，運動越快，動能越大。
D
遷移應(yīng)用
機械能
動能
定義：物體由于運動而具有的能量
影響因素：m和v
勢能
重力勢能
定義：物體由于被舉高能量而具有的
彈性勢能
影響因素：m和h
定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量
影響因素：彈性形變程度
第2節(jié) 機械能（動能和勢能）
板書設(shè)計
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