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2022華師大版九上科學5.4機械能（1）學案
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[學習目標]：
1、建立能量的初步概念；
2、理解動能、重力勢能的概念及影響它們大小的因素；
3、能用實例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能；
4、知道機械能及其單位。
一、知識點梳理：
知識點1、 動能
1． 動能：物體由于____________ 而具有的能量叫做動能。
2、決定動能大小的因素，一是物體的____________；二是物體運動的____________。
知識點2、勢能
1、勢能包括 和 ；
2、重力勢能：因被 而能夠做功的物體所具有的能量叫做重力勢能，
3、決定重力勢能大小的因素，一是物體的____________ ，二是物體所處的 。
4、彈性勢能是當彈性物體被____________ 、____________或____________ 發生彈性形變時所具有的能量，彈性勢能的大小與物體的____________有關。
5、研究重力勢能大小與什么因素有關的實驗：
（1）1把小方凳正放在細砂上，用手壓凳面，壓力越 ，鐵釘陷入細砂越 ，說明手對它做的功越 。 這時所用的研究方法是 法；
（2）把小方凳放在細砂上，在凳面正上方分別從不同高度釋放相同質量的砂袋，觀察并比較鐵釘下陷的深度。你的發現是 ；說明： ；這里還用到的研究方法是 法；
（3）把小方凳放在細砂上，在它的正上方從同一高度分別釋放不同質量的大、小砂袋，觀察并比較鐵釘下陷的深度。你的發現是 ，說明： ；
6、動能和勢能統稱為 。因為有能的物體就能做功，能的單位與功相同，都是 。
二、例題講解：
例題1、關于物體的動能，下列說法正確的是（　　）
A．質量大的物體動能一定大 B．速度大的物體動能一定大
C．質量相等的物體，舉得越高的動能越大 D．質量相等的物體，速度大的動能大
例題2、下列說法正確的是( )
A. 能夠做功的物體一定具有能 B. 靜止的物體不具有能
C. 具有能的物體一定在做功 D. 沒有做功的物體不具有能
例題3、質量相等、半徑相同的鉛球、鐵球和鋁球,放在同一水平桌面上,它們具有的勢能是( ).
A. 鉛球最大 B. 鐵球最大 C. 鋁球最大 D. 一樣大
例題4、抽水蓄能電站開建,其工作原理如圖所示。用電低谷時(如深夜),電站利用電網多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲存起來;用電高峰時,再利用上水庫中的水發電。
(1)蓄能時,水被抽到上水庫,此過程是將電能轉化為水的　　　　　　能。
(2)抽水蓄能電站選址時,不僅要考慮當地水資源豐富,同時還考慮到當地地勢較陡,這樣建成的電站上、下水庫的高度差比較　　　　,有利于蓄能與發電。
（例題4圖） （例題5圖）
例題5、小明用圖示裝置探究“動能大小與速度的關系”.下列說法正確的是（ ）
A. 改變小車質量多次進行試驗 B. 實驗中要盡量保持水平面光滑
C. 讓同一小車從同一高處由靜止開始下滑 D. 用木塊移動的距離來比較小車動能的大小
例題6、將普通塑料水管進行改裝，能做多個實驗。將塑料水管①側面開口并標上刻度，再將塑料水管②在側面不同高度開兩個大小合適的口。
　　
(1)將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的口放入后，靜止釋放。觀察并記錄 。取出鋼球，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個口放入，重復實驗。該實驗可驗證動能大小與 的關系。
(2)將兩根塑料管按圖乙連接，驗證“重力勢能大小與質量的關系”。請你寫出實驗步驟。
三、隨堂練習：
1、下列物體具有動能的是（ ）
A. 靜止不動的課桌 B. 掛在樹上的椰子 C. 拉長了的橡皮筋 D. 正在行駛的汽車
2、據報道，一輛橫穿鐵路的小汽車，因故障而停在軌道上，此時從遠處駛來一列火車，盡管司機及時采取緊急制動措施，但是緩慢行駛的火車還是將小汽車撞“飛”了。這是因為火車的（ ）
A． 動能很大 B． 速度很大 C． 勢能很大 D． 質量很大
3、下列物體中不具有彈性勢能的是（ ）
A. 被壓緊的彈簧 B. 被撐桿跳運動員壓彎的撐桿
C. 從拉彎的弓中射出的箭 D. 發生形變的蹦床
4、下列說法中正確的是 (　　)
A.速度快的汽車,它的動能一定大
B. 兩個物體,其中高度高的那個物體重力勢能大
C. 放在桌上的彈簧一定具有彈性勢能
D. 在平直公路上勻速行駛的汽車,它的動能沒有發生變化
5、為強化消防救援能力，戰士們每天都要進行刻苦訓練。如圖所示是戰士爬桿訓練的場景，戰士在勻速直線向上爬升的過程中（ ）
A． 他的重力勢能會逐漸減小 B． 他受到的摩擦力方向向下
C． 他的動能大小保持不變 D． 他受到的重力在做功
（第5題圖） （第6題圖） （第7題圖）
6、如圖所示，一個小球從光滑斜面的頂端自由下滑經過A點到達斜面底端，如果小球經過A點時具有的重力勢能為50焦，若不計空氣阻力，以下說法不正確的是（　　）
A．小球到達底端時動能大于50焦
B．小球從頂端到達底端的過程中，重力勢能轉化為動能
C．小球到達底端時的機械能大于經過A點時的機械能
D．小球到達底端時的機械能等于經過A點時的機械能
7、如圖所示，在“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，讓同一鋼球A從斜面上不同的高度由靜止滾下，撞到同一木塊B上。實驗中，通過觀察　 　來判斷鋼球動能的大小；本實驗用到的科學研究方法是　 　(說出一種即可)。
四、課后鞏固：
1、關于能的概念，下列說法中正確的是（ ）
A． 一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能
B． 一個物體被站立的人舉在手中，人不松手，物體不能做功，所以物體沒有能
C． 一個物體做了功，說明這個物體沒有能
D． 物體已做的功越多，說明物體具有的能越多
2、從飛機上空投下的救災物資在下落過程中，逐漸減小的物理量是（ ）
A． 重力勢能 B． 動能 C． 重力 D． 質量
3、 在下列情況中，物體既具有動能又具有勢能的是（　　）
A．海面上航行的輪船 B．空中飛行的子彈
C．吊在天花板上的電燈 D．拉長的橡皮條
4、將一支內有彈簧的圓珠筆向下按壓(如圖)，放手后筆會向上彈起一定高度。下列關于該過程中能量變化的敘述，其中正確的是（　　）
A．向下按筆的過程中，彈簧的彈性勢能減小 B．向下按筆的過程中，筆的重力勢能增大
C．筆向上彈起的過程中，筆的重力勢能增大 D．筆向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能增大
（第4題圖） （第5題圖）
5、跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（　　）
A．在助跑階段，動能保持不變 B．在起跳時，機械能最小
C．在最高點時，動能最大 D．從起跳到最高點，部分動能轉化為重力勢能
6、如下圖所示，把不同的實心小鐵球放在相同的實驗裝置的斜面上自由滾下，撞擊靜止于水平面上的小木塊上進行實驗。在下列幾種情況中，能說明物體的動能與物體的質量有關的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.丙、丁
7、在探究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，讓質量不同的鋼球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊運動的遠近，如圖所示。下列對該實驗的說法中，正確的是（ ）
A. 該實驗是研究動能的大小與高度的關系 B. 該實驗是研究動能的大小與質量的關系
C. 該實驗是研究動能的大小與速度的關系 D. 該實驗是研究動能的大小與距離的關系
（第4題圖） （第5題圖）
8、如圖所示，物塊在光滑斜面上由靜止開始下滑，依次經過a、b兩個點，不計空氣阻力，比較物塊在a、b兩點的能量。下列說法正確的是（ ）
A． 物塊在a點動能大 B． 物塊在b點動能大
C． 物塊在b點重力勢能大 D． 物塊在a、b兩點的重力勢能一樣大
9、如圖所示為運動員投擲鉛球的過程示意圖，鉛球在空中運動過程中動能Ek隨時間t變化的曲線最接近（ ）
10、下列說法正確的是（ ）
A．靜止的物體，一定不具有能量
B．速度大的物體，具有的動能一定大
C．放在高處的物體具有的勢能一定比放在低處的物體具有的勢能大
D．被舉高的物體，一定具有能
11、如圖所示，是探究“動能的大小與什么因素有關？”實驗的示意圖。小球從a處滾下，在c處與小木塊碰撞，并與小木塊共同運動到d處停下。下面的一些判斷正確的是（ ）
A．從a到b，小球的勢能不變，動能增大
B．從b到c，小球的勢能增大，動能增大
C．到達c處，小球的勢能最小，動能最大
D．到達d處，小球的動能為零，小木塊的動能最大
12、為了更好地保證交通安全，某市交警嚴查開車打電話、車窗拋物等行為。如果汽車以36 km/h的速度勻速行駛，駕駛員開車時看一眼手機需要3 s，在這段時間內，汽車相當于在無人駕駛狀態下行駛________m，容易發生交通事故，從行駛的汽車內向外拋雜物，不但污染環境，還可能由于物體速度較大而具有較大的________能，可能砸傷人，這些都是十分危險的行為。
13、為探究影響重力勢能的大小的因素，小金利用帶有四個鐵釘的小方桌、沙箱及質量不同的重物設計并進行了如圖甲所示的實驗。
（1）要探究重力勢能的大小與高度的關系應選擇哪兩個圖進行比較？____________。
（2）小金為了探究“重力勢能大小與物體質量是否有關”，選擇了b和c進行實驗，老師說她的選擇是錯誤的，請你分析原因：_______________________________________________ 。
（3）本實驗中，主要采用的科學研究方法是轉換法和____________ 。
（4）圖甲a中的重物被手釋放由靜止下落到接觸小方桌的過程中，下落高度與時間的關系如圖乙所示。在如圖丙所示的四個選項中，描述重力對重物做功大小與下落時間關系最接近正確的是____________。
14、在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小麗同學設計了如圖所示的甲、乙、丙三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。
（1）要探究動能大小與物體質量的關系應選用___________兩次實驗；實驗中應保證___________ 相同，為了達到這一目的所采取的具體操作方法是_______________________________ 。
（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是____________________________________ 。
（3）該實驗是通過觀察________________________來比較鐵球動能的大小，從而得出結論的。下面的四個實例中也采用這種研究方法的是____________。
A． 認識電壓時，我們可以用水壓來類比
B． 用磁感線來描述磁場
C． 探究影響電磁鐵的磁性的因素，通過電磁鐵吸引大頭針數量的多少來判斷電磁鐵磁性強弱
D． 保持電阻不變，改變電阻兩端電壓，探究電流與電壓的關系
（4）若水平面絕對光滑，鐵球將做____________ 運動。
參考答案：
一、知識點梳理：
知識點1、
1、運動 2、質量 運動速度
知識點2、
1、重力勢能 彈性勢能 2、被舉高 3、 質量 所處高度
4、壓縮、拉伸或彎曲 形變程度
5、（1）大（小） 深（淺） 大（小） 轉換
（2）同一個砂袋，從越高的地方下落時，砂子凹陷的深度越深； 物體的重力勢能大小與其所處的高度有關，質量相同時，物體所處的高度越高，具有的重力勢能越大； 控制變量
（3）質量不同的大小兩個砂袋，從相同高度下落時，質量較大的砂袋使砂子凹陷的深度越深； 物體的重力勢能大小與其質量大小有關，高度相同時，質量越大的物體所具有的重力勢能越大；
6、機械能 焦耳
二、例題講解：
例題1、D
解析：A、質量大的物體，速度的大小無法確定，動能大小也無法確定，故A錯誤；B、速度大的物體，質量的大小無法確定，動能大小也無法確定，故B錯誤；C、質量相等的物體，舉得越高的重力勢能越大，故C錯誤；D、質量相等的物體，速度大的動能大，故D正確。
例題2、A
解析：如果一個物體能夠做功，那么這個物體就具有能量，據此分析即可。A.能夠做功的物體一定具有能，故A正確。B.靜止的物體沒有動能，但是可以有彈性勢能和重力勢能，故B錯誤； C.具有能的物體不一定在做功，故C錯誤；D.三樓窗臺上搖搖欲墜的花盆并沒有做功，但是它一旦落下來就能將地面砸一個坑，即能夠對外做功，因此它就具有能量，故D錯誤。
例題3、D
解析：重力勢能只與物體的質量 ( http: / / www.21cnjy.com )和高度有關，質量越大、高度越大，物體的重力勢能越大，據此分析即可。 三個球的質量相等，且都在同一水平桌面上即高度相等，那么它們的重力勢能一樣大，故D正確，而A、B、C錯誤。
例題4、機械能 大
解析：（1）將水抽到較高處，使水具有較大的重力勢能，水沖下時速度大動能也就大，能做的功就多，能發的電也就越多；所以這里是電能轉化為水的機械能；（2）抽水蓄能電站就是將水的機械能最后轉化為電能，所以不僅要考慮當地水資源豐富,同時還考慮到當地地勢較陡,這樣建成的電站上、下水庫的高度差比較大,有利于蓄能，有利于發電。
例題5、D
解析：（1）動 ( http: / / www.21cnjy.com )能的影響因素是質量和速度，根據控制變量法分析即可； （2）小車推動木塊，而木塊克服水平面的摩擦做功，那么木塊移動距離的遠近將反映小車動能的大小；如果表面光滑，那么小車都會不停運動，無法判斷動能大小； （3）小車到達水平面時的速度由它在斜面上的高度決定，分析要控制的變量即可； （4）根據上面的分析確定小車動能大小的分析方法： A.探究“動能大小與速度的關系”，應該改變速度而控制小車的質量相同，故A錯誤； B.在實驗中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B錯誤； C.實驗中，為了改變小車的速度，因此讓小車從斜面上不同高度處開始下滑，故C錯誤； D.用木塊移動的距離來比較小車動能的大小，故D正確。
例題6、（1）滑塊移動距離 速度大小
(2)答題要點：①變量的控制；②觀察對象；③實驗設計：將一鋼球從管②的任一口放入，靜止釋放，觀察并記錄滑塊移動距離；取出鋼球，將滑塊移回原位。將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗。
解析：(1)讓鋼球從斜面的不同高度滑下，那么鋼球到達水平面時的速度就不同，鋼球推動滑塊，運動距離越遠，說明鋼球的動能越大。實驗中變量為鋼球的速度大小，所以該實驗可驗證動能大小與速度大小的關系。（2）①變量的控制；②觀察對象；③實驗設計。示例：將一鋼球從管②的任一口放入，靜止釋放，觀察并記錄滑塊移動距離；取出鋼球，將滑塊移回原位。將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗。
三、隨堂練習：
1、D 2、A 3、C 4、D 5、C 6、C
7、木塊B被撞后移動的距離；控制變量法(或轉換法)
四、課后鞏固
1、A 2、A 3、B 4、C 5、D 6、B
7、B 8、B 9、A 10、D 11、C
12、30； 動(機械)
13、（1）a、b （2）實驗中沒有控制物體下落高度相同
（3）控制變量法 （4）C
14、（1）甲、乙 鐵球到達水平面時的初速度 讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運動
（2）質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大
（3）紙盒被撞擊后移動的距離 C
（4）勻速直線
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21世紀教育網（www.21cnjy.com） 21清風明月

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