資源簡介

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第2節 機械能（第1課時）
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化 ②了解動能和勢能的影響因素；
【教學目標】
1.科學觀念:能描述動能、勢能的概念及影響因素。
2.科學思維:通過對實驗現象的觀察和分析,培養觀察、分析、歸納、概括等能力；能利用動能、勢能的初步知識理解、分析簡單的實際問題。
3.探究實踐:能設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；通過設計實驗并進行實驗,培養實驗設計能力和動手操作能力。
4.態度責任:樹立科學的探究品質和創新精神,有將知識應用于生活的意識；在實驗過程中,激發學習興趣和探索精神,樹立大膽質疑的科學精神；通過基本的科學探究過程,形成尊重事實、探索真理的科學態度。
【教學思路】本課時主要學習動能和勢能的概念以及影響因素,影響動能大小的因素有物體的質量和運動的速度,質量越大,運動速度越大,則物體的動能越大。勢能包括重力勢能和彈性勢能,影響重力勢能大小的因素是物體的質量和物體被舉高的高度,物體的質量越大,被舉得高度越高,則其重力勢能越大;影響彈性勢能大小的因素是物體的形變程度,在一定限度內,物體的彈性形變越大,則其彈性勢能越大。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 游樂園中的過山車從高處滑下時,如圖所示，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。 在軌道上運動的過山車具有能量，具有哪種形式的能？ 過山車運動的速度為什么會發生這樣的變化？ 由驚險刺激的過山車引出課題，激發學生的興奮點。
動能 　[情景展示1] [問題探究] 流水可以發電,風能推動風車,圖中情景,他們具有什么共同特征 [思考交流] [歸納提升] 都在做運動。物體由于做機械運動而具有的能叫作動能 。 [情景展示2] [問題探究] 動能的大小和什么因素有關 [思考交流] [歸納提升] 質量一定時,速度越大,物體的動能越大;速度一定時,質量越大,物體的動能越大。 學習中強調“儲存能量” 引導學生設計實驗、進行實驗、得出結論，培養學生的探究能力。
勢能 [問題探究] 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 [思考交流] [歸納提升] 都有一定的高度。物體由于被舉高而具有的能量叫作重力勢能。 [情景展示] [問題探究] 被舉高的物體儲存有一定的重力勢能,當它下落時會將重力勢能釋放出來。結合活動說明重力勢能的大小跟哪些因素有關。 [思考交流] [歸納提升] 物體的質量越大, 被舉得越高, 具有的重力勢能就越大。 [繼續探究] 本活動中通過什么來顯示物體具有的重力勢能大小 為什么讓同一小球從不同高度自由落下 為什么讓不同小球從同一高度自由落下 以上分別體現了探究科學問題時的哪些方法 [思考交流] [歸納提升] 本活動中通過金屬小球所撞出沙坑的深度和大小來顯示物體具體有的重力勢能大小。讓同一小球從不同高度自由落下是為了控制小球的質量相同從而探究重力勢能與高度的關系。讓不同小球從同一高度自由下落是為了控制小球的高度相同從而探究重力勢能與質量的關系。以上分別體現了轉換法、控制變量法。 要像科學家那樣去探究，從探究中獲得新知。 引導學生探究的科學方法：轉換法和控制變量法。
認識彈性勢能 [情景展示] [問題探究] 弓拉得越滿,箭射得越遠,球拍擊打網球越用力,網球飛得越遠,這些說明了什么 [思考交流] [歸納提升] 物體由于發生彈性形變而具有的能量叫作彈性勢能。彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關,物體的彈性形變越大,彈性勢能就越大。 課后完成橡皮筋彈紙團的活動，保持學習的興趣。
課堂小結
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第2節 機械能（第1課時）
考試這樣考
類型一　動能
角度1：動能的判斷
1.下列物體中具有動能的是 (　　)
A.轉動的砂輪 B.陽臺的花盆 C.拉彎的弓箭 D.壓縮的彈簧
角度2：探究動能大小的影響因素
2.如圖所示的是課本中研究動能跟哪些因素有關時所畫的實驗情況示意圖，以下對此實驗的
分析中正確的是（ ）
A.a圖說明：質量相同的小球從斜面上不同高度處滾下到水
平面上時，速度相同
B.b、c兩圖說明：當物體質量相同時，速度大的物體具有的
動能大
C.a、b兩圖說明：當物體質量相同時，速度大的物體具有的
動能大
D.a、c兩圖說明：當物體質量相同時，速度大的物體具有的動能大
類型二 重力勢能
角度1：重力勢能的判斷
3.以下列舉實例具有重力勢能的是（ ）
A.賽跑中的運動員 B.固定在墻上的壁燈 C.拉伸的彈簧 D.靜坐在操場的同學
角度2：探究重力勢能的影響因素
4.在探究重力勢能與什么因素有關時,同學們提出如下猜想:重力勢能的大小可能與物體的
質量有關,也可能與物體的高度有關。下面是甲同學和乙同學關于這個探究的實驗設計。
甲:讓質量均為m的兩個物體,從不同高度下落插入
沙坑中的木樁上。
乙:讓質量為m和2m的兩個物體,從同一高度下落插
入沙坑中的木樁上。
實驗發現B比A深,D比C深,如圖所示。請回答下列
問題。
（1）要探究重力勢能與高度的關系應選用　　　　(填“甲”或“乙”)的實驗設計。
（2）游樂場的過山車在開始運行時,會利用機械裝置將車體推到軌道最高點,其目的
是 　。
類型三　彈性勢能
角度1：彈性勢能的判斷
5.“停課不停學”期間,一同學在家利用臂力棒鍛煉身體，如圖所示壓彎臂力棒停留在空
中，則臂力棒（　　）
A.只具有重力勢能 B.只具有彈性勢能
C.具有動能和彈性勢能 D.具有彈性勢能和重力勢能
角度2：彈性勢能的影響因素
6.下列關于彈性勢能的說法中正確的是( )
A.橡皮泥的形變越大，它具有的彈性勢能越大 B.彈簧越長，它具的彈性勢能越大
C.彈簧的彈性越大，它具的彈性勢能越大 D.彈性勢能與物體的形變量有關
類型四 學科綜合
7.如圖所示，小球從斜面上由靜止滾下，最后停在粗糙水平面上的B點處。
（1）從A點到B點的運動過程中，小球的速度______（填“變大”、“變小”或“不變”），
原因是小球受到___________力的作用。
（2）此裝置還可以探究關于能量的問題是 。
（3）若實驗時小球滾出水平面外，則可以采用 方法繼續實驗。
類型五 拓展創新
8.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,再將塑卷
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 滑塊被撞擊后移動的距離。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。
能力提升訓練
1.利用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。將小球A、B分別拉到與豎
直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止
在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止。圖中的擺長L
都相同，θ1＜θ2，球A、B的質量mA＜mB。
（1）如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠，由此可得出結論：　 　。
（2）圖乙中小球B到達豎直位置時的速度　　 （填“大于”、“小于”或“等于”）
圖丙中小球B到達豎直位置時的速度。
（3）若水平面絕對光滑，該實驗還能得出結論嗎？　　 ，理由是：　 　。
2.如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關系圖，雨滴在t1～t3三
個時刻中具有的動能分別是E1、E2、E3，不考慮下落過程中雨滴的質
量變化，則動能的大小關系是（　　）
A.E1＜E2＜E3 B.E1＞E2＞E3
C.E1＜E2＝E3 D.E1＝E2＜E3
參考答案
考試這樣考
1.A 2.B 3.B
4.(1)甲(2)增大過山車的高度,使過山車具有較大的重力勢能
5.D 6.D
7.（1）變小 摩擦力 （2）動能與速度的關系 （2）減小球的高度
8.速度大小 將一鋼球從管②的一口放入后,靜止釋放,觀察滑塊被撞擊后移動的距離;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。
能力提升訓練
1.（1）速度相同時，質量越大，動能越大；
（2）小于 質量相同時，速度越大，動能越大；
（3）不能。光滑時木塊停不下來，永遠做勻速直線運動
2.C
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21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共25張PPT)
第2節 機械能
（第1課時）
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
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
能描述動能、勢能的概念；
創設情境
游樂園中的過山車從高處滑下時,如圖所示，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。
在軌道上運動的過山車具有能量，具有哪種形式的能？
過山車運動的速度為什么會發生這樣的變化？
探究實踐
在軌道上運動的過山車具有能量。流動的空氣、流動的水和飛行的小鳥都具有能量。
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。
物體的動能大小跟那些因素有關呢？
探究實踐
探究實踐
活動
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。
木塊B 被推出的距離越遠，說明小鋼球A的動能越大。
用木塊被推出的距離來表示小鋼球的動能大小。
研究對象是小鋼球
木塊被推出的距離
科學方法是轉換法
探究實踐
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， 比較木塊被小鋼球推出的距離大小
活動
“同一個小鋼球”能保持質量相同。
“不同的高度”可以讓小鋼球在斜面底端獲得不同速度。
科學方法是控制變量法
現象：
高度大的，木塊被小鋼球推出的距離大。
結論：
質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大。
探究實踐
活動
3．讓不同質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。
“不同質量的小鋼球”
“相同的高度”可以讓小鋼球在斜面底端獲得相同速度。
現象：
質量大的，木塊被小鋼球推出的距離大。
結論：
運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大。
探究實踐
大飛機“害怕”小飛鳥
當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）物體的質量(m)（2）物體的運動速度(v)
物體的運動速度影響動能更大！
探究實踐
思考與討論
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，汽車的質量大于摩托車質量，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，汽車的質量越大，動能也越大；汽車的動能越大，在短時間內越不容易剎車停下。所以大型客車的限制速度比小型客車更小。
探究實踐
過山車能夠從軌道的最高處飛馳而下：
物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。
軌道最高處的過山車儲存了一定的重力勢能，當它飛馳而下時會將重力勢能釋放出來。
其他機械裝置把過山車拉到軌道的最高處，給過山車儲存了能量。
重力勢能大小跟哪些因素有關呢？
探究實踐
重力勢能大小跟哪些因素有關？
探究實踐
活動
1．在一個鋁盤中放入約 2 厘米厚的細沙。
2．取大小不同的金屬小球。
3．將一根米尺豎直立在細沙上，把金屬小球
拿到某一高度自由釋放，如圖 3-13 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， 并將結果記錄下來。
金屬球的重力勢能大小通過陷入沙中深度來反映。
科學方法是轉換法
“自由釋放”是由靜止釋放，初速度為零。
“細沙”取材容易、形變明顯，易觀察。
探究實踐
保持物體的質量相同，改變下落高度自由釋放。
保持物體的下落高度相同，改變物體的質量。
科學方法是控制變量法
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量的金屬小球，觀察并將結果記錄下來。
活動
7．比較觀察結果，被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小跟金屬小球的質量和下落的高度有什么關系？
探究實踐
實驗結論，決定重力勢能大小的因素：
（2）物體的位置高度(h)：相同質量時，高度越大，重力勢能越大。
（1）物體的質量(m):相同高度時，質量越大，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。實驗數據記錄：
實驗序號 金屬球代號 金屬球質量/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
活動
探究實踐
你能解釋“禁止高空拋物”的科學道理嗎？
物體的質量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。
探究實踐
射箭運動員把弓拉彎的過程中，給弓儲存了能量，如圖所示。網球拍擊打網球時，網球拍發生變形，從而儲存了能量，如圖所示。撐桿跳高時彎曲的撐桿，儲存了能量。
物體由于發生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。
彈性形變的物體儲存了彈性勢能。
當這些物體恢復原狀時也會釋放出儲存的能量。
探究實踐
彈性勢能大小跟哪些因素有關呢？
彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關。
物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。
使弓的形變越大，箭就射得越遠。
網球拍形變越大，網球會飛得越遠。
撐桿的彎曲程度越大，運動員跳的越高。
探究實踐
用橡皮筋發射紙子彈怎樣讓小紙團彈得更遠？
（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。
活動
物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。
探究實踐
蹦床為什么能把運動員彈起一定高度？
課堂小結
機械能
動能
定義：物體由于運動而具有的能量
影響因素：質量和速度
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：質量和被舉高的高度
定義：物體由于發生彈性形變而具有的能量
影響因素：彈性形變程度
遷移應用
1.下列物體具有哪種能：
A.拉長的彈簧具有___________。
B.水庫大壩上游的水具有__________。
C.桌子上的茶杯具有___________。
D.正在爬坡的汽車具有________________。
E.在空中飛行的小鳥具有________________。
彈性勢能
重力勢能
重力勢能
動能和重力勢能
動能和重力勢能
2.下列現象中，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
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第2節 機械能（第1課時）
謝謝
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