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(共32張PPT)
第十章 機械能、內能及其轉化
第一節 機械能
學習目標-新課導入-新知探究-課堂小結-課堂訓練
北師版-物理-九年級上冊
學習目標
1.知道動能、勢能和機械能的概念。
2.在探究實驗中理解影響動能、勢能的因素。
3.用能量的初步知識理解分析簡單的實際問題。
4.能通過實驗或實例，認識物體的動能和勢能可以相互轉化。能解
釋與機械能轉化有關的現象。
【重點】探究動能和勢能的影響因素。
【難點】解釋有關動能和勢能相互轉化的簡單物理現象。
新課導入
視頻中，誰對帆船做了功 誰對石頭做了功 誰對木塊做了功
風推帆船運動，風對帆船做了功。
流水推石頭運動，流水對石頭做了功。
滾動的鋼球推木塊運動，滾動的鋼球對木塊做了功。
風、流水、滾動的鋼球都具有能。
新課導入
如果風吹來時，海面上沒有帆船，那風是否還具有能量？
如果河流中沒有石塊，那水流是否還具有能量？
如果鋼球的前方沒有木塊，那它是否還具有能量？
它們有做功的能力，它們仍具有能。
新課導入
新知探究
1.定義：如果物體能對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。
2.物體能夠做的功越多，它具有的能量就越多。
3.單位：焦耳（J），簡稱焦。
一、能量
知識點一 動能
新知探究
使風車轉動的風 流動的水 行駛的汽車 奔跑的駿馬
它們都在運動，它們都具有能。
知識點一 動能
新知探究
定義：物體由于運動而具有的能，叫作動能。
一切運動的物體都具有動能。
流水能夠沖走竹筏，說明流水能夠做功，具有動能。
運動的子彈擊穿靶心，子彈能夠做功，表示子彈具有動能。
知識點一 動能
二、動能
新知探究
猜想：動能的大小可能與物體運動速度、物體質量有關。
設計實驗
實驗方法：控制變量法
通過被撞物體運動的距離。
思考：如何比較動能的大小呢？
知識點一 動能
三、探究影響動能大小的因素
新知探究
1、讓鋼球A分別從不同的高度由靜止開始滾下，鋼球運動到水平面時的快慢一樣嗎？哪次物體B被撞得遠？
實驗過程：
知識點一 動能
新知探究
實驗結論
實驗表明鋼球從高處滑下，高度h越高，鋼球運動到水平面時速度越_____(快、慢)，物體B被撞得越遠。所以，質量相同時，鋼球的速度越大，動能越 ______。
快
大
知識點一 動能
新知探究
2. 改變鋼球的質量，讓不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下，哪個鋼球把物體B撞得遠？
知識點一 動能
新知探究
實驗表明，速度相同時，質量越_______的鋼球能將物體B 撞得越遠 。所以，鋼球的速度相同時，質量越大，動能越 ________。
大
大
實驗結論
知識點一 動能
新知探究
（1）物體動能的大小與物體的質量和運動速度有關。
影響動能大小的因素
（2）物體的質量相等，運動速度越大，動能越大。
（3）運動速度相等的物體，質量越大，動能越大。
知識點一 動能
新知探究
一、重力勢能
如圖打樁機在工作時，先把重錘高高舉起，重錘落下，可以把樁打入地里，重錘對樁做了功，這說明高處的重錘具有能量。
定義：受到重力作用的物體被舉高后具有的能，叫作重力勢能。
知識點二 勢能
新知探究
探究：影響重力勢能大小的因素
（1）探究重力勢能與質量的關系
結論：
高度相同時，物體的質量越大，物體的重力勢能越大。
知識點二 勢能
新知探究
（2）探究重力勢能與高度的關系
結論：
質量相同時，物體高度越大，物體的重力勢能越大。
知識點二 勢能
新知探究
實驗表明：
（1）物體重力勢能的大小與物體的質量和所處位置的高度有關。
（2）物體所處位置一定，質量越大，重力勢能越大。
（3）物體質量一定，所處位置越高，重力勢能越大。
知識點二 勢能
新知探究
1.定義：具有彈性的物體發生彈性形變能對外做功，即具有能，
這種能叫作彈性勢能。
2.影響因素：同一彈性物體的彈性形變越大，它的彈性勢能就越大。
（在彈性限度內）
3.重力勢能和彈性勢能統稱為勢能。
二、彈性勢能
知識點二 勢能
新知探究
發生形變的物體在恢復形變時可以做功，因此具有能量。例如，發生形變的網球拍能將網球彈出，具有能量。
發生形變的網球拍具有彈性勢能。
知識點二 勢能
新知探究
想一想:拉長的彈弓具有的能量是怎樣產生的呢？
被拉長的橡皮筋可以把石子射出去，橡皮筋能夠對外做功，說明它們具有能量。
知識點二 勢能
新知探究
飛行中的飛機具有什么能？跳水運動員具有什么能？
總結：1.動能、勢能統稱為機械能。
2.物體具有機械能的總量等于動能、勢能兩種能量之和。
一、機械能
知識點三 機械能及其轉化
新知探究
請同學們觀察滾擺高度變化時轉動速度的變化，分析滾擺下降和上升過程中，動能和重力勢能的變化。
結論：
動能和重力勢能之間能相互轉化。
二、機械能轉化
知識點三 機械能及其轉化
新知探究
請分析單擺從A點到B點再到C點能量的轉化過程
A
B
C
知識點三 機械能及其轉化
新知探究
將用細線懸掛的小球從A點由靜止釋放，小球經過最低點B后上升至C點。小球從A點向B點運動的過程中，小球的高度降低，速度增大，它的重力勢能減少，而動能增加。小球從B點向C點運動的過程中，動能減少，重力勢能增加。
A
B
C
知識點三 機械能及其轉化
新知探究
大量實驗表明：物體的動能和勢能之間是可以相互轉化的。在只有動能和勢能相互轉化的過程中，機械能的總量保持不變，即機械能是守恒的。
知識點三 機械能及其轉化
課堂小結
機械能、內能及其轉化
勢能：
動能：
彈性勢能：
重力勢能：
物體動能的大小與物體的質量和運動速度
大小有關。物體的質量越大，運動速度越大，
它的動能就越大
物體重力勢能的大小與物體的質量和所處位置
的高度有關。物體的質量越大，所處位置越高，
物體的重力勢能就越大
同一彈性物體的彈性形變越大，它的彈性勢能就越大
課堂訓練
1.討論并回答下列問題。
（1）體育課上同學將籃球傳給你，籃球低速飛過來和高速飛過來，接住籃球時你身體的感覺會有什么不同？這是為什么？
（2）你從樓下走過時，看見樓上陽臺邊緣放著一些花盆，花盆放得很靠外，會使你感到危險。而當這些花盆放在路旁地面上時，就不會使你感到危險。這是為什么？
（3）彈弓的橡皮條被拉伸的彈性形變越大，彈丸被射得就越遠。這是為什么？
課堂訓練
（1）籃球低速飛過來，接住籃球時，籃球對你的沖擊力較小，高速飛過來接住籃球時對你的沖擊力較大，手臂可能會更疼痛。因為物體運動速度越大，動能越大。
（2）樓上陽臺邊緣的花盆具有重力勢能，掉下時重力勢能轉化為動能，會對人產生危險，放在路旁地面上的花盆沒有重力勢能，對人沒有危險。
（3）彈性形變越大說明彈弓的彈性勢能越大，彈丸被射出去后的動能就越大。
課堂訓練
2.下列現象或過程中，動能和勢能是如何變化的？
（1）騎自行車下坡，不蹬腳踏板，車速卻越來越大。
（2）跳水運動員從起跳到落入水中的過程。
（3）撐竿跳運動員從開始撐竿到越桿的過程。
（1）重力勢能轉化為動能。
（2）起跳時，跳板的彈性勢能轉化為運動員的動能，動能再轉化為重力勢能；下降過程人的重力勢能轉化為動能。。
（3）開始撐竿時，動能轉化為彈性勢能，撐竿恢復時，彈性勢能轉化為動能，運動員上升時，動能轉化為重力勢能，運動員下落時，重力勢能轉化為動能。
課堂訓練
BC
3.圖10.1-11所示是一種蹦極游戲的情景，游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上，另一端固定在跳臺上。圖中a點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，b點是游戲者到達最低點時繩下端的位置。在游戲者由靜止離開跳臺到降至最低點的過程中，下列說法正確的是（ ）
A.游戲者的動能一直在增加
B.游戲者的重力勢能一直在減少
C.彈性繩下端到b點時，游戲者的動能為零
D.彈性繩下端從a點運動到b點的過程中，彈性繩的彈性
勢能先增大后減小
課堂訓練
4.乒乓球從高處自由下落，經地板反彈后再跳起的最大高度總小于原來下落時的高度，這是為什么？怎樣拋出乒乓球，才能使它彈跳到高于拋出時的位置？先動手做一做，再用能量轉化的觀點加以說明。
（1）因為乒乓球在下落的過程中和碰撞過程中，需要克服空氣摩擦阻力來做功和能量損耗，消耗掉一部分能量，所以乒乓球從高處自由下落，經地板反彈后再跳起的最大高度總低于原來下落時的高度；
（2）用力向下打乒乓球，就給了乒乓球一個初速度，也就有了初動能，在碰撞過程中會有能量的損失，但如果你給的初動能大于這個能量損失，即能量補給大于能量損失，那么球彈到原先高度時（這時重力勢能與下落時是相同的），球仍具有能量，所以還會向上運動，彈到高出原來的高度。

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