九年级物理全册10.1机械能课件（新版）北师大版.ppt

导学设计 一 机械能 学点1能量与做功的关系 观察如下图画 回答下列问题 问题1 风吹动帆船在海面上航行 风对帆船做了功 说明风具有 摆放整齐的瓶子被保龄球推向坑道 说明滚动的保龄球也具有 一 机械能 问题2 一个物体能够对外 我们就说该物体具有 简称 物体能够做的功越多 具有的 就越大 能量 能量 做功 能量 能 能 一 机械能 问题1 奔跑的骏马 行驶的汽车 踢飞的足球 它们的共同特点是都在 我们把物体由于 具有的能叫作动能 学点2动能及影响因素 运动 运动 一 机械能 2 课间活动时 当你和速度相同的胖 瘦两个同学分别相撞 你的感觉相同吗 或和质量相近 但速度不同的两个同学相撞 你的感觉相同吗 物体的动能与什么因素有关呢 利用身边的器材 做如下几组实验 实验1 如图S10 1 3甲所示 让质量相同的小球A和B从不同高度滚下 比较它们的速度大小 一 机械能 问题2 如图甲所示 质量相同的小球从不同高度自由滚下后 在水平面上的速度不同 小球在斜面上位置越高 获得的速度 如图乙所示 不同质量的小球从相同的高度滚下 在水平面上的速度 越大 相同 一 机械能 问题3 由此可知 小球到达水平面上的速度与其在斜面上的高度 和其质量 两空均选填 无关 或 有关 我们让小球从斜面上不同的高度滚下是为了获得 有关 无关 不同的速度 一 机械能 实验3 如图S10 1 4甲所示 让质量相同的小球C和D从不同高度滚下 比较小球对纸盒做功的多少 实验4 如图丁所示 让质量不同的小球从相同高度滚下 比较小球对纸盒做功的多少 图S10 1 4 一 机械能 问题4 如图丙所示 质量相同的小球 从不同的高度滚下后 速度较大的小球推动纸盒移动的距离较远 说明物体的动能与 有关 速度 问题5 如图丁所示 质量不同的小球从相同的高度滚下 质量较大的小球推动纸盒移动的距离较远 说明物体的动能与 有关 质量 一 机械能 问题6 我们在探究小球的速度对动能的影响时 控制小球的质量不变 在探究质量对动能的影响时 控制小球的速度不变 即在探究一个变量对实验的影响时 控制其他的量不变 这种方法叫作 小球的动能大小不易观察 可以通过小球推动纸盒移动距离的大小来表示它的动能大小 这种方法叫作 控制变量法 转换法 一 机械能 学点3重力势能及影响因素 问题1 夯式打桩机举高的重锤 高层的花盆 高空的飞机 它们离地面都有一定的 我们把受到重力的物体被 后具有的能叫作重力势能 高度 举高 一 机械能 2 为了探究重力势能大小与哪些因素有关 小明找到A B C三个体积相同的小球 让小球从高处自由落下 通过观察小球砸入沙坑的深浅程度来比较重力势能的大小 其中mA mB mC 三次实验结果如图S10 1 6所示 图S10 1 6 一 机械能 问题2 图甲和图乙中两小球 相同 不同 高度较 的小球砸入沙坑较深些 说明重力势能的大小与 有关 质量 高度 大 高度 问题3 图甲和图丙中两小球所处 相同 不同 质量较 的小球砸入沙坑较深些 说明重力势能的大小与 有关 问题4 类比探究影响动能大小的因素的实验 本次实验也用到了多种研究物理问题的方法 请你任意指出其中一种方法 高度 质量 大 质量 控制变量法 或转换法 一 机械能 学点4弹性势能及影响因素 问题1 拉开的弓 压缩的弹簧 挤压的网球拍 它们的共同特点是 我们把具有弹性的物体发生 后具有的能叫作弹性势能 发生了形变 形变 一 机械能 一 机械能 实验 将小球置于弹簧的右端 将同一个弹簧每次压缩不同的长度 弹簧被压缩后未超过其弹性限度 松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒 并留在其中 分析比较纸盒 从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小 被推动距离的远近 问题2 弹簧被压缩的程度越大 即弹簧的 越大 纸盒被推动得越远 说明同一物体的弹性势能和 有关 形变量 弹性形变程度 一 机械能 学点5动能和势能的转化机械能守恒 问题1 物体的动能和势能之间是可以转化的 如图S10 1 9所示是小刚同学做的单摆实验 小球从B点上升到C点的过程中 它的速度 高度 所以动能 重力势能 转化为 小球从C点下落到B点的过程中 它的速度 高度 动能 重力势能 转化为 变小 增加 减少 增加 动能 重力势能 变大 减少 增加 减少 重力势能 动能 图S10 1 9 一 机械能 问题2 机械能在什么情况下守恒 物体的动能和势能统称为 它们之间是可以转化的 在 的过程中 机械能是守恒的 如图S10 1 10所示 一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下 忽略空气阻力 若它在顶端的重力势能为65J 则滑到底端的动能是 机械能 只有动能和势能相互转化 65J 图S10 1 4 例1下列物体中 既有动能又有势能的是 A 在平地上滚动的足球B 被运动员举着不动的杠铃C 在空中飞行的小鸟D 被压扁的皮球 应用示例 一 机械能 C 类型一对动能 弹性势能 重力势能概念的理解 一 机械能 解析 在平地上滚动的足球 有质量 有速度 具有动能 足球在平地上 没有被举高 不具有重力势能 被运动员举着不动的杠铃 有质量 有高度 具有重力势能 杠铃没有运动 不具有动能 在空中飞行的小鸟 有质量 有速度 又在高空 既具有动能又具有重力势能 被压扁的皮球 发生了弹性形变 具有弹性势能 一 机械能 方法指导 理解动能 弹性势能和重力势能一切运动的物体都具有动能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 一切具有高度的物体都具有重力势能 动能的关键是 动 弹性势能的关键是有 弹性形变 重力势能的关键是物体在 高处 能下落 没有发生弹性形变的弹簧 橡皮筋等弹性物体不具有弹性势能 动能 弹性势能 重力势能是机械能的三种形式 一个物体可以同时具有多种形式的能量 一 机械能 例22017 宿迁改编在 探究影响动能大小的因素 实验中 如图10 1 2a b c所示 让质量为m 2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下 小球撞击放在水平木板上的木块 使木块滑动 虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置 类型二影响动能大小的因素 一 机械能 1 实验中通过 反映小球动能的大小 2 比较 两图的实验 可以探究小球的动能与速度的关系 3 比较a b两图的实验 可以得到小球的动能随质量的增大而 木块滑动距离的远近 a c 增大 图10 1 2 一 机械能 解析 1 实验中通过比较木块滑动的距离远近来反映小球动能的大小 2 探究小球的动能与速度的关系 应控制质量相同 速度不同 应使质量相同的小球从不同的高度滚下 故选a c两图 3 比较a b两图的实验 质量不同的小球从相同高度滚下 质量大的小球推动木块运动的距离远 故结论为 小球的动能随质量的增大而增大 一 机械能 实验点拨 动能的大小不能直接测量 在实验中采用转换法 本题中利用小球推动木块运动距离的远近反映小球动能的大小 比较 动能的大小与物体的质量 速度有关 在实验探究时采用控制变量法 在质量相同的条件下 探究动能与物体运动速度的关系 在运动速度相同的条件下 探究动能与物体质量的关系 一 机械能 例3为探究 重力势能的大小与什么因素有关 小明利用带有四个铁钉的小方桌 沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图10 1 3所示的实验 类型三影响势能大小的因素 图10 1 3 一 机械能 1 实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小 2 要探究重力势能大小与高度的关系 应选择图 和图 进行分析比较 3 图乙和图丙探究的问题是 全品导学号 62512003 小方桌陷入沙中的深浅 甲 乙 高度相同时 重力势能的大小与质量的关系 一 机械能 解析 1 实验中通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小 2 要探究重力势能大小与高度的关系 需保持重物的质量相同 改变重物所处的高度 所以图甲和图乙是探究重力势能的大小与高度的关系 3 由题图可以看出 图乙和图丙中重物所处的高度均为h2 高度相同 而质量不同 所以图乙和图丙探究的问题是 高度相同时 重力势能的大小与物体质量的关系 一 机械能 实验点拨 重力势能的大小不能直接测量 可以采用转换法用直观现象来表示 本题中用小方桌陷入沙中的深浅反映重力势能的大小 重力势能的大小与物体的质量 高度有关 在实验探究时采用控制变量法 在质量相同的条件下 探究重力势能与高度的关系 在高度相同的条件下 探究重力势能与物体质量的关系 一 机械能 例4如图10 1 4所示 用手将一重为G的铁球缓慢放在一个弹簧上 放手后 铁球从A位置开始向下运动 到达B位置时速度达到最大 到达C位置时小球的速度变为零 已知AC间的高度差为h 则铁球从A位置到达C位置 铁球的重力做功为 在此过程中 弹簧的弹性势能增加量为 类型四动能和势能的相互转化 Gh Gh 图10 1 4 一 机械能 铁球从B位置到达C位置的过程中 铁球所受的重力 选填 大于 小于 或 等于 弹簧所施加的弹力 整个过程中不计能量损耗 全品导学号 62512004 小于 一 机械能 解析 铁球从A位置到达C位置的过程中 铁球的重力做功为W Fs Gh 在此过程中 铁球的重力势能减少 减少量为Gh 弹簧的弹性势能增加 铁球的重力势能转化为弹簧的弹性势能 在不计能量损耗时 弹簧的弹性势能的增加量等于铁球的重力势能的减少量 铁球从B位置到达C位置的过程中 铁球只受重力和弹力作用且运动速度在不断减小 表明铁球受到的重力小于弹力 一 机械能 方法指导 两步判定动能和势能的相互转化 1 根据影响物体动能和势能大小的因素判断动能和势能大小的变化 2 在理想情况下 动能和势能发生转化时机械能的总量保持不变 所以在动能和势能发生转化的过程中 物体减小的某种形式的机械能转化为增大的另一种形式的机械能 课堂小结 一 机械能 难点 重点 课堂反馈 1 物体 我们就说这个物体具有能量 简称 能量的单位是 一 机械能 能对外做功 能 焦耳 J 2 物体由于运动而具有的能叫作 它的大小与物体的 和 有关 一 机械能 动能 质量 速度 3 质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行 它们的动能分别为E鸽 E燕 则 A E鸽 E燕B E鸽 E燕C E鸽 E燕D 无法比较 一 机械能 A 一 机械能 4 受到重力的物体被举高后也具有能 这种能叫作 它的大小与物体的 和 有关 重力势能 质量 位置高度 一 机械能 5 下列例子中物体的重力势能变大的是 A 铁球从斜面顶端滚下来B 骑自行车冲上坡顶C 飞机在高空水平飞行D 立在山顶上的石头 B 一 机械能 6 具有弹性的物体发生弹性形变后也具有能 这种能叫作 同一弹性物体的弹性形变越大 越大 弹性势能 弹性势能 一 机械能 7 如图1 1所示 过山车具有 和 拉弯的弓 压弯的撑竿都具有 重力势能和弹性势能统称为 和动能统称为机械能 动能 重力势能 弹性势能 势能 势能 图1 1 一 机械能 8 如图1 2所示 将细线悬挂的小球从A点由静止开始释放 小球从A点向B点运动的过程中 小球的质量 运动速度 高度 它的动能 重力势能 能转化为 能 当小球从B点向C点运动的过程中 它的质量 运动速度 高度 它的动能 重力势能 能转化为 能 若不考虑阻力 在此运动过程中 机械能的总量 不变 增大 减小 增大 减小 重力势 动 不变 减小 增大 减小 增大 动 重力势 不变 一 机械能 图1 2