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北师大版九年级全册一 机械能教案
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机械能 一、能量：一个物体能够做功，那么这个物体就具有能量。物体具有的能量越大，则这个物体能够做功越多。 能够做功的物体不一定正在做功； 物体具有能量的多少应该用它能够做功的多少来衡量，而不能用他做了多少功来衡量。 例1．关于能的概念，下列说法中正确的是（ ） A．一个物体没做功，这个物体没有能 B．一个物体做了功，这个物体一定仍具有能 C．物体具有的能越大，它做的功越多 D．一个物体能够做功，就说它具有能 二、机械能 1．动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 （2）一切运动的物体都具有动能，如：水平公路上行驶的汽车。举出物体具有动能的实例。 （3）影响动能大小的因素：运动物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大。 例2．以相同速度行驶的大卡车和小轿车，_________的动能大。所以，在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车的_________（填“大”或“小”）。 例3．洒水车匀速洒水过程中，动能_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 例4．为什么交通法要规定“严禁超载”、“严禁超速”？ （4）实验探究：动能与什么因素有关。 ①实验方法：控制变量法、转换法（通过观察__________________来判断动能大小） ②步骤：a．让质量不同的小球从斜面同一高度由静止开始运动，观察木块被撞击后移动的距离； b．让同一小球从斜面不同高度由静止开始运动，观察木块被撞击后移动的距离； ③结论：a．运动速度相同，物体的质量越大，具有的动能越大。 b．质量相同，物体运动的速度越大，具有的动能越大。 ④实验中让小球从斜面同一高度由静止开始运动的目的是__________________。 例5．如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验中通过观察____________的大小，来判断小球动能的大小。 （2）为了探究动能的大小与速度的关系，应该选用质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球从斜面的_______（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放。 （3）实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是____________________________________________。 2．重力势能 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。高处的物体都具有重力势能，如：高山上的大石头。（举出物体具有重力势能的实例） （2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和它被举高的高度（相对地面而言），物体的质量越大，被举得高度越高，它具有的重力势能就越大。 例6．“神舟十四号” 飞船在运载火箭上加速升空的过程中，（ ） A．动能增加，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加 C．动能和重力势能都增加 D．动能不变，机械能也不变 （3）实验探究：重力势能与什么因素有关。 实验方法：控制变量法、转换法（通过观察沙坑的凹陷程度来判断重力势能大小） 实验步骤：a．让质量不等的两个金属球从同一高度由静止开始释放，观察沙坑凹陷的程度； b．让同一金属球从不同高度由静止开始释放，观察沙坑凹陷的程度。 实验结论： 高度相同时，物体的质量越大，具有重力势能就越大。 质量相同时，物体的高度越高，具有重力势能就越大。 3．弹性势能 （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。如：拉弯的弓、拉伸的弹簧、推开的弹簧门、钟表里上紧了的发条。举出物体具有弹性势能的实例。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料、物体的弹性形变的大小。同一物体发生的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 4．机械能 （1）定义：动能和势能统称为机械能。单位：焦耳（J） （2）一个物体只具有动能或只具有势能，我们也可以说它具有机械能。 例7．指出下列物体具有哪种形式的机械能： （1）悬挂在天花板上的电灯具有______能； （2）从自来水管喷出的水具有______能； （3）被拉长的橡皮筋具有________能； （4）用力掷出的铅球在空中飞行时，既具有________能，又具有_________能； （5）被拦河坝拦住的水具有________能。 （6）玩具车里被卷紧的发条具有________能。 三、动能和势能的相互转化 1．动能和重力势能的相互转化 （1）滚摆：上升：动能减小，重力势能增加，动能→重力势能。（越升越慢） 下降：重力势能减小，动能增加，重力势能→动能。（越落越快） （2）单摆 从最高点到最低点：重力势能→动能（A→B，C→B） 从最低点到最高点：动能→重力势能（B→C，B→A） 若不计空气阻力，A、C点机械能相等，____点重力势能最大，____点动能最大。 （3）地球同步卫星： 近地点：重力势能最小，动能最大； 远地点：动能最小，重力势能最大； 从近地点到远地点：动能→重力势能； 从远地点到近地点：重力势能→动能。 2．动能和弹性势能的相互转化：木球撞击弹簧片，将弹簧片压弯：木球的动能→弹簧片的弹性势能 木球被弹回：弹簧片的弹性势能→木球的动能 例：会分析动能和势能相互转化过程中能量变化情况。 （1）拍皮球：共分四个阶段：下落、着地、反弹、上升 （2）蹦蹦床；（3）蹦极 （四）、机械能守恒 1．内容：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总量保持不变。 2．条件：只有动能和势能相互转化 例8．捻动滚摆的轴使它升高后释放（如上图所示），可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的________能减小，________能增加。滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度减小，这说明滚摆具有的机械能______（选填“减小”、“增大”或“不变”）。 例9．在下列各个过程中，物体的动能转化为势能的是（ ） A．拉弯的弓把箭射出 B．秋千由高处荡到低处 C．汽车匀速上坡 D．向上抛出的石块在空中上升 例10．下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有（ ） A．乒乓球触地后向上弹起过程中 B．车沿斜面向下匀速行驶过程中 C．斜向上抛出的小石子在上升过程中 D．水坝上流下来的水冲击水轮机转动 例11．下列各种情况，机械能保持不变的是（ ） A．在光滑地面上，由于惯性运动着的物体 B．正在匀速下降的伞兵 C．向上抛起的石块，不计空气阻力 D．火车在平直的铁轨上匀速运动 例12．如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是（ ） 练习 1．“端午小长假”妈妈带小芳到武当山旅游。当她们乘坐的缆车缓慢匀速上升时，小芳的重力势能_______，动能_______，机械能_______。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 2．飞机正在向农田喷洒农药，在喷洒过程中飞机匀速向前飞行，则（ ） A．飞机的动能变大，重力势能变小 B．飞机的动能变小，重力势能变大 C．飞机的机械能变小 D．飞机的机械能不变 3．我们骑自行车下坡时，不踩脚踏板也会越来越快。在这个过程中（ ） A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能增加 C．动能不变，势能减少 D．动能减少，势能增加 4．如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（ ） A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能 C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加 4题图 5题图 5．如图，质量相等的两个小球沿光滑斜面滑到底端时，v甲_______v乙。 6．某同学骑自行车下一长坡时，在途中由于车速过快，于是捏紧刹车，降低车速，保持安全速度匀速行至坡底，下车检查，发现刹车片发烫。有关此过程的说法中，正确的是（ ） A．刚下坡时，是动能转化为重力势能 B．匀速下坡时，是重力势能转化为动能 C．匀速下坡时，机械能保持不变 D．刹车片发烫，是做功改变了内能 7．跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ） A．助跑过程中机械能不变 B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 C．经过最高点时动能为零 D．经过最高点时重力势能最小
机械能 一、能量：一个物体能够做功，那么这个物体就具有能量。物体具有的能量越大，则这个物体能够做功越多。 能够做功的物体不一定正在做功； 物体具有能量的多少应该用它能够做功的多少来衡量，而不能用他做了多少功来衡量。 例1．关于能的概念，下列说法中正确的是（ ） A．一个物体没做功，这个物体没有能 B．一个物体做了功，这个物体一定仍具有能 C．物体具有的能越大，它做的功越多 D．一个物体能够做功，就说它具有能 二、机械能 1．动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 （2）一切运动的物体都具有动能，如：水平公路上行驶的汽车。举出物体具有动能的实例。 （3）影响动能大小的因素：运动物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大。 例2．以相同速度行驶的大卡车和小轿车，_________的动能大。所以，在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车的_________（填“大”或“小”）。 例3．洒水车匀速洒水过程中，动能_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 例4．为什么交通法要规定“严禁超载”、“严禁超速”？ （4）实验探究：动能与什么因素有关。 ①实验方法：控制变量法、转换法（通过观察__________________来判断动能大小） ②步骤：a．让质量不同的小球从斜面同一高度由静止开始运动，观察木块被撞击后移动的距离； b．让同一小球从斜面不同高度由静止开始运动，观察木块被撞击后移动的距离； ③结论：a．运动速度相同，物体的质量越大，具有的动能越大。 b．质量相同，物体运动的速度越大，具有的动能越大。 ④实验中让小球从斜面同一高度由静止开始运动的目的是__________________。 例5．如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验中通过观察____________的大小，来判断小球动能的大小。 （2）为了探究动能的大小与速度的关系，应该选用质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球从斜面的_______（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放。 （3）实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是____________________________________________。 2．重力势能 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。高处的物体都具有重力势能，如：高山上的大石头。（举出物体具有重力势能的实例） （2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和它被举高的高度（相对地面而言），物体的质量越大，被举得高度越高，它具有的重力势能就越大。 例6．“神舟十四号” 飞船在运载火箭上加速升空的过程中，（ ） A．动能增加，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加 C．动能和重力势能都增加 D．动能不变，机械能也不变 （3）实验探究：重力势能与什么因素有关。 实验方法：控制变量法、转换法（通过观察沙坑的凹陷程度来判断重力势能大小） 实验步骤：a．让质量不等的两个金属球从同一高度由静止开始释放，观察沙坑凹陷的程度； b．让同一金属球从不同高度由静止开始释放，观察沙坑凹陷的程度。 实验结论： 高度相同时，物体的质量越大，具有重力势能就越大。 质量相同时，物体的高度越高，具有重力势能就越大。 3．弹性势能 （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。如：拉弯的弓、拉伸的弹簧、推开的弹簧门、钟表里上紧了的发条。举出物体具有弹性势能的实例。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料、物体的弹性形变的大小。同一物体发生的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 4．机械能 （1）定义：动能和势能统称为机械能。单位：焦耳（J） （2）一个物体只具有动能或只具有势能，我们也可以说它具有机械能。 例7．指出下列物体具有哪种形式的机械能： （1）悬挂在天花板上的电灯具有______能； （2）从自来水管喷出的水具有______能； （3）被拉长的橡皮筋具有________能； （4）用力掷出的铅球在空中飞行时，既具有________能，又具有_________能； （5）被拦河坝拦住的水具有________能。 （6）玩具车里被卷紧的发条具有________能。 三、动能和势能的相互转化 1．动能和重力势能的相互转化 （1）滚摆：上升：动能减小，重力势能增加，动能→重力势能。（越升越慢） 下降：重力势能减小，动能增加，重力势能→动能。（越落越快） （2）单摆 从最高点到最低点：重力势能→动能（A→B，C→B） 从最低点到最高点：动能→重力势能（B→C，B→A） 若不计空气阻力，A、C点机械能相等，____点重力势能最大，____点动能最大。 （3）地球同步卫星： 近地点：重力势能最小，动能最大； 远地点：动能最小，重力势能最大； 从近地点到远地点：动能→重力势能； 从远地点到近地点：重力势能→动能。 2．动能和弹性势能的相互转化：木球撞击弹簧片，将弹簧片压弯：木球的动能→弹簧片的弹性势能 木球被弹回：弹簧片的弹性势能→木球的动能 例：会分析动能和势能相互转化过程中能量变化情况。 （1）拍皮球：共分四个阶段：下落、着地、反弹、上升 （2）蹦蹦床；（3）蹦极 （四）、机械能守恒 1．内容：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总量保持不变。 2．条件：只有动能和势能相互转化 例8．捻动滚摆的轴使它升高后释放（如上图所示），可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的________能减小，________能增加。滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度减小，这说明滚摆具有的机械能______（选填“减小”、“增大”或“不变”）。 例9．在下列各个过程中，物体的动能转化为势能的是（ ） A．拉弯的弓把箭射出 B．秋千由高处荡到低处 C．汽车匀速上坡 D．向上抛出的石块在空中上升 例10．下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有（ ） A．乒乓球触地后向上弹起过程中 B．车沿斜面向下匀速行驶过程中 C．斜向上抛出的小石子在上升过程中 D．水坝上流下来的水冲击水轮机转动 例11．下列各种情况，机械能保持不变的是（ ） A．在光滑地面上，由于惯性运动着的物体 B．正在匀速下降的伞兵 C．向上抛起的石块，不计空气阻力 D．火车在平直的铁轨上匀速运动 例12．如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是（ ） 练习 1．“端午小长假”妈妈带小芳到武当山旅游。当她们乘坐的缆车缓慢匀速上升时，小芳的重力势能_______，动能_______，机械能_______。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 2．飞机正在向农田喷洒农药，在喷洒过程中飞机匀速向前飞行，则（ ） A．飞机的动能变大，重力势能变小 B．飞机的动能变小，重力势能变大 C．飞机的机械能变小 D．飞机的机械能不变 3．我们骑自行车下坡时，不踩脚踏板也会越来越快。在这个过程中（ ） A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能增加 C．动能不变，势能减少 D．动能减少，势能增加 4．如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（ ） A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能 C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加 4题图 5题图 5．如图，质量相等的两个小球沿光滑斜面滑到底端时，v甲_______v乙。 6．某同学骑自行车下一长坡时，在途中由于车速过快，于是捏紧刹车，降低车速，保持安全速度匀速行至坡底，下车检查，发现刹车片发烫。有关此过程的说法中，正确的是（ ） A．刚下坡时，是动能转化为重力势能 B．匀速下坡时，是重力势能转化为动能 C．匀速下坡时，机械能保持不变 D．刹车片发烫，是做功改变了内能 7．跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ） A．助跑过程中机械能不变 B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 C．经过最高点时动能为零 D．经过最高点时重力势能最小
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