【苏科版】九上物理 12.1 动能势能机械能（第2课时）（课件+内嵌式视频）

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动能势能机械能（2）CHUZHONGWULI第十二章机械能和内能物理第1节苏科版物理九年级上册动能和势能的相互转化机械能一、动能势能机械能②1导入新课一、复习动能、势能观看视频并思考：图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？动能和势能是怎样变化的？2学习新课①动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有势能，把这两种能量加在一起，就是它的机械能。1. 机械能①分析篮球下落、上升过程中动能和势能的转化2. 动能和势能的相互转化②蹦床运动员的蹦床过程 ①当摆球从A点向下摆时，它的速度______，高度______，所以动能逐渐_____，势能逐渐______；当摆球到达最低点O＇时，它的动能最_____，势能最_____。增加减小增加小大减小动如图所示，让摆球从A点静止释放。在此过程中，摆球的重力势能逐渐转化为_____能。在此过程中，摆球的_____能逐渐转化为________能。②摆球向00＇的另一端运动，随着摆球的上升，它的速度越来越_____，高度越来越____，动能逐渐转化为___________能；当摆球到达最高点B时，它的动能为____，重力势能最_____。重力势动小重力势大零大视频 —《摆球动能和势能的转化》③归纳结论动能和重力势能可以相互转化动能和弹性势能可以相互转化动能和势能可以相互转化动能和势能的相互转化的条件：拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能。④ 动能和势能相互转化的实例人从滑梯下滑拉弓射箭①分析过山车在运动过程中的能量转化情况。3. 分析动能和势能相互转化的过程②分析皮球落地后又弹起的能量转化情况。接着皮球被弹起，在此过程中弹性势能转化为动能；离开地面后，皮球上升，动能转化为重力势能。动能弹性势能重力势能皮球在落地过程中，高度减小、速度增大，重力势能转化为动能；接触地面后，皮球被压扁，动能转化为弹性势能. ③撑杆跳高中能量的转化情况 ①观察滚摆的运动情况滚摆在下降时速度越来越大，上升时，速度越来越小。视频欣赏—《滚摆的运动》4. 机械能守恒 ②滚摆运动过程中动能和势能的转化动能、势能的大小会变化，它们的和是否变化呢？物理学家经过大量的实验研究与理论推导，得出了如下规律：③机械能守恒注意机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。【即忽略摩擦力造成的能量损失，所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】“在光滑面上”、“不计空气阻力”等文字描述，表示没有摩擦阻力，此时机械能是守恒的。机械能守恒的情况④单摆的机械能不守恒的原因单摆的摆动幅度越来越小，最后停下来，表明机械能越来越小，机械能并不守恒。原因是：摆球与空气间有摩擦，绳子与系点有摩擦，有一部分机械能转化为内能。若不计摩擦阻力，则单摆的机械能是守恒的，将越远摆下去。⑤机械能不守恒的事例 ⑥人造地球卫星的动能和重力势能的转化许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。【例题1】小明从光滑的滑梯上下滑过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（） A、重力势能减小，动能增加，机械能不变。 B、重力势能增加，动能减小，机械能不变。 C、重力势能增加，动能不变，机械能增加。 D、重力势能减小，动能不变，机械能减小。A 小明从光滑的滑梯上下滑过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的。因为高度减小，速度增大，所以重力势能减小，动能增加。选项A正确。【例题2】如图所示为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（）A. 球在B、C 两点的动能相等B. 球在 A、D 两点的机械能相等C. 球从B点到O点的过程中机械能减少 D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少由图知，D点略低于A点，表明球从A点到D点的过程中，机械能减少，故B错、C对；球在B、C两点，质量相等、高度相等，重力势能相等，而球在B点的机械能大于在C点的机械能，因为球在某一状态下的机械能等于其动能和势能之和，所以球在B点的动能大于在C点的动能，A错。球从O点到C点的过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加，D错。C【例题3】将皮球从离地某一高度 O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（）A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B. 皮球第一次反弹后到达最高点 P点时速度为零C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑解析见下页由图知，弹跳的高度越来越低，表明皮球的机械能逐渐减小。皮球经过同一高度的 A、B 两点时，重力势能相等，因为在A点时的机械能大于在B点时的机械能，所以在A点时的动能大于在B点时的动能，A错；皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能，C对；A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B. 皮球第一次反弹后到达最高点 P点时速度为零C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑皮球刚与地面M点接触时的机械能大于地面N点接触时的机械能，即M点动能大于N 点接触时的动能，皮球在地面上 M点的弹性势能大于在地面上 N点的弹性势能，则在地面 M点留下的黑色圆斑大于在地面N点留下的黑色圆斑，D错.由图可知，皮球不是竖直反弹的，皮球第一次反弹后到达最高点P时，皮球在竖直方向上的速度为零，在水平方向上继续向右运动速度不为零，B错。A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B. 皮球第一次反弹后到达最高点 P点时速度为零C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑答案:C。大海中的机械能大海中有着丰富的机械能，它可以通过不同的形式表现出来，如海浪、海流、潮汐等。海洋中波涛汹涌，蕴藏着巨大能量。海浪能把几十吨的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃。海啸——一种灾难性的海浪，能把轮船冲上陆地，甚至能冲毁岸上的建筑物。据科学家估测，在1km2的海面上，海浪能的功率可高达2.0×105kw，如果能有效地开发和利用，将可以获得非常可观的能量。海浪能海流能海水受风力、海底地形等影响，沿一定方向大规模流动，这种现象称为海流。海流中蕴藏着巨大的动力资源。科学家们设想利用海流的动力推动水轮发电机发电——海流发电。据估测，如果世界大洋中的海流都被利用来发电，其发电功率可达5×109kW.潮汐能由于太阳和月球的引力作用，地球上海洋水面出现周期性涨落的现象称为海洋潮汐。海水一涨一落，水位的高度差可达十几米。为了利用潮汐的机械能，人们在海湾或河口建筑拦水堤坝，形成水库，并在坝下设置一些装有水轮机的闸门。当海水涨落时，海水流经闸门，带动水轮发电机发电。位于浙江省温岭市的江厦潮汐发电站，是我国最大的潮汐发电站，也是世界第四大潮汐发电站。3课堂总结机械能①动能、重力势能和弹性势能统称为机械能②动能、重力势能和弹性势能可以相互转化③机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变。大海中的机械能：海浪能、海流能、潮汐能动能和势能的转化视频总结——《机械能及其转化》4WHAT•WHY•WOW 1. 通常，载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸严重得多，这是为什么？但也有例外，这又是为什么? 由于载重汽车的质量要比小轿车大得多，在运动速度相差不大的情况下，载重汽车的动能要比小轿车的动能大，因此造成的车祸也更严重一些。但是，如果小轿车的速度比载重汽车大很多，那么小轿车造成的车祸会更严重。2. 图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度。请你从节能的角度分析这样设计的优点.一般情况下，列车在进站过程中要减速，而出站时要加速。利用这种设计方案可以使列车在进站时上坡，将动能转化为重力势能，速度减小；出站时下坡，将重力势能化为动能，速度增大，从而节约能源。可以观察到，弹簧圈的上端向下运动接触到斜面，“带动”一圈圈的弹簧逐渐从高处向低处运动；这个过程完成后，弹簧圈的另一端翘起，变成新的上端向低处运动……如此不断弯曲、翻滚。在此过程中重力势能、弹簧的弹性势能和动能之间发生了转化.3. 如图所示，一个玩具弹簧放在斜面(倾角约30°)上端，将弹簧弯曲一定程度后释放观察弹簧的运动情况，说说在弹簧运动的过程中，有哪些机械能发生了转化.4. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。皮球从较高处下落形成的圆斑是图中的哪一个?你判断的依据是什么? B。球在较高处具有较大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，球在接触地面前具有较大的动能，在和地面接触过程中动能转化为弹性势能就较大，因此球的弹性形变程度较大，在地面上形成的圆斑也就较大。5. 做一个能自动回转的“魔罐”。如图所示，在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，并将橡皮筋的两端分别穿过盖子和罐底的小孔固定起来，这样，一个“魔罐”就做成了。本题是一个小制作，要指导学生动手制作。制作完成后，推动“魔罐”使之沿水平面滚出，滚动一定距离后，它能自动折回……如此不断地来回滚动。在此过程中“魔罐”的动能与橡皮筋的弹性势能之间相互转化.试一试，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来吗?仔细观察“魔罐”的运动，想一想，在此过程中动能和势能是如何转化的?6. 如图所示，将一张卡片(约9cmx5cm)对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，用手把它在桌面上压平，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会出现什么现象?在此过程中，弹性势能、动能、重力势能是如何转化的? 本题是一个取材简单的小制作，实验中将卡片在桌面上压平，迅速松开手，会看到卡片跳起来。在此过程中橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，跳起来的卡片的动能又转化为重力势能。视频播放5课堂练习1. 三峡大坝的高度可达185米，建造这么高的拦河坝，其目的是____________，使水的__________能储存起来，打开水闸，河水的_________能转化成_______能冲击水轮机发电。提高水位重力势重力势动三峡大坝的高度可达185米，建造这么高的拦河坝，其目的是提高水位，使水的重力势能储存起来，打开水闸，河水的重力势能转化成动能冲击水轮机发电。物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。选项B正确。 2. 如图所示，一个物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（）A、物体的动能不变，机械能不变B、物体的重力势能增大，机械能增大C、物体的重力势能转化为动能D、物体的动能转化为重力势能B 3. 如图所示的滚摆下降过程中，滚摆的能转化为　能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能　　 (选填“增加”、“减少”或“不变”)。　重力势　滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为其他形式的能，机械能减少。　动　减少小球从高处滑下，由于曲面光滑（即没有阻力），故只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。所以选D。 4. 如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（） A. 35J B. 50J C. 55J D. 65JD跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。所以选C。A. 动能不变，重力势能不变，机械能不变B. 动能变大，重力势能变小，机械能不变C. 动能不变，重力势能变小，机械能变小D. 动能变小，重力势能变小，机械能变小5. 如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是 (　　)C6. 下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（） A、跳伞运动员匀速下落，动能不变，重力势能减小，该项不符合题意；B、铅球自由下落的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，该选项符合题意；C、汽车在水平路面上匀速行驶，动能与重力势能都不变，该选项不符合题意；D、热气球上升的过程中，重力势能变大，不是重力势能转化为动能，该选项不符合题意。故B选项正确。BA、跳伞运动员在空中匀速下落的过程B、铅球自由下落的过程C、汽车在水平路面上匀速行驶的过程D、热气球上升的过程 7．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则（）忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则小球的机械能保持不变，即各点的动能与势能之和不变。小球在A处是静止的，动能为0，重力势能最大；小球在D处的重力势能比在A处的小，则一定具有动能；故A、B、C均错误，D正确。所以选D。DA. 小球在A处的动能等于在D处的动能B. 小球在A处的动能大于在D处的动能C. 小球在B处的机械能小于在C处的机械能D. 小球在B处的机械能等于在C处的机械能 8. 如图所示，先用绳子把一把铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去后又摆回来。下列说法正确的（）BA、铁锁摆回后能碰到鼻子B、铁锁下降的过程中，重力势能转化为动能C、铁锁的机械能始终不变D、铁锁摆动到最低点时，动能最小铁锁在摆动过程中，由于存在空气阻力，机械能不守恒，是越来越小；所以当铁锁摆回来时机械能减小，高度变小，不能碰到鼻子。选项A、C错误。铁锁下降的过程中，是重力势能转化为动能，摆动到最低点时，动能最大；所以选项B正确，D错误。利用水泵将水从下水库抽到上水库时，抬升了水的高度，增大了水的重力势能；将上水库的水放出时，水的高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，从而推动发电机发电。9. 抽水蓄能水力发电是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而设计的一种间接储存电能的方式，其工作原理如图所示。它利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库，增大了水的　　　能；在次日白天或上半夜将上水库的水放出，使水从高处流向低处将水的　　能转化为能，从而推动发电机发电。动重力势　重力势　