北师大版一 机械能图文ppt课件

这是一份北师大版一 机械能图文ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，重力势能，弹性势能，巩固练习等内容，欢迎下载使用。

2023-2024学年九年级全一册物理同步备课课件（北师大版）
1. 通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。
2. 知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。
3 知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素。
为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度?
运动员脚踩滑板从高处滑下,为什么会越来越快?
如果一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量物体能够做的功越多，它具有的能就越大
风能吹动帆船在水面上行驶抛出的保龄球能将前方静止的保龄瓶推向坑道
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的动能越大,它能对其他物体做的功就越多
【探究活动】动能的大小与哪些因素有关
1.两个相同的小球分别从不同高度由静止开始下滑,撞击置于水平面上的纸盒.(1)两种情况下,小车运动到水平面上时的速度大小相等吗?(2)木块被撞击后移动的距离相等吗?(3)比较两种情况下木块移动的距离,能得出什么结论?
然后让两个质量不同的小球从同一高度由静止开始下滑,撞击置于水平面上的纸盒,比较两种情况下纸盒移动的距离,能得出什么结论?
研究表明:物体动能的大小与物体的速度和质量有关,速度越大,质量越大,物体所具有的动能就越大
实验桌上有质量不同的小球A、B（质量分别为m和2m）、斜面一个、粗糙程度相同的平面、刻度尺、木块。小东想利用以上器材探究“小球的动能大小与速度大小是否有关”，设计的主要实验步骤如下：①将小球A从斜面上高为2h处由静止释放，与水平面上的木块相碰，测量木块移动的距离s并记录，如图甲所示；②将小球B从同一斜面上高为h处由静止释放，与水平面上同一位置的木块相碰，测量木块移动的距离s并记录，如图乙所示。
请根据以上描述，回答以下问题：（1）实验中小球的动能大小可以通过 间接反映出来；（2）小东在探究过程中存在的问题： ；（3）请你针对小东探究过程中存在的问题，写出改正措施 。
解答：[1]根据转换法，实验中小球的动能大小可以通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。[2]物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。研究小球的动能大小与速度大小是否有关，要控制小球的质量相同，只改变速度大小（小球从斜面不同的高度自由下滑），而实验中球的质量不同，即没有控制小球的质量相同。[3]为控制球的质量相同，用同一小球分别从斜面2h和h高度处由静止自由下滑，测量木块在同一水平面上被撞击的距离大小。
比较木块在同一水平面上被撞击的距离 没有控制小球的质量相同
在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小宇设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止：
（1）实验中铁球动能的大小是通过观察比较 反映出来的。这种研究问题的方法为 ；（2）分析乙、丙两图，得到的实验结论是 。由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样， （选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h；（3）若斜面光滑，乙图中铁球从B处滚到底端的过程中，铁球的 能转化为动能，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；（4）如果做乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下 方法（填写正确选项前的字母）。A．换用质量小于m的钢球B．给水平木板铺上毛巾C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒
木块滑动距离 转换法 当速度相等时，物体质量越大，动能越大 大客车 重力势 守恒 A
重锤和高处的江水都对物体做了功被举高的物体也具有的能
有一种夯实打桩机的重锤由高处落下后能将下面放置的钢桩打入地理
长江三峡大坝使上游的水位比下游高出一百多米，高处的江水可以冲击水轮机发电
,被举高的物体具有做功的本领,具有势能,这种势能叫作重力势能
【探究活动】重力势能的大小与哪些因素有关
你观察到哪些现象?说明什么问题？
大量的实验和研究表明:物体的重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、位置越高,它做功的本领就越大它具有的重力势能就越多
实验桌上有质量不同的长方体物块A和B（A的质量小于B的质量），两个完全相同且装有细沙的容器、两个完全相同的小桌及刻度尺等，小明用以上器材探究“重力势能和物体质量的关系”。小明先让物块A从h高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图甲所示；然后让物块B从H（H>h）高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图乙所示。请回答如下问题：
（1）实验中，通过观察桌腿下陷的深度判断 （填“小桌”或“物块”）的重力势能的大小；（2）小明实验中存在主要问题是： 。
【解析】（1）实验中，通过观察桌腿下陷的深度判断物块的重力势能的大小。（2）探究物体重力势能大小与物体质量的关系，采用控制变量法，操作时应该让物块分别从相同高度自由下落。
．如图所示，小雨利用透明的箱子、沙子、小桌、重物进行实验探究。
（1）小雨做甲、乙两次实验，让重物由静止下落，他探究的是重力势能的大小与 是否有关；（2）小雨想做一个实验，将实验结果与甲图对比，就能探究重力势能与物体质量是否有关，他的具体做法是 ；（3）小雨做丙、丁两次实验，探究压力的作用效果与压力大小是否有关，指出他实验中存在的问题 。
高度 换用质量不同的物体，让其与甲图中物体同样高度处下落 没有控制受力面积相等
发生弹性形变的物体具有的能
玩具小车内部有一个类似于“弹簧”的装置,在向后拉的过程中,该装置发生弹性形变;松手后这个装置做功,使小车运动起来,像这样,发生弹性形变的物体能对其他物体做功,表明它具有能量,这种能量叫作弹性势能
【探究活动】弹性势能的大小与哪些因素有关
（1）弹弓上的橡皮筋形变越大，弹性势能就越大，“子弹”就射得越远 （2）弹簧形变越大，弹性势能越大，小车被弹开的距离越远 （3）发条上得越紧，弹性势能越大，种表走得时间越长
弹性势能的大小与形变大小有关，物体的形变越大，弹性势能越大
3. 机械能及其转化
在物理学中,动能和势能统称为机械能(mechanical energy).一个物体可以同时具有动能和势能例如,正被起重机吊起的重物跳水过程中的运动员,等等篮球上升的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增加篮球在下降的过程中，重力势能逐渐减少，动能逐渐增加大量的事实说明,动能和势能可以相互转化.
【探究活动】观察摆球动能和重力势能的转化
【想一想】分析动能和势能转化情况
将铁罐的罐盖和罐底穿入绑有小铁块的橡皮筋，当铁罐从斜面上最高处滚下来的过程中（忽略摩擦和空气阻力），其能量转化是什么？
【解析】罐盖和罐底穿入绑有小铁块的橡皮筋，当铁罐从斜面上最高处滚下时，高度减小，重力势能减小，铁罐的速度变大，动能变大，同时橡皮筋发生弹性形变，具有弹性势能，所以铁罐的重力势能转化为动能和弹性势能
【解析】飞行员跳伞后在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变，飞行员跳伞后在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小；.动能不变，重力势能减小
战斗机发生严重故障时，飞行员可以选择弹射跳伞获得逃生机会，安装在座椅底部的火箭包被激发，将飞行员连同座椅一起弹射脱离飞机直到安全开伞的高度，加速上升的过程中，飞行员要承受自身重力16倍以上的负荷。关于弹射跳伞过程，请分析其能量转化。
1.踢毽子是一项常见的健身运动，如图为一同学踢毽子的情景，毽子在向上运动的过程中，毽子的重力势能能量如何变化？　
毽子向上运动，质量不变，高度增加，重力势能增加
2.“天宫课堂”点燃了同学们的科学梦想。“天宫一号”的运动特点与绕地人造卫星相同，下图是飞行器在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行的示意图，则它从近地点向远地点运行的过程中 增大。（选填“动能”“势能”或“机械能”）
从近地点向远地点运行的过程中，高度增大，所以重力势能增大，动能转化为重力势能。
3.如图所示，2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射并与空间站组合体实现自主快速交会对接，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮与神舟十五号乘组的三名航天员在太空胜利会师。在火箭发射加速升空阶段；其机械能 （选填“增大”、“保持不变”或“变小”）。
火箭在点火发射后加速升空阶段时，其质量不变，速度增大，动能增大，高度不断增加，重力势能增大，故它的机械能增大。
（1）重力做正功会把重力势能转化为动能，高度越高势能越大，动能越大。（2）让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，探究的问题是物体的动能大小跟速度是否有关。（3）让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下撞击纸盒，观察木块移动的距离。
4. 如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明将一个钢球从高为h的斜槽上由静止释放，钢球滚至水平面后碰撞木块，将木块撞出一段距离s。
（1）实验中，钢球的动能是由 能转化而来的，其大小通过 来反映。（2）小明将同一钢球分别从斜槽不同高度由静止开始滚下，可以探究动能大小跟物体的 是否有关。（3）若要探究动能大小跟物体的质量是否有关，需要添加的实验器材是： 。
5.电动扶梯给人们的生活带来了便利。如图所示是某商场的自动扶梯，扶梯的顶部到地面的距离为3米。重500N的小华站在扶梯上从一楼匀速上行到二楼，该过程中小华的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
由于小华的质量不变，从一楼匀速上行到二楼，速度大小不变，所以小华的动能不变。