初中物理一、机械能教学演示ppt课件

这是一份初中物理一、机械能教学演示ppt课件，共58页。PPT课件主要包含了逐点导讲练，课堂小结，作业提升，学习目标，课时讲解，课时流程，知识点，感悟新知，考向能量的认识，转换法等内容，欢迎下载使用。
动能动能的影响因素势能势能的影响因素
1. 概念 一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。如图1 所示的几个物体都具有能量。
2. 能量和功的关系 能量大小可以通过做功多少来体现。能够做的功越多，表明物体具有的能量越大。3. 单位 能量的单位和功的单位一致，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。
深度思考 具有能量的物体是否正在做功？是否做了功？
深度理解具有能量的物体可以不在做功，甚至就没有做功. 例如，拉弯的弓具有能量，但手松开之前，弓没有对箭做功.
下列关于能量的叙述，不正确的是( )A. 弯弓射箭，弓具有能量B. 高空坠物伤人，坠物具有能量C. 风吹船行，风具有能量D. 激流冲走巨石，激流没有能量，巨石具有能量
解题秘方：利用概念辨析法解答：判断物体是否具有能量，关键是看物体能否对外做功。
解析：弓对箭做功，坠落的物体对人做功，风对船做功，激流对石头做功, 它们都能够做功，都具有能量。
1. 定义 物体由于运动而具有的能量叫作动能．一切运动的物体都具有动能．2. 探究动能大小和速度大小的关系．实验设计：如图2 所示，两辆相同的小车分别从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短．
方法点拨控制变量法：相同的小车落实质量相等，从不同高度落实撞击木块的速度不同，即质量相同时，改变速度进行对比实验.转换法：根据木块移动的距离来比较小车动能的大小.
实验现象：由较高位置释放的小车，推动木块移动的距离长．分析论证：位置越高的小车到达水平面的速度越大；小车推动木块移动的距离越长，表明小车的动能越大．实验结论：质量相同时，速度越大，动能越大．
深度思考 实验过程中，探究小车的动能还是木块的动能？
深度理解实验中的研究对象是小车，即探究小车动能大小和速度大小的关系.
3. 探究动能大小和质量大小的关系实验设计：如图3 所示，在其一辆小车上放一个砝码，然后让两辆小车从斜面的相同高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短．实验现象：放了砝码的小车，推动木块移动的距离长．实验结论：速度相同时，质量越大，动能越大．
4. 动能的影响因素 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，物体的动能越大．
易错提醒影响动能的因素有质量和速度，描述动能和质量(或速度) 的关系，注意控制变量的思想.例如，不能说“质量越大，动能越大”应该说“速度相同时，质量越大，动能越大”.
[ 中考·阜新] 在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图4 甲、乙、丙所示，
考向： 实验探究动能大小的影响因素
将A、B、C 三个钢球先后从同一装置高度分别为h1、h2、h3 的位置由静止开始滚下(mA=mB ＜ mC，h1=h3 ＞ h2)，水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下．请回答以下问题：
解题秘方：对于以教材实验为基础的探究题，必须综合教材实验的体验和实验探究的方法进行分析思考．在此第(1)问根据探究目的选择，第(3)(4)问根据控制变量思想选择，第(5)问根据探究结论判断．
(1)该实验探究的是______ (填“木块”或“钢球”)的动能.
解析：实验由木块移动距离来比较动能大小，研究的是钢球动能大小与速度和质量的关系；
(2)实验通过观察木块被钢球撞出______的长短，来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫______ ．
(3)比较________两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关．
解析：研究物体动能与物体速度的关系，应该控制钢球的质量相同，改变钢球的速度进行实验，即相同质量的钢球从斜面不同高度上静止滚下；
(4)比较_________两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关．此探究过程中两球刚好运动到水平面时的速度______(填“相等”或“不相等”)．
解析：研究物体动能与物体质量的关系，应该控制钢球的速度相同，改变钢球的质量进行实验，即不同质量的钢球从斜面相同高度上静止滚下；
(5)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样， ________(填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80 km/h．
解析：质量越大、速度越大，动能越大．大客车的质量更大，应该通过控制速度来控制动能大小，即大客车的限速应该是80 km/h．
1. 势能 包括重力势能和弹性势能．(1)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量．一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能．对弹簧、橡皮筋等弹性物体而言，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大．(2)重力势能：物体由于被举高而具有的能量．一切被举高的物体都具有重力势能．
实验要点方案一：控制质量相同，改变高度进行实验，探究重力势能和高度的关系.方案二：控制高度相同，改变质量进行实验，探究重力势能和质量的关系.
2. 探究重力势能和质量、高度的关系实验设计：如图5 所示，将小方桌正立放置在沙面上．
方案一：相同质量的重物从不同高度自由落下撞击小方桌，观察小方桌陷入沙中的深浅．方案二：质量不同的重物从相同高度自由落下撞击小方桌，观察小方桌陷入沙中的深浅．
实验现象：(1)相同质量的重物，从较高位置自由下落时，小方桌陷入沙中深度大；(2)质量较大的重物，从相同高度自由下落时，小方桌陷入沙中深度大．实验结论：(1)质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大；(2)高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大．
3. 重力势能的影响因素 物体的重力势能大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越大，具有的重力势能就越大．
易错提醒影响重力势能的因素有质量和高度，描述重力势能和质量( 或高度) 的关系时，需要质量和高度全盘考虑.例如，不能说“质量越大，重力势能越大”应该说“高度相同时，质量越大，重力势能越大”.
[南京秦淮区校级月考]小红找来了几个质量不同的木块、装有细沙的容器和三脚小桌如图6 所示，她利用这些器材探究“重力势能大小与哪些因素有关”的实验。
考向： 实验探究重力势能大小的影响因素
（1）该实验是通过观察比较____来间接判断物体重力势能大小的，下列实验中与上述研究方法相同的有____（填写实验前的序号）。A. 研究物体温度时，通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低B. 探究平面镜成像的特点时用两支等大的蜡烛C. 在研究光的传播时引入光线D. 用木块滑动的距离反映物体动能的大小
小桌在沙子中下陷的深度
解析：（1）实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的，采用的是转换法。研究物体温度时，通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低，而温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的，采用的是转换法；探究平面镜成像的特点时用两支等大的蜡烛，采用的是等效替代法；在研究光的传播现象时，引入实际不存在的光线描述光的传播特点，采用的是模型法；用木块滑动的距离反映物体动能的大小，采用的是转换法。
（2）实验过程中选用质量不同的木块由________的高度自由落下，是探究重力势能大小与________的关系，得到的实验结论是：________________________________。
高度一定时，质量越大，重力势能越大
解析：（2）实验中选用质量不同的木块，是为了探究重力势能与质量的关系，在探究过程中要注意保持木块从同一高度由静止落下。可得结论：高度一定时，质量越大，重力势能越大。
（3）小红发现先前学习的探究压力作用效果的实验也能用上述器材探究，对比“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验，以下关于两个实验的四个判断中错误的是_______。A. 都需要观察小桌陷入沙中深度B. 前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放C. 都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量D. 后者实验中小桌不需要倒放
解析：（3）根据转换法可知，这两个实验中都是根据小桌陷入沙中的深度来反映压力的作用效果或者重力势能的大小的，A 正确；水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力，所以“探究影响压力作用效果因素”时，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放，B 正确；“探究影响压力作用效果因素”时，选用大小不同的木块，是为了改变压力的大小；“探究影响重力势能大小因素”时，选用大小不同的木块，是为了改变质量的大小，所以改变的量是不同的，C 错误；“探究影响重力势能大小因素”时，不需要改变受力面积的大小，所以小桌不需要倒放，D 正确。
1.机械能 在物理学中，动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。例如，空中客机具有动能和重力势能；瀑布的水具有重力势能和动能。
2．动能和重力势能的转化如图7 所示，将摆球从A 点静止释放，摆球在左右来回不断地摆动，B 位置是右侧最高点．
论证思考 (1)摆球从A 位置摆向O′位置的过程中，什么能减小？什么能增加？什么能转化为什么能？(2)摆球从O′位置摆向A 位置的过程中，什么能转化为什么能？
论证结果 重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能.
实验结论：重力势能可以转化为动能，动能也可以转化为重力势能，即动能和重力势能可以相互转化．
关联思考 地面附近的物体，动能和重力势能的相互转化是由什么原因引起的？
关联结果物体因重力向下运动时，重力势能转化为动能；物体因惯性向上运动时，动能转化为重力势能.
3. 动能和弹性势能的转化如图8所示，让木球从斜面滚下，撞击弹簧片．木球在斜面和弹簧片之间来回滚动．
论证思考 (1)如图所示，从甲到乙的过程中，木球的动能如何变化？弹簧片的弹性势能如何变化？什么能转化为什么能？
论证结果木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增大，动能转化为弹性势能.
(2)从乙到丙的过程中，弹簧片的弹性势能如何变化？木球的动能如何变化？什么能转化为什么能？
论证结果弹簧片的弹性势能减小，木球的动能增大，弹性势能转化为动能.
实验结论：动能可以转化为弹性势能，弹性势能可以转化为动能，即动能和弹性势能可以相互转化．
关联思考 如图所示，木球的动能和弹簧片的弹性势能间相互转化是通过什么来实现的？
关联结果动能和弹性势能的转化，通过物体间力的作用来实现. 例如，运动的木球对弹簧片的力，使弹簧片因形变而具有弹性势能，动能转化为弹性势能；形变的弹簧片对木球的作用力，使木球因运动而具有动能，弹性势能转化为动能.
[中考·南通] 下列四个情境中，属于动能转化为势能的是( )
考向： 机械能的相互转化
解题秘方：机械能转化方向由减少的那种机械能转化为增加的那种机械能．
解析：拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能；踩板下滑的过程是重力势能转化为动能；秋千上摆的过程是动能转化为重力势能；弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能．
1. 探究机械能转化的特点观察现象：高空落地从地面多次反弹皮球的频闪照片(如图9)．游乐场荡秋千的场景(如图10)．
描述现象：皮球从地面弹起的高度越来越小；秋千荡起的高度也是越来越小．
论证思考 皮球从地面弹起的高度越来越小，秋千荡起的高度也是越来越小．这些现象说明动能和势能的转化有什么特点？
论证结果皮球和秋千在最高点时，只有重力势能. 高度越来越小，表明机械能越来越小. 即动能和势能转化时，机械能总量渐渐减小.
实验结论：生活中动能和势能转化时，机械能总量会逐渐减小．
关联思考 (1)动能和势能转化时，什么原因导致机械能总量减小？
关联结果皮球落地弹起、秋千往复荡起的过程，克服阻力做功，导致机械能逐渐减小.
(2)机械能转化过程中，因为阻力机械能总量会减小．假如没有阻力机械能总量应有什么特点？
阻力越小，机械能总量的减小就越慢，如果没有阻力机械能总量就保持不变( 理想化推理).
2. 机械能转化的特点(1)如果没有阻力作用，动能和势能转化时，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能总和保持不变，即机械能守恒．(2)生产、生活中，因各种阻力的存在，动能和势能转化时，机械能总和往往会逐渐减小，即机械能不守恒．
如图11 所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运动的过程中（　　）A. 速度增大B. 动能转化为重力势能C. 机械能增大D. 重力势能减小
考向： 机械能守恒的判断与分析
解题秘方：物体自由运动时，若忽略摩擦阻力、忽略空气阻力或在太空中运动，只有动能和重力势能之间的转化，物体的机械能守恒。
解析：在太空中，不计空气阻力，人造地球卫星的机械能保持不变。从远地点向近地点运动时，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；从近地点向远地点运动的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能。