科学九年级上册（2024）第1节 功和机械能教学ppt课件

这是一份科学九年级上册（2024）第1节 功和机械能教学ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了知识目标，素养目标，课堂导入，PART01，动能和势能的转化，课堂小结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
01 动能和势能的转化
科学观念：知道动能与势能可相互转化，理解无阻力时机械能总量保持守恒。
科学思维：分析摆锤、滚摆、卫星等模型，梳理运动过程中机械能转化规律。
态度责任：了解水力发电、撑杆跳高的能量转化，体会机械能的实用开发价值。
滑雪运动员从高山上滑下的过程中，速度越来越大，高度越来越低，人的动能和重力势能有什么变化？从山下冲上山坡的运动员，速度和高度怎样变化？动能和重力势能怎样变化？
1.用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，重力势能 ，动能 ；在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能 ，动能 。
2.把一个滚摆悬挂起来。用手拉动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。在滚摆下降的过程中，重力势能 ，动能 ；在滚摆上升的过程中，重力势能重力势能 ，动能 。
3.把金属小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能？小球在滚动过程中能如何转化？
①A点具有重力势能；B点具有动能；C点具有动能和重力势能；D点具有动能和重力势能。
4.以上实验活动可以得到什么结论？
物体的动能和重力势能可以相互转化。
5.如果没有空气阻力，摆锤和滚摆上升的高度有什么特点？
摆锤和滚摆每次都会上升到原来的高度。
1.将弹簧平放在水平桌面上，弹簧一端固定，另一端紧连一个木块，观察木块是否会运动。 2.用手压缩弹簧约2cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 3.用手压缩弹簧约5cm，当手松开后，观察木块的运动情况。 4.实验结论： 。
木块先加速后减速，最终静止，运动距离较短。
木块先加速后减速，最终静止，运动距离较长。
物体的动能和弹性势能也可以相互转化
动能和势能统称为机械能。大量事实表明，动能和势能可以相互转化。
实验中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。那么，机械能为什么会减少呢？
因为摆锤和滚摆运动时要克服空气阻力、摩擦阻力做功，机械能转化为内能散失，所以机械能总量减少。
如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说，机械能守恒。
动能转化为重力势能和弹性势能
弹性势能转化为重力势能
在水力发电站，被大坝拦住的上游水积蓄了大量的势能。当这些水通过坝中的水管向低处流动时，势能转化为动能。而流动的水冲击水轮机的叶轮，又将动能传递给水轮机，进而带动发电机发电，转化为电能。
右图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球中心最近的点叫作近地点，离地球中心最远的点叫作远地点。
2.速度大小又是如何变化的？
1.卫星从近地点运动到远地点的过程中，它的动能和势能如何变化？
动能变小，重力势能变大。
卫星质量不变，动能变小，所以它的速度逐渐变小。
【典例1】下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　）A．图甲中，卫星在近地点的速度最大B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用
【解析】A．卫星绕地球运行时机械能守恒，近地点高度最小，重力势能最小，因此动能最大，速度最大；B．小球从位置①释放后，位置②是小球运动的最低点，是速度最大的位置，速度不为零；C．滚摆下降过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度逐渐增大，动能逐渐增大；D．人起跳离开地面后，不计空气阻力，只受重力作用，故D正确。
【典例2】2025年4月19日，李晨洋以5米63的成绩获得中国田径街头巡回赛厦门站男子撑杆跳冠军。如图所示，撑杆跳分为助跑、起跳、越杆三个过程，下列说法正确的是（　　）A．助跑时，运动员的动能变大，惯性变大B．整个过程中机械能不守恒C．越杆达到最高点时，运动员的速度为0D．起跳时，杆的弹性势能全部转化成运动员的动能
【解析】A．助跑时，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。质量不变，惯性不变；B．整个过程中运动员需克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，运动员的机械能不守恒；C．运动员在最高点时，还具有向前的速度；D．起跳时，杆的弹性势能一部分转化为运动员的动能，一部分转化为运动员的重力势能。
【典例3】2026年1月8日，中国选手孙佳旭在自由式滑雪空中技巧世界杯加拿大玻波特湖站夺冠，收获个人第七个世界杯冠军。如图所示，在他滑行过程中，下列说法正确的是（　　）A．A点时没有机械能B．从A点滑行到C点的过程中重力势能不断变大C．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度D．由于滑雪板底面比较光滑，摩擦阻力小，所以整个过程中机械能守恒
【解析】A．A动能为0、有重力势能，机械能不为0；B．A到C高度降低，重力势能减小；C．滑行有摩擦，B机械能大于D；BD等高重力势能相等，故B动能、速度更大；D．仍有摩擦损耗机械能，全程机械能不守恒。