苏科版（2024）九年级上册（2024）第十二章 机械能和内能一、机械能优质课件ppt

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‌1.通过观察生活实例（如滚动的足球、行驶的汽车）和实验演示‌，了解运动物体具有做功能力这一物理现象，明白动能是机械能的一种表现形式（科学观念与应用）。‌2.通过控制变量的探究实验（如斜面小车撞击木块实验）‌，了解动能大小与质量、速度的定量关系；能运用动能知识解释"为什么重型卡车限速比轿车更低"等生活现象，形成用物理知识解决实际问题的意识（社会责任与实践）。‌
为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度(图12-1)?脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快(图12-2)?
以上物体共同特点是：都能对其他物体做功！
打下的锤子　 能把钉子　 打进去
流动的水　 能把水车 冲转起来
拉弯的弓　 能把箭　 弹射出去
物体 能够对外 做功
观察下列现象，你有什么发现？
发生形变的跳板能使运动员弹起
升高的重锤能将桩打入土中
流动的水能推动水轮发电机发电
1.一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。
2.单位：在物理学中，能量与功的单位一样，也是焦耳，简称焦，符号是J。
3.能对另一个物体做功：可能“正在做功”也可能“并未做功”
【现象分析】子弹、流水、汽车都在运动，具有能量。【探究发现】运动的物体具有能量。
1、问题探究：运动的物体是否具有能？分析以下事例，看看运动的物体能否做功？
2、动能的概念物体由于运动而具有的能量叫作动能。物体的动能越大，它能对其他物体做的功就越多。一切运动的物体都具有动能。例如，海水的流动、流动的空气、地上行驶的汽车等。
3、研究影响动能大小的因素
动能是由于物体运动而具有的能，子弹飞行的速度大，对物体的杀伤力也大（做功多），所以动能可能与物体的运动速度有关。锤子击碎物体时，锤头的质量越大，破坏力越强（做功越多），动能的大小可能与物体的质量有关。
如下图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰到木块B后，能将B撞出一段距离s。在同一水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对B做的功就越多，A的动能越大。 ①转换法：通过被撞物体运动的距离s来反映动能的大小。
速度 v1=v2质量 mA＞mA'
控制速度不变，改变质量的方法：质量不等的小球从同一高度滚下。
质量 mA=mA速度 v1＞v2
控制质量不变，改变速度的方法：同一小球从不同高度滚下。
②控制变量法 在探究动能大小可能与物体运动速度、物体质量有关时，每次实验这两个变量只能变化一个。
视频演示——《探究动能与速度的关系》
视频演示——《探究动能与质量的关系》
（1）探究一中：在质量相同时，钢球下落的高度越高，钢球达到斜面底端的速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与速度有关，速度越大，动能越大。（2）探究二中：不同钢球从同一高度滚下，达到斜面底端时的速度相同，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明：钢球的动能大小与质量有关，质量越大，动能越大。
综合：物体的动能跟质量和速度有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。
如图所示是一些道路的标志牌：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上，对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?
与动能有关的现象及解释
【分析】同一辆汽车，质量不变，速度越大，具有的动能越大，危害性越大。所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。车型不同，车的载重量就不同，也就是说，车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，在道路上行驶时，危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。
①定义：一个物体能对另一个物体做功，这个物体具有能量。②实质：物体做功的过程，就是能量的转化过程。能量是表示物体做功本领的物理量。③单位：焦耳（J）。①定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。②影响因素：速度越大、质量越大，物体的动能越大。
例1．关于能量的概念，下列说法中正确的是（　　）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能量B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能量越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能量D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能量
【答案】A【详解】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；B． 物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误；C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。
例2．如下图所示的是载重卡车、电动车与自行车。若这三种车的速度相等，则动能最小的是（　　）A．自行车 B．电动车C．载重卡车 D．无法确定
【答案】C【详解】由于影响动能的因素有质量和速度，若三种车辆速度相等且不为0，则质量小的车动能小，由于自行车的质量最小，所以自行车的动能最小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
例3．小枫在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法中正确的是（    ）A．该实验中研究的动能是指木块的动能B．用小车代替木块更便于得到实验结论C．木块滑行时克服摩擦做的功不同，但所受摩擦力相同D．该实验的目的是探究物体动能的大小与高度的关系
【答案】C【详解】A．该实验研究的是铁球的动能，故A错误；B．用小车代替木块会导致所受摩擦力太小，小车运动距离太远，不便于得到实验结论，故B错误；C．木块滑行所受的滑动摩擦力仅与接触面粗糙程度和压力有关，这两个因素都不变，故其所受摩擦力不变，由于克服摩擦力移动的距离不同，则所做功不同，故C正确；D．让铁球从斜面的不同高度静止释放是为了使其到达水平面时速度不同，故该实验的目的是探究物体动能和速度的关系，故D错误。故选C。
例4．如图所示，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击静置于水平面上的木块。下列说法在确的是（　　）A．图中两辆小车的重力势能大小相等B．两种情况下，木块在水平面上移动的距离相等C．小车撞击木块后，便立即停止运动D．如果水平面光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动
【答案】D【详解】A．图中两辆小车的质量相等，高度不等，则重力势能大小不等，故A错误；B．两种情况下，小车的重力势能不同，进入水平面时动能不同，则推动木块在水平面上移动的距离不等，故B错误；C．小车撞击木块后，由于惯性，不会立即停止下来，故C错误； D．如果水平面光滑，木块不受摩擦力，被撞击后将做匀速直线运动，故D正确。故选D。
例5．用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。(1)该实验中所探究物体的动能是指_______（选填“钢球”或“木块”）的动能；(2)如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由_______开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过_____________________来反映；(3)如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球_______一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越_______ ；(4)若用图丙的装置，可以探究动能大小与_______的关系（选填“质量”、“速度”或“质量、速度”）。
【答案】(1)钢球 (2) 静止 木块移动的距离 (3) 质量 大(4)速度【详解】（1）实验探究的是钢球的动能，用木块被撞击后移动的距离来反应钢球动能大小。（2）[1]实验时为了通过下落高度来控制钢球到达水平面时的速度，将钢球从斜面的某一高度由静止释放。[2]实验时用木块被撞击后移动的距离来反应钢球动能的大小，采用了转换法。（3）[1][2]将同一钢球从更高的位置由静止滑下，钢球到达水平面时的速度更大，木块被撞击后移动的距离更大，说明：在质量一定时，钢球的速度越大，动能越大。（4）图丙中，弹性势能转化为钢球的动能，钢球的质量一定，弹簧的形变量不同，弹性势能不同，钢球的动能不同，则钢球运动的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，故可用于探究在质量一定时，钢球的动能与速度的关系。
1、判断下列物体动能的变化情况： （1）一辆汽车加速运动，它的动能 . （2）火车进站时做减速运动，它的动能 ；停止后，它的动能等于 . （3）一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 . （4）汽车空载和满载时以相同速度前进： 时动能大. （5）某同学慢跑和快跑： 时动能大.
2．下列物体具有动能的是（　　）A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
3、如图所示，小球从左边最高点摆到右边最高点的过程中，小球的动能变化情况是（ ）A、一直增大B、一直减小C、先减小后增大D、先增大后减小
4． 在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（　　）
5．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验．实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（ ）A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系C．该实验中，物体的动能是指木块B的动能D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速
6、用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（　　）A．本实验的研究对象是小车B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能C．木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小D．本套器材只能探究小车的动能大小与速度的关系
7.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别不从同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。（1）小明通过观察 　 来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是__________________________________________________。
木块不会停下，无法比较撞击后移动距离的远近
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_______有关；（3）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正确”或“错误”），理由是：______________________ 。
没有控制小球的速度相同　
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越______；（3）分析比较________两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大；
8、如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过______（选填“高度 ”或“距离 ”）大小来反映的；
（4）综合上述可知，如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高________；（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。