九年級物理上冊 12.1動能 勢能 機械能學案 （新版）蘇科版.doc

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動能 勢能 機械能 【學習目標】 　　1、知道動能、重力勢能、彈性勢能及機械能的概念； 　　2、了解影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素； 3、掌握探究影響動能、重力勢能大小的實驗過程； 4、了解機械能的轉(zhuǎn)化。 【要點梳理】 要點一、能 一個物體能對另一個物體做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。 要點詮釋： 1、物體具有做功的本領(lǐng)，即說明此物體具有能。但是有能不一定正在做功。物體能做多少功，就說它具有多少能。 2、功就是能轉(zhuǎn)化多少的量度。功代表了能量從一種形式轉(zhuǎn)化為一另種形式，因而功和能的單位也是相同的。功的單位是焦耳（J），能的單位也是焦耳（J）。 要點二、動能 動能：物體由于運動而具有的能量。 要點詮釋： 1、物體動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小。具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。 2、動能是“由于運動”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運動的物體具有的能量叫動能”。例如在空中飛行的飛機，不但有動能而且還具有其它形式的能量。 要點三、勢能 1.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。 2.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能量叫做彈性勢能。 要點詮釋： 1、重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢能越大。 2、重力勢能是“被舉高”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”。例如在空中飛行的飛機，不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量。 3、彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)。 要點四、機械能 動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。 要點五、動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化 1、在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能后，后來又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。 2、在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳板跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。 3、水能和風能的利用：自然界的流水和風能都是具有大量機械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風能發(fā)電，在風力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風力發(fā)電機，組成“風車田”聯(lián)在一起供電。 【典型例題】 類型一、基礎(chǔ)知識 1、下列關(guān)于能量的說法，不正確的是（　?。? A．正在做功的物體，才具有能量 B．被壓縮的彈簧具有能 C．具有能的物體，可能在做功，也可能不在做功 D．同步衛(wèi)星相對于地面靜止不動，實際上它也具有能 【思路點撥】了解能的定義一個物體“能”對另一個物體做功，我們就說這個物體具有能量，具有做功的本領(lǐng)，可能正在做功，可能不在做功。 【答案】A 【解析】A、正在推土的推土機，推土機對土做功，推土機具有能；被舉高的杠鈴靜止不動，沒有做功，杠鈴具有重力勢能，故A錯誤，符合題意； B、被壓縮的彈簧具有彈性勢能，不符合題意； C、具有能的物體，具有做功的本領(lǐng)，可能正在做功，可能不在做功，不符合題意； D、同步衛(wèi)星相對于地面靜止不動，實際上它是運動的，運動的物體具有動能，不符合題意。 【總結(jié)升華】物體具有能，就具有做功的本領(lǐng)，可能正在做功，可能不在做功。 舉一反三： 【變式】關(guān)于能的概念，下列說法中錯誤的是（　?。? A．一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多 B．動能、勢能及機械能的單位都是焦耳 C．用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，所以小球沒有能 D．甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多 【答案】C 2、從雪山上勻速下滾的雪球越來越大，則下列說法正確的是（　?。? A．雪球的動能一定增大 B．雪球的勢能一定減小 C．雪球的機械能一定不變 D．雪球的動能一定不變 【思路點撥】物體動能的大小和兩個因素有關(guān)，一是物體質(zhì)量大小，二是物體運動速度大小。 物體重力勢能和兩個因素有關(guān)，一是物體質(zhì)量大小，二是物體被舉的高度大小。 物體的機械能包括兩個方面，一是動能，二是勢能。 物體的勢能包括兩個方面，一是重力勢能，二是彈性勢能。 根據(jù)本題所給具體事例，對每個物理量的變化情況進行分析，得出結(jié)論。 【答案】A 【解析】當雪球下滾的過程中，由于雪球越來越大，所以物體質(zhì)量變大了。由于物體勻速下滾，所以運動速度沒有發(fā)生變化；當速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大，所以物體動能變大。由于物體下滾后高度下降，所以被舉高度變小了；當質(zhì)量變大，物體被舉高度變小，則重力勢能大小變化無法判斷。 由于重力勢能大小無法判斷，所以物體機械能大小也無法判斷。故選A。 【總結(jié)升華】本題考查學生的影響動能、重力勢能因素的掌握情況，要記住機械能的定義，還要根據(jù)現(xiàn)象來回答問題。 舉一反三： 【變式】蕩秋千的人從最高點向最低點擺的過程中，速度變大，則他的（　?。? A．重力勢能增加，動能不變 B．重力勢能不變，動能增加 C．重力勢能減小，動能增加 D．重力勢能減小，動能減小 【答案】C 3、（多選）下列物體中具有彈性勢能的是（ ） A．擰緊的鐘表的發(fā)條 　　　　　　B．扔在空中的橡皮 C．在桌面上的彈簧　　　　　　　 D．充滿氣的氣球 【答案】AD 【解析】并沒有發(fā)生彈性形變自然沒有彈性勢能，充滿氣的氣球發(fā)生了彈性形變，自然有彈性勢能。 【總結(jié)升華】形變包括彈性形變和塑性形變兩種，前者能恢復原狀，具有彈性勢能，后者不能恢復原狀。我們在研究能量守恒的問題時，涉及到彈性勢能的時候，務必要分清形變的性質(zhì)。 類型二、知識應用 4、騎自行車上坡前，往往要加緊蹬幾下，從能的轉(zhuǎn)化角度說明這樣做的好處？ 　　答：因為人和自行車的____不變，所以動能只與______有關(guān)，重力勢能只與_______有關(guān)。加緊蹬幾下，可增大速度，使車在上坡前有足夠大的______。由于車在上坡過程中，是___能轉(zhuǎn)化為_____勢能，所以____能越大轉(zhuǎn)化為____勢能就越大，從而使車比較容易到達坡頂。 【答案】質(zhì)量；速度；高度；動能；動；重力；動；重力 【解析】分析本題目不但要準確判斷出在騎車爬坡過程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能，而且還能利用所學的動能大小和重力勢能大小與什么因素有關(guān)等知識來解釋生活中的這一現(xiàn)象。 【總結(jié)升華】當物體有外力作用時，機械能會變化，這樣動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化量也會變化。 舉一反三： 【變式】如圖是將一個小球放到光滑的半圓形容器頂端放手后由A點經(jīng)過B點到達C點的頻閃照片。分析小球在不同位置時動能和重力勢能的大小，下列說法不正確的是（ ） A．小球從A到B的過程中速度越來越快，動能越來越大 B．小球從B到C的過程中速度越來越慢，重力勢能越來越大 C．小球在A點和C點的高度相同，重力勢能相同 D．小球到達C點后如果繼續(xù)拍照，可以拍到小球高出C點的畫面 【答案】D 5、把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，哪一圖象能正確反映球離手后至落回地面前機械能（E ）與籃球離地-高度（h）的關(guān)系（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，機械能不變。 【總結(jié)升華】本題的重點是知道影響動能和重力勢能的因素，同時理解能量守恒的實質(zhì)。 舉一反三： 【變式】許多同學都看過雜技演員表演的“水流星”，一根細繩系著盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就做圓周運動。如圖為一雜技演員正在豎直平面內(nèi)表演“水流星”，杯子在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列關(guān)于其中的一只杯子說法正確的是（　?。? A．受平衡力作用 B．重力勢能保持不變 C．機械能在不斷改變 D．運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變 【答案】C 6、在研究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)的實驗中，三個完全相同的木樁被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊，陷入沙坑中的情況如圖所示，在此實驗中，我們是通過觀察___________來比較重力勢能的大??；若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān)系是hA____ hB，若A、C兩鐵塊下落的高度相同時，則兩鐵塊質(zhì)量關(guān)系mA____ mC，實驗得出的結(jié)論是：物體重力勢能大小與_________和________有關(guān)。 　　　　　　　　　　　　　　　　 【答案】木樁陷入沙子的深淺；小于；小于；物體被舉高高度；質(zhì)量大小 【解析】這是一個探究重力勢能大小與什么因素有關(guān)的實驗。首先本實驗運用了轉(zhuǎn)換法，把重力勢能的大小通過同一木樁陷入沙地里的深淺體現(xiàn)出來。其次為了弄清楚重力勢能大小與高度關(guān)系，同學們要有控制變量的思想，保證鐵塊的質(zhì)量保持不變。同理探究重力勢能大小與質(zhì)量關(guān)系時，我們要保證鐵塊下落的高度是一樣的。 【總結(jié)升華】解決此類問題時，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系。