九年級(jí)物理上冊(cè) 12.1動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能學(xué)案 （新版）蘇科版.doc

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動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 　　1、知道動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能及機(jī)械能的概念； 　　2、了解影響動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能大小的因素； 3、掌握探究影響動(dòng)能、重力勢(shì)能大小的實(shí)驗(yàn)過(guò)程； 4、了解機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、能 一個(gè)物體能對(duì)另一個(gè)物體做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能。 要點(diǎn)詮釋： 1、物體具有做功的本領(lǐng)，即說(shuō)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(shuō)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(diǎn)二、動(dòng)能 動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。 要點(diǎn)詮釋： 1、物體動(dòng)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動(dòng)的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大其動(dòng)能越大，物體的速度越小其動(dòng)能越小。具有相同運(yùn)動(dòng)速度的物體，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越小動(dòng)能越小。 2、動(dòng)能是“由于運(yùn)動(dòng)”這個(gè)原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量叫動(dòng)能”。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有動(dòng)能而且還具有其它形式的能量。 要點(diǎn)三、勢(shì)能 1.重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能。 2.彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能量叫做彈性勢(shì)能。 要點(diǎn)詮釋： 1、重力勢(shì)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(shì)能越大。 2、重力勢(shì)能是“被舉高”這個(gè)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(shì)能”。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有重力勢(shì)能而且還具有其它形式的能量。 3、彈性勢(shì)能的大小與彈性形變的程度有關(guān)。 要點(diǎn)四、機(jī)械能 動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 要點(diǎn)五、動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化 1、在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢(shì)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?gòu)母呦侣涞倪^(guò)程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能后，后來(lái)又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 2、在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳板跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過(guò)程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來(lái)是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 3、水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)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(shì)能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺(tái)到幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車(chē)田”聯(lián)在一起供電。 【典型例題】 類型一、基礎(chǔ)知識(shí) 1、下列關(guān)于能量的說(shuō)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(duì)于地面靜止不動(dòng)，實(shí)際上它也具有能 【思路點(diǎn)撥】了解能的定義一個(gè)物體“能”對(duì)另一個(gè)物體做功，我們就說(shuō)這個(gè)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(jī)，推土機(jī)對(duì)土做功，推土機(jī)具有能；被舉高的杠鈴靜止不動(dòng)，沒(méi)有做功，杠鈴具有重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤，符合題意； B、被壓縮的彈簧具有彈性勢(shì)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(duì)于地面靜止不動(dòng)，實(shí)際上它是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)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(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　　） A．一個(gè)物體能夠做功越多，這個(gè)物體具有的能量越多 B．動(dòng)能、勢(shì)能及機(jī)械能的單位都是焦耳 C．用線懸掛著的靜止的小球沒(méi)有做功，所以小球沒(méi)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(dòng)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(lái)越大，則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．雪球的動(dòng)能一定增大 B．雪球的勢(shì)能一定減小 C．雪球的機(jī)械能一定不變 D．雪球的動(dòng)能一定不變 【思路點(diǎn)撥】物體動(dòng)能的大小和兩個(gè)因素有關(guān)，一是物體質(zhì)量大小，二是物體運(yùn)動(dòng)速度大小。 物體重力勢(shì)能和兩個(gè)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(jī)械能包括兩個(gè)方面，一是動(dòng)能，二是勢(shì)能。 物體的勢(shì)能包括兩個(gè)方面，一是重力勢(shì)能，二是彈性勢(shì)能。 根據(jù)本題所給具體事例，對(duì)每個(gè)物理量的變化情況進(jìn)行分析，得出結(jié)論。 【答案】A 【解析】當(dāng)雪球下滾的過(guò)程中，由于雪球越來(lái)越大，所以物體質(zhì)量變大了。由于物體勻速下滾，所以運(yùn)動(dòng)速度沒(méi)有發(fā)生變化；當(dāng)速度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大，所以物體動(dòng)能變大。由于物體下滾后高度下降，所以被舉高度變小了；當(dāng)質(zhì)量變大，物體被舉高度變小，則重力勢(shì)能大小變化無(wú)法判斷。 由于重力勢(shì)能大小無(wú)法判斷，所以物體機(jī)械能大小也無(wú)法判斷。故選A。 【總結(jié)升華】本題考查學(xué)生的影響動(dòng)能、重力勢(shì)能因素的掌握情況，要記住機(jī)械能的定義，還要根據(jù)現(xiàn)象來(lái)回答問(wèn)題。 舉一反三： 【變式】蕩秋千的人從最高點(diǎn)向最低點(diǎn)擺的過(guò)程中，速度變大，則他的（　?。? A．重力勢(shì)能增加，動(dòng)能不變 B．重力勢(shì)能不變，動(dòng)能增加 C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加 D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小 【答案】C 3、（多選）下列物體中具有彈性勢(shì)能的是（ ） A．?dāng)Q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(méi)有發(fā)生彈性形變自然沒(méi)有彈性勢(shì)能，充滿氣的氣球發(fā)生了彈性形變，自然有彈性勢(shì)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(fù)原狀，具有彈性勢(shì)能，后者不能恢復(fù)原狀。我們?cè)谘芯磕芰渴睾愕膯?wèn)題時(shí)，涉及到彈性勢(shì)能的時(shí)候，務(wù)必要分清形變的性質(zhì)。 類型二、知識(shí)應(yīng)用 4、騎自行車(chē)上坡前，往往要加緊蹬幾下，從能的轉(zhuǎn)化角度說(shuō)明這樣做的好處？ 　　答：因?yàn)槿撕妥孕熊?chē)的____不變，所以動(dòng)能只與______有關(guān)，重力勢(shì)能只與_______有關(guān)。加緊蹬幾下，可增大速度，使車(chē)在上坡前有足夠大的______。由于車(chē)在上坡過(guò)程中，是___能轉(zhuǎn)化為_(kāi)____勢(shì)能，所以____能越大轉(zhuǎn)化為_(kāi)___勢(shì)能就越大，從而使車(chē)比較容易到達(dá)坡頂。 【答案】質(zhì)量；速度；高度；動(dòng)能；動(dòng)；重力；動(dòng)；重力 【解析】分析本題目不但要準(zhǔn)確判斷出在騎車(chē)爬坡過(guò)程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能，而且還能利用所學(xué)的動(dòng)能大小和重力勢(shì)能大小與什么因素有關(guān)等知識(shí)來(lái)解釋生活中的這一現(xiàn)象。 【總結(jié)升華】當(dāng)物體有外力作用時(shí)，機(jī)械能會(huì)變化，這樣動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化量也會(huì)變化。 舉一反三： 【變式】如圖是將一個(gè)小球放到光滑的半圓形容器頂端放手后由A點(diǎn)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的頻閃照片。分析小球在不同位置時(shí)動(dòng)能和重力勢(shì)能的大小，下列說(shuō)法不正確的是（ ） A．小球從A到B的過(guò)程中速度越來(lái)越快，動(dòng)能越來(lái)越大 B．小球從B到C的過(guò)程中速度越來(lái)越慢，重力勢(shì)能越來(lái)越大 C．小球在A點(diǎn)和C點(diǎn)的高度相同，重力勢(shì)能相同 D．小球到達(dá)C點(diǎn)后如果繼續(xù)拍照，可以拍到小球高出C點(diǎn)的畫(huà)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(jī)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(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變。 【總結(jié)升華】本題的重點(diǎn)是知道影響動(dòng)能和重力勢(shì)能的因素，同時(shí)理解能量守恒的實(shí)質(zhì)。 舉一反三： 【變式】許多同學(xué)都看過(guò)雜技演員表演的“水流星”，一根細(xì)繩系著盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就做圓周運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)，則下列關(guān)于其中的一只杯子說(shuō)法正確的是（　　） A．受平衡力作用 B．重力勢(shì)能保持不變 C．機(jī)械能在不斷改變 D．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變 【答案】C 6、在研究物體的重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，三個(gè)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(shí)驗(yàn)中，我們是通過(guò)觀察___________來(lái)比較重力勢(shì)能的大小；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(shí)，則兩鐵塊質(zhì)量關(guān)系mA____ mC，實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體重力勢(shì)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(gè)探究重力勢(shì)能大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把重力勢(shì)能的大小通過(guò)同一木樁陷入沙地里的深淺體現(xiàn)出來(lái)。其次為了弄清楚重力勢(shì)能大小與高度關(guān)系，同學(xué)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(shì)能大小與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，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(wèn)題時(shí)，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來(lái)探究物體的重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系。