九年级物理上册12.1动能势能机械能教学案新版苏科版

第一节动能势能机械能

学点1动能

1．理解能量的概念，认识动能．

问题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．”相互交流对这句话的理解，判断下列关于能量认识的正误，其中错误是()

A．能量的单位和功的单位相同

B．不做功的物体没有能量

C．物体具有能量就能够对外做功

D．物体对外做功的过程中，将消耗物体具有的能量

E．物体能对外做多少功，物体就具有多少能量

F．物体具有多少能量，就能对外做多少功

[答案] B

问题2：锤子运动起来后就能将钉子钉入木板，子弹运动起来后就能射穿鸡蛋，这两个事例说明的一个共同问题是：__运动的物体能对其他物体做功(或运动的物体具有动能)__．尝试再举一个类似的事例：__流动的空气能推动帆船前进(合理均可)__．问题3：判断物体是否具有动能的标准是什么？飞机一定具有动能吗？

[答案] 判断物体是否具有动能的标准是看物体是否运动，一切运动的物体都具有动能．运动的飞机具有动能，静止的飞机不具有动能．

2．探究动能大小与哪些因素有关．

(1)猜想：动能的大小与__质量__和__速度__有关．

(2)实验探究的主要方法：__控制变量法__．

(3)实验中研究对象是__小车__(选填“小车”或“木块”)．

控制小车运动速度相同的具体方法是：__将小车从同一斜面的同一高度处释放__；比较运动物体(小车)动能大小的具体方法是：__比较置于同一水平面上的同一木块被小车推动的距离__．

(4)如图12－1－1甲所示的一组实验，探究的是动能与__速度__的关系，探究得到的结论是：__质量相同时，速度越大，物体所具有的动能就越大__．

图12－1－1

如图乙所示的一组实验，探究的是动能与__质量__的关系，探究得到的结论是：__速度相同时，质量越大，物体所具有的动能就越大__．

综合上述两组实验可得到的结论是：__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，物体所具有的动能就越大__．

学点2势能

1．弹性势能

问题1：如图12－1－2(a)所示，拉伸的橡皮筋能将子弹射出；如图(b)所示，上紧的发条能带动钟表的齿轮和指针转动；如图(c)所示，压缩的弹簧能弹开小车．这三个事例说明的一个共同问题是：__发生弹性形变的物体能对其他物体做功(发生弹性形变的物体具有弹性势能)__．尝试再举一个类似的事例：__拉开的弓能将箭射出(合理均可)__．

图12－1－2

问题2：判断物体是否具有弹性势能的标准是什么？弹簧一定具有弹性势能吗？

[答案] 判断物体是否具有弹性势能的标准是看物体是否发生了弹性形变．发生弹性形变的弹簧具有弹性势能，未发生弹性形变的弹簧不具有弹性势能．

问题3：橡皮筋拉伸得越长，能将“子弹”射出越远；发条上得越紧，能带动钟表的齿轮和指针转动越长久；弹簧压缩得越多，能将小车弹开越远．这些事实均表明：__弹性形变越大，物体的弹性势能就越大__．

2．重力势能

问题1：打桩机上被举高的重锤能将桩打入地下，山坡上的石头能摧毁山下的建筑物，是因为它们都具有__重力势__能．

问题2：判断物体是否具有重力势能的标准是什么？牢牢挂在枝头的苹果是否具有重力势能？

[答案] 判断物体是否具有重力势能的标准是看物体是否有高度．挂在枝头的苹果是在高处，有高度，一定具有重力势能．

问题3：阅读教材P35“活动：模拟打桩”部分内容，想一想：

①可以通过“桩打得深浅”比较被举高的“重锤”具有的__重力势__能的大小．

②像这样打桩，要想将“桩”打得深一些可以采用的方法有__增加“重锤”的质量__和__增加“重锤”的高度__两种．

实验和研究表明：物体的重力势能与物体的__质量__和__高度__有关，__质量__越大、__高度__越高，它具有的重力势能就越大．

问题4：重力势能和弹性势能统称为__势能__．

学点3机械能

问题1：动能和势能统称为机械能．机械能共包含__3__种基本形式的能量，分别为__动能、弹性势能、重力势能__．

问题2：一个物体__可以__(选填“可以”或“不可以”)同时具有多种形式的机械能，请列举一个同时具有动能和重力势能的物体：__高空飞行的飞机(合理均可)__．问题3：在空中飞行的一只球，它具有的重力势能是 5 J，动能是 4 J，这只球具有的机械能是__9__J．物体具有机械能的多少等于__动能__和__势能__的总和．学点4动能、势能的相互转化和机械能的变化

1．观察摆球动能和重力势能的相互转化．

问题1：动手操作并观察教材P36图12－10所示的实验，填写课本相应的空白．

[答案] 增大减小大小动小重力势0大

问题2：该实验说明：__动能和重力势能可以相互转化__．

问题3：动能和弹性势能可以相互转化吗？请设计一个实验或举出一个事例说明．

[答案] 可以，拉弯的弓将箭射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能；滚动的球将弹簧压缩的过程中，球的动能转化为弹簧的弹性势能．(合理即可)

问题4：观察教材P36图12－11，分析各图中动能与势能的转化情况并交流反馈．

(a)过山车上升过程：__动能转化为重力势能__；下降过程：__重力势能转化为动能__．

(b)皮球落地反弹下落过程：__重力势能转化为动能__；形变过程：__动能转化为弹性势能__；形变恢复过程：__弹性势能转化为动能__；上升过程：__动能转化为重力势能__．

(c)荡秋千上升过程：__动能转化为重力势能__；下降过程：__重力势能转化为动能__．

(d)撑竿跳高撑竿过程：__动能转化为弹性势能__；起跳过程：__弹性势能转化为重力势能__；下落过程：__重力势能转化为动能__．

2．判断机械能的变化．

问题：在教材P36图12－10所示的摆球实验中，我们还观察到：摆球在自由摆动的过程中，每次上升的高度都在降低，最终在最低处静止．

①每次摆球在最高点处，动能均为__0__，重力势能逐次__变小__，所以机械能逐次__变小__．(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)

②摆球摆动过程中机械能总量不断减小的原因是：__克服空气阻力做功，消耗机械能__．