北师大版 九年级 物理《10.1机械能》ppt课件
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第一节
机械能
安徽临泉四中张旭东
、怎样判断一个力是否作了功？ 、功的两个要素是什么？ 、如何计算功的大小？ 、功的单位是什么？
为什么这样子？
1912年，在美国加州的长滩，一只海欧撞进了一架 刚起飞的莱特飞机的控制系统，飞机坠入大海，从 而开创了鸟撞飞机的先河.
“9.11事件”中恐怖分子劫持的飞机 为什么有炸弹一样的威力，撞击世 贸大厦后使其成为一片废墟？
哪些物体具有动能?
• • • • • 地上飞奔的猎豹； 高速路上行驶的空载火车 高速路上行驶的满载火车 快跑的小明 慢跑的小明
学以致用 1、判断动能变化情况
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 。
滚摆实验： 滚摆旋转着上升，越转 越 慢 ，此过程 动 能 转化为重力势能。
两个实验说明： 1动能和重力势能可以相互转化。
2．做功的实质：能量的转化或转移。 3 功是能的转化的量度！ 【即力对物体做了多少功，就有多少 能量发生变化】 ．机械能守恒定律：在只有动能和势 能发生相互转化过程中，机械能的总 量保持不变。
设计实验方案：
实验：
注意：通常把地面做为 零势能面
归纳结论： 高 1.质量相同时,物体被举得越__重力势能越大
大 2.被举高度相同时,物体的质量越__重力势能越大
（3）大小： Ep=mgh
注意：初中通常把地面做为参照面
我知道！
一架匀速上升的直升飞机，它的（ B） A、动能增加，重力势能不变 B、动能不变，重力势能增加 C、动能和重力势能都增加 D、动能和重力势能都不变
小结
动能
与速度和 质量有关 重力势能 势能 弹性势能 与被举高度 和质量有关
机械能
与弹性和形 变大小有关
2、比较动能大小
①汽车空载和满载时以相同速度前进： ②某同学慢跑和快跑时： 动能大。 动能大。
三、势能 1．重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具 有的能。
重 锤 对 木 桩 做 功
图二中的重锤是由于 被举高 对木桩做功而具有 了能。
图二
(2 ) 影响重力势能大小的因素有哪些呢?
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？ 1、重力势能的大小跟物体被举高度有关 猜想： 2、重力势能的大小跟物体的质量有关
操场上飞来的足球可以用脚去踢， 飞来的铅球可以用脚去踢吗？ 为什么？
块小 做球 功对 木
功木 重 桩锤 做对
弓对箭做功
图一
图二
图三
一· 能
滚动的小球具有做功的本领 被举高的重锤具有做功的本领 被拉开的弓具有做功的本领
1 定义：在物理学中，如果物体能够对别的物体做功， 我们就说这个物体具有能量，简称能。
答:（1）物体的速度大,动能就大, 不容易刹车,容易造成交通事故。 （2）质量大，动能就大，所以 大客车的限速要比小汽车的小。
课外拓展
太阳能-机械能转换 20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。阳光照射 到物体表面上时会产生压强，其值约为9×10-6帕。20年代， 前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆， 在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接 转换成机械能。科学家估计，在未来10～20年内，太阳帆 设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中 间过程进行间接转换。
请你举出一个动能和弹性势能相互转化的例子
课堂练习
1、在空中飞行的小石块，某时刻具有重力势能7J、动能3J， 此时石块的机械能为（ D ） A．4J B．7J C．3J D．10J 2、下列说法中，错误的是（ ABD ） A．质量相同的两个物体，放在高位置的比放在低位置的具 有的做功本领一定大 B．放在同一高度的两个物体，质量大的势能大 C．拉弓射箭是拉开的弓具有的弹性势能转化为箭的动能 D．打开降落伞的跳伞员在空中匀速下落时，他的动能和势 能不断减小 3、从静止在高空的直升飞机上释放一个物体，不计空气阻 力，释放时物体的机械能为500J，那么（ C ） A．释放时物体的重力势能小于500J B．下落过程中物体的机械能减小 C．物体落地时的动能是500J 返回 D．物体落地时的机械能大于500
4、皮球落地又弹起上升的过程中，可以分为四个过程：一、 下落过程。二、与地面碰撞过程。三、弹起过程。四、上升过 程。这四个过程中能量转化的情况分别是：在下落过程中， 重力势 能转化为 动 能。在与地面碰撞的过程中，动 能转化 为 弹性势 能。在弹起过程中， 弹性势 能转化为 动 能。在上升 过程中， 动 能转化为 重力势能。 5、在水力发电的过程中，水流冲击水轮机对水轮机 做功 ， 水轮机再带动发电机转动发电，从而把水的 重力势 能 转化为 动 能。
归纳结论：
大 质量相同时，速度＿＿的物体能做的功多， 表明它具有的动能＿＿ 多
实验：探索动能
与质量的关系
比较右图两个 实验得出：
速度相同时，质量＿＿的物体能做的功多， 大 这表明它具有的动能＿＿ 多
归纳以上两组结论得出：
速度 质量 运动的物体＿＿越大，＿＿越大，它 具有的动能就越多
1 2 3．大小： E k mv 2
大小与物体的________和 动能和势 质量 速度 物体运动的____有关 能在一定 条件下可 以相互转 大小与____和被举高的 质量 化 高度 ____有关
大小与物体的材料和弹性 形变程度有关
四
机械能的相互转化
单摆实验：
A C
B
A---B B---C C---B B---A
重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能
6、在右图所示 的实验中 (1)比较图中A、B 两个实验可得
A
B
C
质量相同时,物体被举得越高重力势能越大
A C (2)比较图中＿、＿两个实验可得：
被举高度相同时,物体的质量越大重力 势能越大
7.质量较大的老鹰与质量较小的燕子 在空中飞行，如果它们的动能相等， 那么 燕子 飞得快。
如图为高速公路一景，请从动能 的角度解释： （1）为什么要对机动车的行驶 速度进行限制？ （2）为什么在同样的道路上， 不同车型的限制车速不一样？
焦(J)
火箭发射时，燃料燃烧放出的气体推动火箭做功，所以燃 气具有能量，这种能量是热能。
常见的能量还有原子能、光能等。综上所述：如果物体能 够做功，我们就说物体具有能量。而且物体能够做的功越 多，物体具有的能越大。
小 球 对 木 块 做 功
重 锤 对 木 桩 做 功
弓对箭做功
图一
图二
图三
观察对比：思考小球、重锤、弓箭三者都能对外做功， 但是做功（具有能）的原因相同吗？
弓对箭做功
图三中的弓是由于 具有了能
弹性形变
对箭做功而
2 弹性势能 (1)定义 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 (2) 影响弹性势能大小的因素有哪些呢? 结论:（只能针对同一物体来说） 同一物体弹性形变越大，具有的 弹性势能就越多。
一展拳脚
BC 1、下列物体具有弹性势能的有( ) A、弹簧 B、拧紧的发条 C、推开的弹簧门 D、老虎钳 2、皮球落地又弹起上升的过程中，可以分为四个 过程：这四个过程中具有弹性势能的过程有（ BC ） A、下落过程。 B、与地面碰撞过程。 C、弹起过程。 D、上升过程。
分析
能做功” 指的是具有做功的本领，而并不 表示物体一定“要做功”，也不是“正在做
功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具 有能量，但它没有做功，也不一定要做功
能量的理解：
A 能量是表示物体做功本领大小的物理量，即能量可以用
能够做功的多少来衡量。
B.物体做功的过程就是能量转化的过程。
2
能的单位：
如图所示，此位置的过山车具有动能吗？ 具有重力势能吗？ 一个物体既有动能，又有势能，那么 动能与势能的和称为机械能
E=Ek+Ep
动能和势能区别和联系 定义 影响因素 联系
动能
Biblioteka Baidu
物体由于____而具有的能 运动
势能
重力势 能 弹性势 能
物体由于被____ 举高 而具有的能 物体由于发生 弹性 ____形变而具有 的能
考点
机械能及其转化和守恒
1．机械能：动能和势能的统称。 J 焦耳 焦 单位：______，简称：________，符号：______。 [易错点] 一个物体具有动能，可以说是具有机械能，但反过来一个 物体具有机械能，却不一定只具有动能，因为它可能还具有势能。 2．机械能的转化与守恒 动能和势能可以相互转化，在只有动能和势能相互转化的过程中， 机械能的总量保持不变，或者说机械能守恒。如果存在阻力，机械能 则不断减小。
一展拳脚 1、一辆自行车与一辆小汽车在平直公路上并 小汽车 ， 肩行驶，具有较大动能的是______ 速度相同的情况下小汽车的质量比自行车的质量大 。 因为__________ 2、一跳伞运动员，从空中匀速下降的过程中， 动能 不变 （不变、变大或变小） 3、一辆沿水平直马路匀速行驶的洒水车 ， 工作过程中它的动能 变小 (不变变大或变小）
小 球 对 木 块 做 功
图一中的小球是由于 块做功而具有了能。
运动
对木
图一
二. 动能 1 定义 物体由于运动而具有的能叫做动能.
影响动能大小的因素有哪些呢?
2 动能的大小跟哪些因素有关？
1、动能的大小跟物体运动的速度有关 猜想： 2、动能的大小跟物体的质量有关
设计实验方案：
实验：探索动能
与速度的关系
机械能
安徽临泉四中张旭东
、怎样判断一个力是否作了功？ 、功的两个要素是什么？ 、如何计算功的大小？ 、功的单位是什么？
为什么这样子？
1912年，在美国加州的长滩，一只海欧撞进了一架 刚起飞的莱特飞机的控制系统，飞机坠入大海，从 而开创了鸟撞飞机的先河.
“9.11事件”中恐怖分子劫持的飞机 为什么有炸弹一样的威力，撞击世 贸大厦后使其成为一片废墟？
哪些物体具有动能?
• • • • • 地上飞奔的猎豹； 高速路上行驶的空载火车 高速路上行驶的满载火车 快跑的小明 慢跑的小明
学以致用 1、判断动能变化情况
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 。
滚摆实验： 滚摆旋转着上升，越转 越 慢 ，此过程 动 能 转化为重力势能。
两个实验说明： 1动能和重力势能可以相互转化。
2．做功的实质：能量的转化或转移。 3 功是能的转化的量度！ 【即力对物体做了多少功，就有多少 能量发生变化】 ．机械能守恒定律：在只有动能和势 能发生相互转化过程中，机械能的总 量保持不变。
设计实验方案：
实验：
注意：通常把地面做为 零势能面
归纳结论： 高 1.质量相同时,物体被举得越__重力势能越大
大 2.被举高度相同时,物体的质量越__重力势能越大
（3）大小： Ep=mgh
注意：初中通常把地面做为参照面
我知道！
一架匀速上升的直升飞机，它的（ B） A、动能增加，重力势能不变 B、动能不变，重力势能增加 C、动能和重力势能都增加 D、动能和重力势能都不变
小结
动能
与速度和 质量有关 重力势能 势能 弹性势能 与被举高度 和质量有关
机械能
与弹性和形 变大小有关
2、比较动能大小
①汽车空载和满载时以相同速度前进： ②某同学慢跑和快跑时： 动能大。 动能大。
三、势能 1．重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具 有的能。
重 锤 对 木 桩 做 功
图二中的重锤是由于 被举高 对木桩做功而具有 了能。
图二
(2 ) 影响重力势能大小的因素有哪些呢?
重力势能的大小可能跟哪些因素有关？ 1、重力势能的大小跟物体被举高度有关 猜想： 2、重力势能的大小跟物体的质量有关
操场上飞来的足球可以用脚去踢， 飞来的铅球可以用脚去踢吗？ 为什么？
块小 做球 功对 木
功木 重 桩锤 做对
弓对箭做功
图一
图二
图三
一· 能
滚动的小球具有做功的本领 被举高的重锤具有做功的本领 被拉开的弓具有做功的本领
1 定义：在物理学中，如果物体能够对别的物体做功， 我们就说这个物体具有能量，简称能。
答:（1）物体的速度大,动能就大, 不容易刹车,容易造成交通事故。 （2）质量大，动能就大，所以 大客车的限速要比小汽车的小。
课外拓展
太阳能-机械能转换 20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。阳光照射 到物体表面上时会产生压强，其值约为9×10-6帕。20年代， 前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆， 在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接 转换成机械能。科学家估计，在未来10～20年内，太阳帆 设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中 间过程进行间接转换。
请你举出一个动能和弹性势能相互转化的例子
课堂练习
1、在空中飞行的小石块，某时刻具有重力势能7J、动能3J， 此时石块的机械能为（ D ） A．4J B．7J C．3J D．10J 2、下列说法中，错误的是（ ABD ） A．质量相同的两个物体，放在高位置的比放在低位置的具 有的做功本领一定大 B．放在同一高度的两个物体，质量大的势能大 C．拉弓射箭是拉开的弓具有的弹性势能转化为箭的动能 D．打开降落伞的跳伞员在空中匀速下落时，他的动能和势 能不断减小 3、从静止在高空的直升飞机上释放一个物体，不计空气阻 力，释放时物体的机械能为500J，那么（ C ） A．释放时物体的重力势能小于500J B．下落过程中物体的机械能减小 C．物体落地时的动能是500J 返回 D．物体落地时的机械能大于500
4、皮球落地又弹起上升的过程中，可以分为四个过程：一、 下落过程。二、与地面碰撞过程。三、弹起过程。四、上升过 程。这四个过程中能量转化的情况分别是：在下落过程中， 重力势 能转化为 动 能。在与地面碰撞的过程中，动 能转化 为 弹性势 能。在弹起过程中， 弹性势 能转化为 动 能。在上升 过程中， 动 能转化为 重力势能。 5、在水力发电的过程中，水流冲击水轮机对水轮机 做功 ， 水轮机再带动发电机转动发电，从而把水的 重力势 能 转化为 动 能。
归纳结论：
大 质量相同时，速度＿＿的物体能做的功多， 表明它具有的动能＿＿ 多
实验：探索动能
与质量的关系
比较右图两个 实验得出：
速度相同时，质量＿＿的物体能做的功多， 大 这表明它具有的动能＿＿ 多
归纳以上两组结论得出：
速度 质量 运动的物体＿＿越大，＿＿越大，它 具有的动能就越多
1 2 3．大小： E k mv 2
大小与物体的________和 动能和势 质量 速度 物体运动的____有关 能在一定 条件下可 以相互转 大小与____和被举高的 质量 化 高度 ____有关
大小与物体的材料和弹性 形变程度有关
四
机械能的相互转化
单摆实验：
A C
B
A---B B---C C---B B---A
重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能
6、在右图所示 的实验中 (1)比较图中A、B 两个实验可得
A
B
C
质量相同时,物体被举得越高重力势能越大
A C (2)比较图中＿、＿两个实验可得：
被举高度相同时,物体的质量越大重力 势能越大
7.质量较大的老鹰与质量较小的燕子 在空中飞行，如果它们的动能相等， 那么 燕子 飞得快。
如图为高速公路一景，请从动能 的角度解释： （1）为什么要对机动车的行驶 速度进行限制？ （2）为什么在同样的道路上， 不同车型的限制车速不一样？
焦(J)
火箭发射时，燃料燃烧放出的气体推动火箭做功，所以燃 气具有能量，这种能量是热能。
常见的能量还有原子能、光能等。综上所述：如果物体能 够做功，我们就说物体具有能量。而且物体能够做的功越 多，物体具有的能越大。
小 球 对 木 块 做 功
重 锤 对 木 桩 做 功
弓对箭做功
图一
图二
图三
观察对比：思考小球、重锤、弓箭三者都能对外做功， 但是做功（具有能）的原因相同吗？
弓对箭做功
图三中的弓是由于 具有了能
弹性形变
对箭做功而
2 弹性势能 (1)定义 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 (2) 影响弹性势能大小的因素有哪些呢? 结论:（只能针对同一物体来说） 同一物体弹性形变越大，具有的 弹性势能就越多。
一展拳脚
BC 1、下列物体具有弹性势能的有( ) A、弹簧 B、拧紧的发条 C、推开的弹簧门 D、老虎钳 2、皮球落地又弹起上升的过程中，可以分为四个 过程：这四个过程中具有弹性势能的过程有（ BC ） A、下落过程。 B、与地面碰撞过程。 C、弹起过程。 D、上升过程。
分析
能做功” 指的是具有做功的本领，而并不 表示物体一定“要做功”，也不是“正在做
功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具 有能量，但它没有做功，也不一定要做功
能量的理解：
A 能量是表示物体做功本领大小的物理量，即能量可以用
能够做功的多少来衡量。
B.物体做功的过程就是能量转化的过程。
2
能的单位：
如图所示，此位置的过山车具有动能吗？ 具有重力势能吗？ 一个物体既有动能，又有势能，那么 动能与势能的和称为机械能
E=Ek+Ep
动能和势能区别和联系 定义 影响因素 联系
动能
Biblioteka Baidu
物体由于____而具有的能 运动
势能
重力势 能 弹性势 能
物体由于被____ 举高 而具有的能 物体由于发生 弹性 ____形变而具有 的能
考点
机械能及其转化和守恒
1．机械能：动能和势能的统称。 J 焦耳 焦 单位：______，简称：________，符号：______。 [易错点] 一个物体具有动能，可以说是具有机械能，但反过来一个 物体具有机械能，却不一定只具有动能，因为它可能还具有势能。 2．机械能的转化与守恒 动能和势能可以相互转化，在只有动能和势能相互转化的过程中， 机械能的总量保持不变，或者说机械能守恒。如果存在阻力，机械能 则不断减小。
一展拳脚 1、一辆自行车与一辆小汽车在平直公路上并 小汽车 ， 肩行驶，具有较大动能的是______ 速度相同的情况下小汽车的质量比自行车的质量大 。 因为__________ 2、一跳伞运动员，从空中匀速下降的过程中， 动能 不变 （不变、变大或变小） 3、一辆沿水平直马路匀速行驶的洒水车 ， 工作过程中它的动能 变小 (不变变大或变小）
小 球 对 木 块 做 功
图一中的小球是由于 块做功而具有了能。
运动
对木
图一
二. 动能 1 定义 物体由于运动而具有的能叫做动能.
影响动能大小的因素有哪些呢?
2 动能的大小跟哪些因素有关？
1、动能的大小跟物体运动的速度有关 猜想： 2、动能的大小跟物体的质量有关
设计实验方案：
实验：探索动能
与速度的关系