2024年秋初中科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)同步課件（浙教版）3.2.2機(jī)械能

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒2.2機(jī)械能1學(xué)習(xí)目標(biāo)2課時(shí)導(dǎo)入3感悟新知4隨堂檢測(cè)5課堂小結(jié)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的廣泛的應(yīng)用激流勇進(jìn)是一種常見(jiàn)的水上機(jī)動(dòng)游樂(lè)設(shè)備，游客們?cè)谝欢ò踩b置的束縛下，沿著被設(shè)計(jì)好路線的水道漂行。如圖其間通常會(huì)有至少一次瞬時(shí)跌落的過(guò)程，使人緊張刺激，產(chǎn)生驚心動(dòng)魄的感覺(jué)。你知道在跌落的過(guò)程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化嗎？如圖在最高處時(shí)具有較大的重力勢(shì)能和較小的動(dòng)能，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低處時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。今天我們通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一下動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。知識(shí)點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1如圖所示，用細(xì)繩把擺錘懸掛起來(lái)，將擺錘拉到某一高度后釋放。用頻閃照相技術(shù)拍攝的擺錘運(yùn)動(dòng)的情景。研究擺錘的擺動(dòng)1．單擺實(shí)驗(yàn)在擺錘向下擺動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？在擺錘擺過(guò)中點(diǎn)向上擺動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？擺錘向下擺動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大。在擺錘擺過(guò)中點(diǎn)向上擺動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大。2．滾擺實(shí)驗(yàn)如圖所示，把一個(gè)滾擺懸掛起來(lái)。用手捻動(dòng)滾擺，使懸線纏在軸上，將滾擺升高到最高點(diǎn)，然后放手。在滾擺下降的過(guò)程中，重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？當(dāng)滾擺上升的過(guò)程中，重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？在滾擺下降的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大；當(dāng)滾擺上升的過(guò)程中，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小。視頻：滾擺在上、下運(yùn)動(dòng)3．高處滾下的小球?qū)嶒?yàn)如圖所示，把金屬小球放在A處，然后讓它沿軌道滾下，觀察小球的滾動(dòng)過(guò)程。(1)小球在A、B、C、D各點(diǎn)具有什么形式的能量？ACDBA點(diǎn)具有:重力勢(shì)能；B點(diǎn)具有動(dòng)能

；C點(diǎn)具有重力勢(shì)能、動(dòng)能；D點(diǎn)具有重力勢(shì)能。(2)小球在滾動(dòng)過(guò)程中能量如何轉(zhuǎn)化？ACDB小球在滾動(dòng)過(guò)程中由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，再由動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能。4.橡皮筋拉長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)把橡皮筋拉長(zhǎng)，然后放手，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？參考答案：把橡皮筋拉長(zhǎng)，然后放手后橡皮筋就會(huì)飛出去。這是因?yàn)楫?dāng)拉長(zhǎng)橡皮筋時(shí)，橡皮筋就儲(chǔ)存了彈性勢(shì)能。放手后橡皮筋就會(huì)飛出去，橡皮筋的動(dòng)能就是由繃緊的橡皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。5.請(qǐng)分析蹦蹦桿中能量轉(zhuǎn)化蹦蹦桿是依靠自身的重力擠壓蹦蹦桿下端的彈簧，這樣原有的重力勢(shì)能就以彈性勢(shì)能的形式儲(chǔ)存在彈簧中。躍起時(shí)彈性勢(shì)能被釋放出來(lái)，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和動(dòng)能，人就會(huì)向上跳躍。思考討論2：如果忽略空氣阻力和摩擦力擺錘和滾擺上升時(shí)都能達(dá)到原來(lái)的高度嗎？如果忽略空氣阻力和摩擦力，就沒(méi)有能量損失，所以擺錘和滾擺能達(dá)到原來(lái)的高度。思考討論1：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么問(wèn)題？通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。1.機(jī)械能物體有時(shí)既具有動(dòng)能又具有勢(shì)能。例如:起重機(jī)吊起重物過(guò)程中，重物因運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，又因離地面有一定高度而又有重力勢(shì)能。機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。知識(shí)點(diǎn)機(jī)械能守恒22.機(jī)械能守恒如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量就保持不變，或者說(shuō)，機(jī)械能守恒。擺錘的擺動(dòng)，滾擺的運(yùn)動(dòng)，如果沒(méi)有空氣摩擦阻力，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能守恒，那么擺錘和滾擺每次都能上升到原來(lái)的高度。思考與討論在上述活動(dòng)中，擺錘和滾擺每次上升的高度都在減小，最后會(huì)停在最低點(diǎn)。那么，機(jī)械能為什么會(huì)減少呢？參考答案：擺錘和滾擺在上下擺動(dòng)過(guò)程中與空氣發(fā)生摩擦，不斷消耗機(jī)械能，所以機(jī)械能減小，則所以高度都在減小，最后會(huì)停在最低點(diǎn)。思考討論：分析游樂(lè)場(chǎng)中的過(guò)山車(chē)人在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)和中部位置時(shí)，重力勢(shì)能和動(dòng)能的大小及其相互轉(zhuǎn)換情況。參考答案：人在最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，最低點(diǎn)重力勢(shì)能最小，動(dòng)能最大。由最高點(diǎn)向中部轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中動(dòng)能增大重力勢(shì)能減小，由最低點(diǎn)向中部位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能減小重力勢(shì)能增大?？傊^(guò)山車(chē)下降：重力勢(shì)能——?jiǎng)幽苌仙?動(dòng)能——重力勢(shì)能。1.撐桿跳高撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳前進(jìn)行一段助跑，獲得大量的________。起跳后，他的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的_____________和撐桿的___________。動(dòng)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能知識(shí)點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的廣泛的應(yīng)用3當(dāng)上升到一定高度時(shí)，動(dòng)能減小到最小值。此后，彈性勢(shì)能不斷釋放，促使運(yùn)動(dòng)員不斷上升，同時(shí)重力勢(shì)能不斷增加，如圖所示。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過(guò)橫桿下落的過(guò)程中，他的__________又被轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。重力勢(shì)能動(dòng)能2.水力發(fā)電中的能量轉(zhuǎn)化上游庫(kù)區(qū)的水（勢(shì)能）采水口水落下（動(dòng)能）水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)（做功）水輪機(jī)的葉輪在水力發(fā)電站，被大壩攔住的上游水積蓄了大量的_______。當(dāng)這些水通過(guò)壩中的水管向低處流動(dòng)時(shí)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____。而流動(dòng)的水沖擊水輪機(jī)的葉輪，又將________傳遞給水輪機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再轉(zhuǎn)化為_(kāi)______。勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能電能如圖為人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的示意圖。衛(wèi)星離地球中心最近的點(diǎn)叫做近地點(diǎn)，離地球中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)叫做遠(yuǎn)地點(diǎn)。衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度較大，在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度較小，那么，衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過(guò)程中，它的動(dòng)能和勢(shì)能如何變化？思考與討論近地點(diǎn)地球遠(yuǎn)地點(diǎn)衛(wèi)星衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過(guò)程中，高度增大，勢(shì)能增加，遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度較小，動(dòng)能減小。1.[2023·杭州]小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落。不計(jì)空氣阻力，小球從離開(kāi)手到落回手中之前的過(guò)程中，其能量變化是(

)A.動(dòng)能先增大后減小

B.勢(shì)能先減小后增大C.機(jī)械能先減小后增大

D.機(jī)械能保持不變D【點(diǎn)撥】當(dāng)小球上升時(shí)，高度增大，重力勢(shì)能增大；速度減小，動(dòng)能減小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。當(dāng)小球下降時(shí)，高度減小，重力勢(shì)能減小；速度增大，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。因此小球的動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能先增大后減小，故A、B錯(cuò)誤。由于不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能沒(méi)有損失，所以機(jī)械能保持不變，故C錯(cuò)誤，D正確。2.如圖所示，物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列物塊的相關(guān)科學(xué)量隨時(shí)間變化的圖像中，正確的是(

)B