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2019-2020年九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《動(dòng)能與勢(shì)能》教學(xué)案(無(wú)答案) 華師大版
【知識(shí)梳理】
動(dòng)能
動(dòng)能是指物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),物體的質(zhì)量越大,運(yùn)動(dòng)速度越快,其動(dòng)能就越大。
二、勢(shì)能
1.勢(shì)能的分類:重力勢(shì)能和弾性勢(shì)能。
2.重力勢(shì)能是指物體由于被舉高而具有的能量。重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體被舉高的高度有關(guān),質(zhì)量越大,被舉得越高,其重力勢(shì)能就越大。
3.彈性勢(shì)能是指物體由于發(fā)生形變而具有的能量。弾性勢(shì)能的大小與物體的形變程度有關(guān),物體發(fā)生的形變?cè)酱?,其彈性?shì)能就越大。
三、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
1.動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
2.物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,如果沒(méi)有摩擦力等阻力,動(dòng)能和勢(shì)能在轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能的總量保持不變,即機(jī)械能守恒。
3.在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,若有“物體勻速下落”,“物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有發(fā)熱現(xiàn)象”’或“物體表面粗糙”或沒(méi)有“物體表面光滑”等字樣,均有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,從而使機(jī)械能不守恒。
【典型例題】
考點(diǎn)一 動(dòng)能與機(jī)械能的大小判斷
例1 (xx?武漢)如圖所示,一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè),關(guān)于該灑水車,下列說(shuō)法正確的是( ?。?
A.機(jī)械能不變,重力勢(shì)能不變
B.機(jī)械能變小,重力勢(shì)能動(dòng)能變小
C.機(jī)械能不變,動(dòng)能變小
D.機(jī)械能變小,動(dòng)能不變
考點(diǎn)二 動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒
例2 (xx?十堰)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段如圖所示,則運(yùn)動(dòng)員( ?。?
A.助跑過(guò)程中機(jī)械能不變
B.起跳后升空的過(guò)程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
C.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零
D.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最小
【探究提升】
例 (xx?南寧)在探究彈性勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)時(shí),小明提出了如下猜想:
猜想一:彈性勢(shì)能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān);
猜想二:彈性勢(shì)能的大小是彈簧的材料有關(guān).
為此,小明選用材料不同的兩根彈簧A和B(長(zhǎng)度和粗細(xì)相同),小球、木塊和長(zhǎng)刻度尺各一,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究.實(shí)驗(yàn)中,木塊起始位置相同.最后得出以下實(shí)驗(yàn)記錄表.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
使用的彈簧
被壓縮后彈簧的長(zhǎng)度/cm
木塊移動(dòng)的距離
①
彈簧A
5
S1
②
彈簧A
8
S2
③
彈簧B
5
S3
④
彈簧B
8
S4
(1)由于彈性勢(shì)能的大小不便用儀器測(cè)量,本實(shí)驗(yàn)把彈性勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)換為測(cè)量木塊移動(dòng)的距離,這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法.下列實(shí)驗(yàn)中用到此方法的是_______(填序號(hào)).
①探究“杠桿的平衡條件”②探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”
(2)請(qǐng)將探究猜想一的方案補(bǔ)充完整.
①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好;
②壓縮彈簧,使其長(zhǎng)度為5cm.放手后,小球被彈出,推動(dòng)木塊移動(dòng)了一段距離S1;
③壓縮彈簧,使其長(zhǎng)度為_______cm.放手后,小球被彈出,推動(dòng)木塊移動(dòng)距離______.
④比較分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論.
(3)彈簧將小球彈開的過(guò)程中,是彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小球的_______能.
(4)為了探究猜想二,可選用試驗(yàn)②和______的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,若____________,說(shuō)明彈性勢(shì)能的大小與彈簧的材料有關(guān).
【牛刀小試】
1.下列情況下,機(jī)械能發(fā)生變化的是( ?。?
A.物體從光滑斜面上自由滑下
B.跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速降落
C.物體在光滑的水平面上勻速運(yùn)動(dòng)
D.物體在真空中自由下落
2.騎自行車上坡前往往要加緊蹬幾下,這樣做是為( ?。?
A.增大車的慣性
B.增大車的沖力
C.增大車的動(dòng)能
D.增大車的勢(shì)能
3.(xx?成都)如圖是運(yùn)載火箭點(diǎn)火起飛的情景.在火箭離地升空的過(guò)程中,關(guān)于火箭中搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉(zhuǎn)化,下列說(shuō)法正確的是( ?。?
A.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
B.重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
C.機(jī)械能的總量不變
D.機(jī)械能的總量增加
4.(xx?烏蘭察布)如圖所示是一個(gè)左右對(duì)稱的凹形槽,將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,若小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功用W表示,忽略空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是( ?。?
A.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的增加量之差等于W
B.小球能夠從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)
C.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量
D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能的減少量等于動(dòng)能的增加量
5.(xx?鹽城)2012年11月25日,“殲-15”艦載機(jī)返回到“遼寧號(hào)”航母上時(shí),雖已關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),但由于_______仍向前滑行.艦載機(jī)被航母上的彈性繩鉤住,速度迅速減小,說(shuō)明力可以改變物體的________,該過(guò)程中艦載機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性繩的____________能.
6.(xx?武漢)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響.他在水平桌面上分別鋪上毛巾、棉布、木板,讓小車從斜面上的同一位置由靜止滑下,在小車停下的位置分別做上標(biāo)記.
(1)標(biāo)記③是小車在_______表面上停下的位置.
(2)分析可知:水平表面越光滑,小車受到的阻力越小,速度減小得越_____.推理可知:運(yùn)動(dòng)小車如果不受阻力作用,它將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
(3)若讓同一小車從不同高度處滑下,則不僅可以探究小車的重力勢(shì)能與________的關(guān)系,還可以探究小車的動(dòng)能與_________的關(guān)系.
【高手過(guò)招】
1.如圖所示表示一個(gè)人站在勻速上升的電梯上,下列分析正確的是( ?。?
A.電梯上升過(guò)程中,人的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
B.電梯上升過(guò)程中,電梯對(duì)人的支持力做功為零
C.電梯上升過(guò)程中,人的機(jī)械能不斷增大
D.人對(duì)電梯的壓力與電梯對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力
2.(xx?北京)下列有關(guān)機(jī)械能的說(shuō)法中正確的是( ?。?
A.只要有力對(duì)物體做功,物體的機(jī)械能就改變
B.在平衡力作用下運(yùn)動(dòng)的木塊的動(dòng)能保持不變
C.推出的鉛球在下落過(guò)程中增加的動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的
D.如果物體通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值不變,則物體的機(jī)械能不變
3.有一種運(yùn)動(dòng)叫蹦極,如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化示意圖,彈性繩一端固定在O點(diǎn),另一端系住運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落,A點(diǎn)處彈性繩自然伸直.B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員拉力相等的點(diǎn),C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中忽略空氣阻力,則下列分析錯(cuò)誤的是( ?。?
A.從O至C運(yùn)動(dòng)員速度一直減小
B.從O點(diǎn)至A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能不守恒,從A點(diǎn)至C點(diǎn)機(jī)械能守恒
C.從O至A過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度增大,從A至C過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度減小
D.從O至B過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度增大,從B至C過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度減小
4.(xx?南充)如圖所示,小球從左端由靜止釋放,在左右擺動(dòng)過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,則( ?。?
A.從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程,一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
B.從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程,一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
C.左側(cè)最高點(diǎn)的高度大于右側(cè)最高點(diǎn)的高度
D.左側(cè)最高點(diǎn)的高度等于右側(cè)最高點(diǎn)的高度
(xx?無(wú)錫)地震過(guò)后往往會(huì)伴有泥石流等災(zāi)害,泥石流之所以會(huì)造成巨大的危害,是因?yàn)橛墒⒛嗤帘挥晁畯母咛帥_下來(lái)時(shí)將_________能轉(zhuǎn)化為巨大的________能.災(zāi)害發(fā)生后,救災(zāi)飛機(jī)迅速到達(dá)災(zāi)區(qū)上空,當(dāng)它在一定高度勻速飛行并投下救災(zāi)物資后,飛機(jī)的機(jī)械能將_______(選填“變大”“變小”或“不變”).
如圖是探究“動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn).
用質(zhì)量不同的A、B兩個(gè)小球(mA>mB)碰撞靜止在同一水平面上的紙盒.實(shí)驗(yàn)中控制小球的高度相同,是為了控制小球達(dá)到底端時(shí)______相同;實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察紙盒被推動(dòng)的距離的大小,可以比較A、B兩個(gè)小球的_________的大小。
將甲與乙兩實(shí)驗(yàn)比較可知,小球動(dòng)能的大小與小球的_________有關(guān)。
將甲與丙兩實(shí)驗(yàn)比較可知,小球動(dòng)能的大小與小球的_________有關(guān)。
本次實(shí)驗(yàn)采用物理最常用的一種實(shí)驗(yàn)方法是________________。
如圖所示,質(zhì)量、形狀相同的鋁線框A和塑料線框B從同一高度自由下落并經(jīng)過(guò)某一磁場(chǎng)區(qū)域(“”表示磁感線垂直于直面向里)。若不計(jì)空氣阻力,兩現(xiàn)況落地時(shí)具有的動(dòng)能分別為EA和EB,,則EA和EB的大小關(guān)系是__________
8.(xx?菏澤)火車進(jìn)站時(shí)仍具有較大的動(dòng)能,要使火車停下來(lái)需要?jiǎng)x車,造成能量的損失.小紅想:怎么樣才能讓火車到車站時(shí)把動(dòng)量轉(zhuǎn)化為其它形式的能量先儲(chǔ)存起來(lái),這樣火車就可以不剎車而停下來(lái);當(dāng)火車開動(dòng)時(shí),再將這些能量轉(zhuǎn)化加以利用,從而避免能量的浪費(fèi).請(qǐng)你根據(jù)小紅的思路,在上面的框中簡(jiǎn)單畫出你設(shè)計(jì)的火車站臺(tái)(用于??炕疖嚨钠脚_(tái))
【華山論劍】
1.如果某一物體在某一時(shí)刻發(fā)生了彈性形變,同時(shí)具有動(dòng)能E1,重力勢(shì)能E2,且E2>E1,這個(gè)物體在這一時(shí)刻具有的機(jī)械能( )
A.小于(E1+E2)
B.等于(E1+E2)
C.大于(E1+E2)
D.等于(E2-E1)
(xx?臺(tái)州)兩只相同的塑料瓶,分別裝有相等質(zhì)量的水和沙子,從斜面的相同高度同時(shí)由靜止?jié)L下,結(jié)果裝_______的瓶子會(huì)先到達(dá)終點(diǎn),你判斷的依據(jù)是_____________________
___________________________________________________
(xx?海門市一模)小明和小亮在學(xué)校的乒乓球臺(tái)上玩彈玻璃球的游戲,一不小心玻璃球就會(huì)滾到臺(tái)下,他們注意到,球的落地點(diǎn)時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近.那么,玻璃球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離會(huì)和哪些因素有關(guān)呢?小明作出下列猜想:
猜想1:小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離可能與小球的質(zhì)量有關(guān)
猜想2:小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離可能與球臺(tái)的高度有關(guān);
猜想3:小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離可能與小球的速度有關(guān).
(1)小明想按圖所示,用玻璃球、高度可調(diào)的桌子和斜面等完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)還需要的器材是___________.
(2)在實(shí)驗(yàn)中,需要測(cè)量落地點(diǎn)O到球臺(tái)的水平距離,請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)幫助他們確定這一距離的起點(diǎn)O的位置(寫出具體的方法和原理).
方法:______________________________________________________________
原理:________________________________________________________.
(3)小明讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度滾下,測(cè)得小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離均相同.這說(shuō)明猜想1是___________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的.
(4)小明讓同一玻璃球,從斜面的同一高度滾下,實(shí)驗(yàn)完成后得到下列數(shù)據(jù):則可驗(yàn)證猜想,可得到的結(jié)論是:__________________________________________________.
同一玻璃球,h=0.2m
次數(shù)
球臺(tái)高度
小球的落地點(diǎn)到球臺(tái)的水平距離
1
0.5
0.63
2
1.0
0.89
3
1.5
1.09
(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想3是否正確,簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案.簡(jiǎn)要做法:____________________________________________________; 如何判斷:____________________________________________________.
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