1初三物理第十章 第 1 节 机械能北师大版一、学习目标：1. 理解能的概念2. 理解动能、重力势能，知道弹性势能，并知道影响它们的因素3. 能用实例说明物体动能和势能的变化以及它们的相互转化，知道在相互转化的过程中能的总量保持不变二、重点、难点重点：能用实例说明物体的动能和势能的变化及它们的相互转化难点：判断物体是否具有能三、考点分析：1. 考查重点：动能、势能及其相互转化2. 理解动能和势能，能根据实例说明物体动能和势能的变化以及它们的相互转化3. 对这部分内容的考查在中考中常出现的题型为：填空题、选择题、实验题所占的分值大约为 2—4 分，约占总分值的 2%一、基本概念：1. 能量：简称能，一个物体能够做功，我们就说它具有能能量的大小可以用能够做功的多少来衡量一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越多2. 动能：①定义：物体由于运动而具有的能②影响因素：物体的质量和速度物体的质量越大，速度越大，这个物体的动能就越大3. 势能：（1）重力势能：①定义：物体由于被举高而具有的能②影响因素：物体的质量和被举高的高度物体的质量越大，被举得越高，物体的重力势能就越大2）弹性势能：①定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。
②影响因素：物体发生弹性形变的大小4. 机械能：①定义：动能和势能统称为机械能②影响因素：动能、弹性势能、重力势能2二、机械能的转化1. 动能和势能可以相互转化，在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能2. 机械能守恒：在动能和势能相互转化的过程中，若没有机械能的损失，机械能的总量就保持不变知识点一：能量及其变化例 1. 关于能的概念，下列说法正确的是（ ）A. 物体不做功时就不具有能 B. 物体能对别的物体做功，它就具有能C. 物体具有能，肯定是在做功 D. 物体具有机械能，它肯定在做功思路分析：物体能够做功我们就说物体具有能，所以Ｂ对；物体具有能不一定正在做功，只要能做功就行，所以 A、C、D 错答案：B例 2. 跳伞运动员在匀速下落的过程中，他的（ ）A. 势能增大，动能减小，机械能不变B. 势能增大，动能不变，机械能增大C. 势能减小，动能不变，机械能减小D. 势能减小，动能增加，机械能不变1）题意分析：要注意匀速下落这一条件2）解题思路：影响动能的因素是物体的质量和速度，由于跳伞运动员是在匀速下落，所以质量和速度都不变，即物体的动能不变；影响势能的因素是物体的质量和高度，由于跳伞运动员是在下落，所以是高度减小但质量不变，即势能减小；机械能是动能和势能的总和，所以也减小。
答案：C解题后的思考：动能和势能的影响因素都是两个，所以分析能量变化时一定要考虑周全例 3、一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向地面投放救灾物资投下物资后，飞机的动能和势能的变化是:A、动能不变，势能减小； B、动能变小，势能不变；C、动能和势能都变小； D、动能和势能都不变.1）题意分析：沿水平方向匀速飞行， 投放救灾物资2）解题思路：沿水平方向匀速飞行，即高度不变，速度不变，投放救灾物资时，飞机的质量减小了，质量既影响动能又影响势能，所以动能和势能都减小了，选 C解题后的思考：此题最容易错选 D，因为分析能量变化时只考虑速度和高度的影响，忽略了质量的影响．小结：分析能量的变化要从它的影响因素着手，先判断是由哪些因素决定的，再根据题意找出变化的量和不变的量，最后确定能量是否改变，如何改变知识点二：机械能的转化例 1. 下面几种情况中，属于动能转化为势能的是3A. 石块水平抛出后下落 B. 滚摆旋转着上升 C. 自行车下坡时，速度越来越快 D. 钟表内旋紧的发条带动齿轮转动1）题意分析：此题考查的是动能转化为势能2）解题思路：先判断动能和势能如何变化，然后根据能量变小的向能量变大的转化来确定转化过程。
解题过程：Ａ选项石块水平抛出后下落，质量没变，高度变小了，所以势能变小；下落速度越来越大，而质量不变，所以动能变大，根据能量变小的向能量变大的转化，即势能转化为动能，Ａ错；Ｂ选项滚摆旋转着上升，上升高度变大，速度变小，质量不变，所以动能变小，势能变大，即动能转化为势能，Ｂ对；Ｃ选项自行车下坡时，速度越来越快，车的质量不变，高度变小，速度变大，所以势能变小，动能变大，即势能转化为动能，C错；D 选项旋紧的发条带动齿轮转动过程中势能减小，动能增大，所以是势能转化为动能，D 错答案：B例 2. 滚摆运动过程中，每次上升的高度逐渐降低对此，下列说法正确的是 （ ）A. 滚摆运动到最高处时，动能为零 B. 滚摆下落过程中重力势能转化为动能C. 滚摆运动过程中克服阻力做功，机械能不断减小 D. 滚摆运动过程中的重力势能不变1）题意分析：要注意每次上升的高度逐渐降低这一条件2）解题思路：滚摆每次上升的高度逐渐降低，说明重力势能减小解题过程：A 选项滚摆运动到最高处时，动能为零的说法虽然正确，但不能解释每次上升的高度逐渐降低，所以 A 错；B 选项滚摆下落过程中重力势能转化为动能的说法也正确，但同样不能解释每次上升的高度逐渐降低，所以 B 错； C 选项正确；D 选项错误，滚摆上升过程中动能转化为重力势能，下降过程中是动能转化为重力势能，动能和势能都在变，而且越来越小，最后机械能为零。
答案：C例 3. 如图所示，小球由最高点摆动到最低点的过程中（不计空气阻力） ，下面说法中正确的是（ ）A. 动能减少，重力势能增加，机械能不变B. 动能增加，重力势能减少，机械能不变C. 动能不变，重力势能增加，机械能不变D. 动能不变，重力势能增加，机械能增加1）题意分析：要注意小球由最高点摆动到最低点，不计空气阻力这两个条件2）解题思路：正确判断物体在最高点和最低点时动能和势能的大小，不计空气阻力说明机械能守恒3）解题过程：小球在最高点重力势能最大，动能为零，在最低点动能最大，重力势能最小，所以小球从最高点摆动到最低点重力势能减少，动能增加；由于不计空气阻力说明4机械能守恒，所以机械能不变答案：B解题后的思考：如果不计空气阻力则只有动能和势能的转化，机械能守恒例 4. 如图所示，骑自行车上坡前，往往要用力紧蹬几下脚踏板，这是为了（ ）A. 减少自行车所受阻力 B. 增大自行车的惯性C. 增大自行车的动能 D. 增大自行车的势能1）题意分析：要注意上坡前，用力紧蹬几下脚踏板这一条件2）解题思路：明确自行车在上坡过程中能量是怎么转化的3）解题过程：上坡过程是动能转化为重力势能，所以骑自行车上坡前，往往要用力紧蹬几下脚踏板，是为了增大自行车的动能以便转化为更多的重力势能，所以选 C。
答案：C小结：分析能量转化问题时，应先判断能量如何变化，再根据能量变小的向能量变大的转化来判断知识点三：实验探究例 1. 下图是探究动能的大小与哪些因素有关的实验（1）在实验中你通过观察 来知道动能的大小2）实验中采用 的方法，使得铜球与钢球滚到水平面的速度相同3）图甲和图丙探究的问题是 题意分析：探究“动能大小与哪些因素有关”解题思路：动能的大小和质量、速度有关，采用控制变量实验法，即探究动能和质量的关系时控制速度不变；探究动能和速度的关系时控制质量不变解题过程：（1）动能的大小不能测量，只能通过观察现象来判断所以通过观察纸盒被推动的远近来知道动能的大小2）让钢球和铜球从同一高度滑下的方法，使得铜球与钢球滚到水平面的速度相同，来探究动能和质量的关系3）同一铜球质量相同，从不同高度滑下是为了通过其到达水平面的速度不同，来探究动能和速度的关系质量相同的物体，速度越大，动能越大5解题后的思考：此题第（3）问最容易写成质量相同的物体，高度越高，动能越大出错的原因是铜球滑下的高度不同，高度不同是为了使其到达水平面的速度不同，本实验探究的是动能和速度的关系而不是和高度的关系。
例 2. 张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，找来质量分别为50g、100g、200g 的三个小钢球，刻度尺和装满松软细砂的木箱，按下图情景进行实验：先将木箱中的细砂抹平，再让小钢球从距地面 H 处由静止释放，小钢球砸进细砂并陷入其中，测出小钢球在细砂中下陷的深度 d 和释放前小球的高度 H，下表是他 5 次实验的数据请回答下列问题：（1）实验中他根据___________判断物体重力势能的大小；（2）分析表中序号 1、2、3 的实验数据，得出的结论是 ，实验中，他使小球的 保持不变；（3）分析表中序号为 2、4、5 的实验数据，得出的结论是 ，实验中，他使小球的__________保持不变题意分析：探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”解题思路：重力势能的大小跟物体的质量和高度有关，也可采用控制变量实验法，即探究重力势能和质量的关系时控制高度不变；探究重力势能和高度的关系时控制质量不变解题过程：（1）重力势能不能直接测量，所以通过小钢球在细砂中下陷的深度来判断物体重力势能的大小（2）分析表中序号 1、2、3 的实验数据，先找出不变的量，再根据变化的量确定与小钢球在细砂中下陷的深度的关系，即重力势能的大小跟变化量的关系。
从表中可以看出质量不变，高度越高，物体的重力势能越大；他使小球的质量保持不变；（3）分析表中序号为 2、4、5 的实验数据，可知物体下落的高度不变，得出的结论是高度相同，质量越大，物体的重力势能越大他使小球的高度保持不变小结：动能的大小跟物体的质量和速度有关，即判断动能的大小有两个影响因素；重力势能的大小跟物体的质量和高度有关，也是有两个影响因素在探究和一个量的关系时要控制另一个量不变，叫控制变量法写结论时不要忘记控制变量，即在哪一个量相同时，其他量的变化情况如何不要写成质量越大，物体的重力势能越大，应写成高度相同，质量越大，物体的重力势能越大6对能量的认识过程中，要明确一个物体能够做功，但这个物体并不一定正在做功；物体具有什么形式的能量，应由它的定义来判断；物体能量的变化应由它的影响因素来判断；判断能量的转化要分析转化过程前后能量的形式和大小的变化一、预习新知物质是由分子组成的，分子在不停的运动着，分子是看不见摸不着的，那么通过什么现象可以知道分子是运动的，这种运动与什么有关；物体由于运动而具有动能，分子运动是不是也有动能；物体有势能，分子间有相互作用的力，那分子是不是也有势能，分子的动能和势能的总和叫什么；影响内能大小的因素是什么，如何改变物体的内能；做功和热传递有什么不同。
二、预习点拨探究与反思探究任务一：扩散现象【反思】 （1）气体，液体，固体都有扩散现象吗？（2）温度影响扩散快慢吗？探究任务二：改变内能的方法【反思】 （1）做功可以改变内能吗？（2）热传递可以改变内能吗？（答题时间：45 分钟）一、填空题：1. 修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的_________能，水流下时才能转化为更多的_________能，从而带动发电机发电2. 篮球比赛时，投入篮筐中的篮球从篮筐中下落的过程中，篮球的 能转化为__________能3. “神舟五号”飞船的发射成功，标志着我国在载人航天领域迈进了一大步神舟五号”飞船在加速升空的过程中，其动能 ，势能 ，机械能 （以上均选填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 4. 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，卫星从远地点向近地点运动时，势能 ，动能 5. 滚摆上升时，________能转化为________能，滚摆下降时，________能转化为________能6. 如图所示，绳的一端拴一小球，将另一端固定，用手把小球拉到 A 点后松开，小球便摆动起来在摆动过程中，小球的重力势能在。