九年级物理第一章--机械能人教四年制版知识精讲.doc

九年级物理第一章 机械能人教四年制版

【同步教育信息】
一. 本周教学内容
第一章 机械能

二. 重、难点
1. 动能、势能（重力势能、弹性势能）、机械能的初步概念
2. 机械能的守恒，动能和势能的相互转化

三. 知识点分析
1. 能量
（1）能量简称为能，表示物体做功的本领，物体具有的能量越多，物体能够做的功就越多，这里要特别注意：“能够”是指这个物体具有了做功的本领，但不一定“正在”做功。具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件。
（2）单位：焦耳，J
2. 机械能
（1）动能
① 定义：物体由于运动而能够做功，所具有的能量。
② 决定动能大小的因素

（2）势能
① 重力势能
a. 定义：物体由于被举高而具有的能。
b. 决定重力势能大小的因素
② 弹性势能
a. 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能
b. 决定弹性势能大小的因素
③ 机械能
动能和势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有势能。也可以只有动能或势能。
3. 动能和势能的相互转化
（1）动能弹性势能 动能重力势能
（2）在动能和势能相互转化的过程中，物体的动能和势能大小同时发生了变化，而且此增彼减。若不计阻力，则在转化过程中物体具有的机械能总量保持不变。
（3）转化的标志
① 动能的变化速度的变化
② 重力势能的变化物体离地面高度的变化
③ 弹性势能的变化弹性形变大小的变化
4. 水能和风能的利用
（1）水能
（2）风能

【典型例题】
[例1] 关于能的概念，下面说法正确的是（ ）
A. 用线悬挂着的物体，没有做功，所以没有能
B. 在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有能
C. 甲物体速度比乙物体速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D. 甲物体的高度比乙物体的高度高，则甲物体的重力势能一定比乙物体的重力势能大
解析：由动能和重力势能的概念可知，用线悬挂着的物体是被举高的，离地面有一定的高度，它能够做功，故具有重力势能；物体动能大小是由物体质量和速度共同决定的，因此，速度大的物体的动能不一定大；同样重力势能大小是由物体被举高的高度和质量共同决定的，高度高的物体的重力势能也不一定就大；在空中飞行的子弹有动能和重力势能，它能做功，具有能，所以B正确。
方法指导：当一个物理量由两个或者两个以上因素共同决定时，千万不能只根据一个因素的情况作出结论，判断一个物体是否具有能，关键是要看它能否做功，不是看它是否在做功，比如上例中“悬挂着的物体”虽然没有做功，但它一旦坠落，高度发生变化，就可以做功。
[例2] 跳伞运动员在匀速下落过程中，它的（ ）
A. 势能增大，动能减小，机械能不变
B. 势能减小，动能不变，机械能减小
C. 势能减小，动能增大，机械能不变
D. 势能增大，动能不变，机械能增大
解析：因为跳伞运动员的质量是一定的，而且是匀速下落，说明运动员的速度不变，所以运动员的动能不变；又因为跳伞运动员的高度不断减小，所以他的重力势能不断减小，因此，跳伞运动员的机械能减小。所以答案B正确。
方法指导：此题的过程简单，题意明朗，但若不能仔细分析亦可能出现错误。如“匀速下落”意味着速度不变，速度不变意味着动能不变；同时，不要认为一个物体的重力势能减小或增大，它的动能就一定增大或减小。这种“定势”是要努力克服的。因此，应针对题设的物理情景进行分析，挖掘已知条件和隐含条件，找到其联系，从而做出正确的答案。
[例3] 小方和小明皆购买了同类的橡皮球。小明说：“我的球的弹力比你的好。”小方回答说：“我希望你能证实你的说法。”请你给小明出出主意，他该怎么办？（ ）
A. 让两只球于离地等高处自由落下，比较两只球反弹的高度
B. 把两只球向墙掷去，比较两只球反弹时离墙的距离
C. 让两只球于离地不同高度处自由落下，比较两只球反弹的高度
D. 把两只球向地面掷去，比较两只球反弹的高度
E. 用手触摸两只球，比较两球的硬度
解析：本题的正确选项应是A
方法指导：本题直接考查科学实验中控制变量的方法。在有多种因素影响实验结果时，只有对变量进行有效的控制，排除了其他因素的影响。才能得出客观的结论。
仔细想一想，本题中，我们不选B、C、D、E选项的道理是什么？

【模拟试题】
一. 填空题
1. 一辆小汽车与一辆装满货物的大卡车以相同的速度行驶，则小汽车的动能 大卡车的动能。（填“大于”“等于”或“小于”）
2. 小鸟在空中静止，机械能为50J，动能 J，势能 J。
3. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的 逐渐减小， 逐渐增大。
4. 研究动能跟哪些因素有关的实验如图12—1所示。实验过程，需要让同一个钢球从不同高度滚下；还需要换用 不同的钢球，让它们从 高度滚下。

图12—1
5. 学校里每个星期一都要举行升国旗仪式，当国歌奏响时，国旗被匀速升起，在这一过程中，国旗的机械能 。
6. 湍急的河水能把石头冲走，河水具有 能，举高的重锤能把木桩打入地里，重锤具有 能。
7. 弹簧门在推开后能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有 能；放手后，这个能转化为门的 能，使门被关上。

二. 选择题
1.“神舟二号”无人飞船环绕地球108圈，顺利完成预定空间科学试验任务后返回。若飞船穿越大气层时，有一段为匀速降落过程，则此过程中飞船的（ ）
A. 动能减小，势能增大 B. 动能不变，势能减小
C. 动能增大，势能减小 D. 动能减小，势能不变
2. 下列过程属于动能转化为重力势能的是（ ）
A. 雪橇从山坡滑下 B. 玩具弹簧枪将“子弹”水平射出
C. 雨滴从屋檐落向地面 D. 斜向上射出的炮弹在上升过程
3. 一个物体在平衡力作用下（ ）
A. 动能一定不变 B. 势能一定不变 C. 机械能一定不变 D. 以上说法都不对
4. 从雪山上匀速下滚的雪球越来越大，则（ ）
A. 雪球的动能一定增大 B. 雪球的势能一定减小
C. 雪球的机械能一定不变 D. 以上说法都正确
5. 如图12—2所示，小车沿斜面从点A匀速运动到B的过程中，小车的（ ）
A. 动能减少，重力势能增加，总机械能不变
B. 动能增加，重力势能减少，总机械能不变
C. 动能不变，重力势能增加，总机械能不变
D. 动能不变，重力势能增加，总机械能增加

图12-2
6. 骑自行车的人，在上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为了（ ）
A. 增大惯性 B. 增大冲力 C. 增大动能 D. 增大势能
7. 比较下列情况中，每个选项中的两个物体所具有的机械能不同，且前者小于后者的是（ ）
A. 两辆完全相同的拖拉机在公路上行驶，一辆速度，另一辆速度
B. 一辆汽车和一辆自行车以相同速度运动
C. 放在同一水平面上的一滴水和一杯水
D. 两块质量相同的石块，在同一地点，一块被举高，一块被举高
8. 一物块沿光滑斜面从顶端到底端，在这个运动过程中（ ）
A. 动能增大，重力势能不变，机械能不变
B. 动能增大，重力势能减小，机械能减小
C. 动能增大，重力势能减小，机械能不变
D. 动能不变，重力势能减小，机械能减小
9. 以下四种器材，其中利用形变产生的弹性势能做功的是（ ）
A. 弹簧秤 B. 机械手表 C. 衣服夹子 D. 沙发床
10. 体积相同的实心铜球和木球在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 铜球动能大，机械能小 B. 木球动能大，机械能小
C. 铜球动能大，机械能大 D. 木球动能大，机械能大

三. 说理、实验题
1. 骑自行车上坡时，骑车者往往要加紧蹬几下以利于上坡。请你从能量转化的角度解释这样做的道理。
2. 物体由于运动所具有的能叫动能，动能的大小跟物体的质量和物体运动的速度有关。请你设计一个实验，证明上述结论。
要求：（1）说明怎样观察、比较物体动能的大小。
（2）简述实验方法，说明你是怎样实现“变量”控制的。

四. 计算题
课本中说，物体的动能跟物体的质量有关，跟物体的速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。准确地说，物体动能的大小跟物体的质量成正比，跟物体速度的平方成正比，即（式中表示物体的动能）。现有一通风机，通过墙上的小洞将室内的空气吹出去。为使通风机在单位时间内所吹走的空气质量增大一倍，问通风机的功率应增大为原来的几倍？

【试题答案】
一.
1. 小于 2. 0；50 3. 重力势能；动能 4. 质量；同一
5. 增大 6. 动；重力势 7. 弹性势；动

二.
1. B 2. D 3. A 4. A 5. D 6. C 7. D 8. C
9. B 10. C

三.
1. 上坡前加紧蹬几下提高了车速，增大了人与车的动能，上坡时动能转化成较大的重力势能，从而容易上坡。
2. 安全方法：
（1）用同一钢球从同一斜面的不同高度处滚下，滚到底端时钢球的速度不同，观察它推开木块的距离。
（2）用质量不同的钢球从同一斜面的同一高度处滚下，滚到底端时钢球具有相同的速度，观察比较质量不同的钢球推开木块的距离。
该实验中，通过观察、比较钢球推开木块的距离，即钢球对木块做的功，从而确定动能的大小。
步骤（1）中“同一钢球”即控制了钢球的质量。只研究动能的大小跟速度是否有关；步骤（2）中使“钢球从同一斜面的同一高度处滚下”即控制了钢球滚到底端时的速度，只研究钢球的质量对其动能的影响。

*四.
通风机对空气做功使空气的动能增加（室内空气的定向移动速度为0，所以空气的初动能为0）
所以
所以单位时间吹出空气的质量为
由上式可以看出，在吹出空气的速度一定的条件下，单位时间内吹出空气的质量跟通风机的功率成正比。因此，为使通风机在单位时间内吹走空气的质量增大一倍，通风机的功率也应增大一倍。即通风机的功率应为原来的2倍。

用心 爱心 专心