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1、1追尋守恒量能量 2功,,1初步領(lǐng)會能量轉(zhuǎn)化、變中有恒的思想，了解勢能、動能的概念 2領(lǐng)會尋找守恒量是科學研究的重要思想方法，會分析生活中有關(guān)機械能轉(zhuǎn)化的問題 3初步認識功和能量變化的關(guān)系，理解功的概念，知道做功的兩個要素，明確功是標量 4知道WF lcos 的適用范圍，會用功的公式進行計算，會計算多個力的總功 5理解正功、負功的概念，初步理解化變力為恒力、處理變力做功的思想方法,教學目標,,,【重點】 (1)理解動能、勢能的含義 (2)使學生在理解力對物體做功的兩個要素基礎(chǔ)上掌握功的概念和功的計算公式 【難點】 (1)在動能和勢能轉(zhuǎn)化的過程中體會能量守恒 (2)引導學生深刻理解正、負功的物理
2、意義，及會判定各個力做功的正負和各個力所做的總功的求解,重點難點,,,學生是知識的主動建構(gòu)者，學生對所研究問題的熱情程度及在探究過程中所表現(xiàn)出來的精神狀態(tài)和情緒，直接影響教學的效果本節(jié)利用學生生活中常見的秋千、海盜船，由靜止下落的乒乓球等引入新課，用伽利略理想斜面實驗，引發(fā)學生的思維能力，使學生產(chǎn)生求知的興趣與熱情通過感悟斜面實驗的科學現(xiàn)象，重走追尋守恒量的科學之路，完成教學目標的情感態(tài)度這一難度要求繼而通過滾擺、單擺的視頻資源調(diào)動探求動能與勢能轉(zhuǎn)化的關(guān)系，體會能量的守恒思想 本節(jié)課應當充分利用學生對于功的感性經(jīng)驗，調(diào)動學生的積極性，啟發(fā)學生積極參與小組討論，培養(yǎng)學生的表達能力在判斷做功條件時
3、，位移應當強調(diào)是對地位移，學生對正功、負功以及阻力做功特點的理解需要進一步強化.,教學建議,,,【導入一】 如圖所示，一個用細線懸掛的小球從A點開始擺動記住它向右能夠達到的最大高度然后用一把直尺在P點擋住擺線，看一看這種情況下小球所能達到的高度,新課導入,,,這個實驗現(xiàn)象說明了什么？它是否說明在小球擺動的過程中某種“東西”是不變的？這種“東西”會是什么？ 通過本節(jié)課的學習，同學們就能理解這一實驗現(xiàn)象了,新課導入,,,【導入二】 在20世紀的最后幾分鐘里，一項新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網(wǎng)球館誕生了中國、日本和韓國的62名青年學生成功地推倒了340多萬張骨牌，一舉
4、打破了此前由荷蘭人保持的297萬張的世界紀錄從電視畫面可看出，骨牌瞬間依次倒下的場面蔚為壯觀，其間顯示的圖案豐富多彩，令人驚嘆其中蘊含著一定的科學道理，這就是“多米諾骨牌效應”該效應產(chǎn)生的能量是十分巨大的這種效應的物理道理是：骨牌豎著時，重心較高，倒下時重心下降，倒下過程中，將其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，它倒在第二張牌上，這個動能的一部分就轉(zhuǎn)移到第二張牌上，第二張牌,新課導入,,,將第一張牌轉(zhuǎn)移來的動能和自己倒下過程中由本身具有的重力勢能轉(zhuǎn)化來的動能之和，再傳到第三張牌上所以每張牌倒下的時候，雖然有部分能量損失，但具有的動能都比前一塊牌大，因此它們的速度一個比一個快，也就是說，它們依次推倒的能量一個
5、比一個大你可以設(shè)想一下，如果牌的個數(shù)足夠多，那么最后一個牌的速度將是怎樣的大！場面又是何等的壯觀！ 故事中應用到了動能、勢能及其轉(zhuǎn)化今天，我們就來學習追尋守恒量這節(jié)課，學習問題中展示的能量問題，探索其中的奧秘.,新課導入,,1伽利略在斜面實驗中發(fā)現(xiàn)一個具有啟發(fā)性的事實：無論斜面陡或緩，小球的速度總會在斜面上的某點變?yōu)?，這點距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時的高度________在物理學中，我們把這一事實說成是“某個量是________的”，并且把這個量叫作能量或能 2勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量 3動能：物體由于________而具有的能量 注意：在伽利略的理想斜面實驗中，小球的動
6、能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但二者的總量是保持不變的,能量,,知識必備,知識點一,相同,守恒,,運動,1定義：如果一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了____________，那么這個力就對物體做了功 2做功的因素：________和物體在____________上發(fā)生的位移 3功的計算 (1)若力的方向與位移的方向一致，則W________ (2)若力的方向與位移的方向所成的夾角為，則W_________ 4功的單位：在國際單位制中，功的單位是________，簡稱________，符號是J.,功,,知識必備,知識點二,一段位移,力,力的方向,Fl,Flcos ,焦耳,焦,正功和負功,,知識必備
7、,知識點三,,不做功,,正,<,負,克服,2合力的功 功是標量，當物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功等于各個力分別對物體所做功的________，也等于這幾個力的________對這個物體所做的功,,知識必備,代數(shù)和,合力,想一想 蕩秋千是一種常見的娛樂活動如果空氣阻力和秋千各部分的摩擦力可以忽略，那么，秋千就會不停地擺動下去，這說明秋千在運動過程當中有一個保持不變的“東西”你認為這個“東西”是什么？ 要點總結(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒問題解題方法如下： 1分析對應的轉(zhuǎn)化過程是哪些； 2看清有幾種形式的能量參與轉(zhuǎn)化； 3用____________________原理判斷一
8、種能量變化時，另一種能量怎樣變化,,學習互動,能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的理解和應用,考點一,能量總量不變,,,學習互動,例1 圖711是上?！懊髦榫€”某車站的設(shè)計方案由于站臺建得稍高，電車進站時要上坡，出站時要下坡忽略斜坡的摩擦力，你能分析這種設(shè)計的優(yōu)點嗎？,答案這樣設(shè)計的主要優(yōu)點在于節(jié)約電能,解析 電車進站前雖關(guān)閉了電動機，但仍具有動能，可使電車爬上斜坡，將動能轉(zhuǎn)化為勢能儲存起來出站時，電車可利用斜坡再將勢能轉(zhuǎn)化成動能可見，這種設(shè)計方案可以節(jié)約電能,,圖711,想一想 “正功和負功方向相反”及“正功大于負功”這兩種說法對嗎？ 要點總結(jié) 1功是標量，其正負不代表方向，而是表示能量轉(zhuǎn)化的方式 2判斷
9、功的正負的方法 (1)看力F與位移l的夾角：90時，力做________ (2)看力F與速度v的夾角：90時，力做________ (3)看速率是增大還是減?。?若在力的作用下速率增大，此力做正功；反之則做負功,,學習互動,對功的正負的理解和判定,考點二,負功,負功,,,學習互動,例2 (多選)如圖712所示，木塊A、B疊放在光滑水平面上，A、B接觸面不光滑，用水平力F拉B，使A、B一起沿光滑水平面加速運動，設(shè)A、B間的摩擦力為f，則以下說法正確的是() AF對B做正功，對A不做功 Bf對B做負功，對A做正功 Cf對A不做功，對B做負功 Df對A和B組成的系統(tǒng)做功為0,答案 ABD,,,圖7
10、12,,,學習互動,解析 A、B一起沿光滑水平面加速運動，它們的位移相等， F作用在B上，沒有作用在A上，B在力F的方向上發(fā)生了位移，由WFl可知F對B做正功，對A不做功，故選項A正確； B對A的摩擦力向右，A對B的摩擦力向左，而A、B位移均水平向右，由WFlcos 可知，f對B做負功，對A做正功，選項B正確，選項C錯誤；f對A做功為WAfl，f對B做功為WBfl，故f對A、B整體做功為W總WAWB0，選項D正確,,點評 本題考查功的正負的判斷，要掌握其基本方法，同時要特別注意此處所談到的物體的位移是對地位移,,,學習互動,變式 如圖713所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓練的一種有效方法如果
11、某受訓者拖著輪胎在水平直道上跑了100 m，那么下列說法正確的是() A輪胎受到的地面的摩擦力做了負功 B輪胎受到的重力做了正功 C輪胎受到的拉力不做功 D輪胎受到的地面的支持力做了正功,答案 A,,,,圖713,,,學習互動,解析 根據(jù)力做功的條件，輪胎受到的重力和地面的支持力都與位移垂直，這兩個力均不做功，B、D項錯誤；輪胎受到地面的摩擦力與位移反向，做負功，A項正確；輪胎受到的拉力與位移夾角小于90，做正功，C項錯誤,,想一想 物理學中的“做功”與日常生活中的“工作”含義相同嗎？ 要點總結(jié) 1用公式WFlcos 求功的兩種方法：一是功等于沿力F方向的________與力的乘積；二是功等于
12、位移與沿位移方向的力的乘積 2計算幾個力的總功，通常有以下兩種不同的處理方法： (1)雖然力、位移都是矢量，但功是標量，所以幾個力的總功等于各個力所做功的代數(shù)和若以W1、W2、W3、、Wn分別表示力F1、F2、F3、、Fn所做的功(含正功與負功)，則這些力所做的總功為W總______________________ (2)求出物體所受的合外力，這些力所做的總功為W總____________,,學習互動,恒力做功的分析和計算,考點三,位移,W1W2W3Wn,F合lcos ,,學習互動,例3 如圖714所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面始終相對靜止，它們之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜
13、面水平向左勻速移動距離l.試求： (1)摩擦力對物體做的功； (2)斜面的彈力對物體做的功； (3)重力對物體做的功； (4)斜面對物體做的功是多少？ 各力對物體所做的總功是多少？,,,圖714,,答案 (1)mglsin cos (2)mglsin cos (3)0(4)00,,,學習互動,解析 物體受力情況如圖所示，物體受到重力mg、摩擦力f和支持力FN的作用由于物體相對斜面靜止，物體相對地面水平向左勻速移動距離l，上述各力均是恒力，故可用WFlcos 計算各力的功 根據(jù)物體的平衡條件，可得fmgsin ，F(xiàn)Nmgcos . (1)Wff lcos (180)mglsin cos ； (2
14、)WFNFN lcos (90)mglsin cos ； (3)WGmglcos 900； (4)斜面對物體做的功為斜面對物體施的力做功的代數(shù)和，W斜WfWFN0. 各個力對物體所做的總功等于各個力做功的代數(shù)和，即W總WfWFNWG0.,,學習互動,例4 一個物體置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力F1 、F2 作用，如圖715所示經(jīng)一段位移，F(xiàn)1做功為6 J，克服F2做功為8 J，則F1 、F2的合力做功為() A14 J B10 J C2 J D2 J,,,圖715,,答案 C,解析 功是標量，所以F1、F2的合力做功應等于兩個力做功的代數(shù)和，即6 J8 J2 J，選項C正確,點評 上面
15、例題考查恒力做功和總功的計算，要注意統(tǒng)一成國際單位，并嚴格按照公式進行計算,備用習題,,,1讓小球由靜止沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個對接斜面，沒有摩擦時，hA________hB，如圖所示小球運動中________的量叫能量,,答案 守恒,備用習題,,,2(多選)質(zhì)量為m的物體放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，下列敘述中正確的是() A如果物體做勻加速直線運動，則力F一定做正功 B如果物體做勻加速直線運動，則力F可能做負功 C如果物體做勻減速直線運動，則力F可能做正功 D如果物體做勻減速直線運動，則力F可能做負功,,答案 ACD,解析 物體在粗糙的水平面上運動一定要受到摩擦力，當物體
16、在力F作用下做勻加速直線運動時，力F與位移的夾角為0，力F對物體一定做正功；當物體在力F作用下做勻減速直線運動時，力F與位移的夾角可以為0也可以為180，故力F對物體可以做正功，也可以做負功,備用習題,,,3如圖所示，利用斜面從貨車上卸貨，每包貨物的質(zhì)量m20 kg，斜面傾角37，斜面的長度l0.5 m，貨物與斜面間的動摩擦因數(shù)0.2，求貨物從斜面頂端滑到底端的過程中受到的各個力所做的功以及合外力做的功(取g10 m/s2),,答案重力做的功為60 J支持力不做功摩擦力做的功為16 J合外力做的功為44 J,解析斜面上的貨物受到重力G、斜面支持力FN和摩擦力f共三個力的作用貨物位移的方向沿斜面
17、向下，可以用正交分解法，將貨物所受的重力分解到與斜面平行的方向和與斜面垂直的方向可以看出，三個力中重力,備用習題,,,和摩擦力對貨物做功，而斜面支持力對貨物沒有做功其中重力G對貨物做的功 W1mglsin 3720100.50.6 J60 J 支持力FN對貨物沒有做功，W20 摩擦力f對貨物做負功 W3mgcos 37lcos 1800.220100.80.5 J16 J 所以，外力做的總功為 WW1W2W3(60016) J44 J. 若先計算合外力再求功，則合外力做的功WF合l(mgsin 37mgcos 37)l(20100.60.220100.8)0.5 J44 J.,,自我檢測,,1
18、(能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的理解和應用)如果某一物體在某一過程中動能和勢能總量是守恒的，則對這句話的理解正確的是() A就是指勢能和動能都不變化 B當動能增加時，勢能一定減少 C當動能增加時，勢能有可能增加 D這樣的過程是不存在的,答案 B,解析 動能和勢能總量守恒是指在一個過程中，動能、勢能可能發(fā)生變化，但其總量不變，因此A錯誤；在總量不變的前提下，動能增加了，必定是勢能減少了，此時是勢能轉(zhuǎn)化為動能，而不可能兩者都增加或兩者都減少，所以B正確，C錯誤；在一定的條件下，動能和勢能總量是有可能守恒的，所以D錯誤,,自我檢測,,2(對功的正負的理解和判定)一個人乘電梯從1樓到18樓，在此過程中經(jīng)歷了先加
19、速，后勻速，再減速的運動過程，則電梯支持力對人做功情況是() A始終做正功 B加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功 C加速時做正功，勻速和減速時做負功 D加速和勻速時做正功，減速時做負功,答案 A,解析 人坐電梯向上加速運動時受到的支持力向上且大于重力，做正功；勻速運動時，支持力豎直向上且等于重力，做正功；減速運動時，支持力豎直向上且小于重力，做正功，故選項A正確,,,自我檢測,,3(恒力做功的分析和計算)(多選)如圖716所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離l.已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則雪橇受到的() A支持力做功為mgl B重力做功為0 C拉力做功為Flcos D滑動摩擦力做功為mgl,答案 BC,解析 根據(jù)功的概念可知，重力和支持力的方向為豎直方向，而位移的方向為水平方向，所以支持力和重力做功均為零，選項A錯誤，選項B正確；拉力做功為WFlcos ，選項C正確；雪橇受地面的摩擦力為(mgFsin )，所以滑動摩擦力做功為(mgFsin )l，選項D錯誤,,,圖716,
2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 1 追尋守恒量——能量 2 功課件 新人教版必修2.ppt
