云南省峨山彝族自治縣高中物理第七章機(jī)械能守恒定律教案(打包20套)新人教版必修2.zip
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10能量守恒定律與能源三維目標(biāo)知識(shí)與技能理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散;過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析,理解能量守恒定律的確切含義。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1感知我們周圍能源的耗散,樹(shù)立節(jié)能意識(shí);2通過(guò)能量守恒定律的教學(xué),讓學(xué)生領(lǐng)略物理規(guī)律的和諧美和簡(jiǎn)潔美,發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲。教學(xué)重點(diǎn)能量守恒定律的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)1理解能量守恒定律的確切含義;2能量轉(zhuǎn)化的方向性。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,并討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具投影儀、教學(xué)錄像或課件。教學(xué)過(guò)程新課導(dǎo)入我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能,請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出你所知道的能量形式。我們還知道不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,請(qǐng)你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子,拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放,使其落到沙子中。小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。在盛有水的玻璃容器中放一小木塊,讓小木塊在水中上下浮動(dòng),過(guò)一段時(shí)間,小木塊停止運(yùn)動(dòng)。小木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。以上實(shí)驗(yàn)表明,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,一種能量減少,必有其他能量增加,一個(gè)物體的能量減少,必定其他物體能量增加,能量的總和并沒(méi)有不化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。新課教學(xué)一、能量守恒定律1自然現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系我們可以從千差萬(wàn)別的各種自然現(xiàn)象中抽象出一個(gè)共通的量能量,這說(shuō)明不同的運(yùn)動(dòng)形式在相互轉(zhuǎn)化中有數(shù)量上的確定關(guān)系。科學(xué)家們一直在關(guān)注自然現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系1801年 戴維發(fā)現(xiàn)電流的化學(xué)效應(yīng)(電和化學(xué)的聯(lián)系)1820年 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)(電和磁的聯(lián)系)1821年 塞貝克發(fā)現(xiàn)溫差電現(xiàn)象(熱和電的聯(lián)系)1831年 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象(電和磁的聯(lián)系)1840年 焦耳發(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng)(電和熱的聯(lián)系)1842年 邁爾表述了能量守恒定律,并計(jì)算出熱功當(dāng)量的數(shù)值(力和熱的聯(lián)系)1843年 焦耳測(cè)定了熱功當(dāng)量的數(shù)值(力和熱的聯(lián)系)1947年亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)能量守恒定律我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)的聲、光、熱、電、磁、力等各種現(xiàn)象,都與能量有著密切聯(lián)系。本章描述的機(jī)械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一種特殊形式。包括機(jī)械能守恒在內(nèi)的能量守恒思想的萌芽,盡管出現(xiàn)時(shí)都是十分模糊的,卻是后人總結(jié)和概括出普遍的能量守恒定律的依據(jù)。2能量守恒定律確立的兩類重要事實(shí)導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是:確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。到了19世紀(jì)40年代前后,科學(xué)界已經(jīng)形成了一種思想氛圍,即用聯(lián)系的觀點(diǎn)去觀察自然。不僅各種機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化,電流也可以產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng),電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象可以相互轉(zhuǎn)化,熱和電也可以相互轉(zhuǎn)化這預(yù)示著,到了把分立的環(huán)節(jié)連成一體的時(shí)候了,也就是到了建立能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的時(shí)候了。在這種情況下,不同國(guó)家、不同領(lǐng)域的十幾位科學(xué)家,以不同的方式,各自獨(dú)立地提出能量守恒定律,其中,邁爾、焦耳、亥姆霍茲的工作最有成效。3能量守恒定律的內(nèi)容能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律(law of energy conservation)。在能量守恒定律發(fā)現(xiàn)之后,曾有人懷疑某種過(guò)程“能量不守恒”。但是,進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn),原來(lái)是漏掉了人類尚不認(rèn)識(shí)的一種新形式的能量。如果把這種新形式的能量計(jì)算在內(nèi),總能量依然守恒。能量守恒定律經(jīng)受住了新的檢驗(yàn)。4能量守恒定律建立的意義能量守恒定律的建立,是人類認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍,是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一,而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。和諧美是科學(xué)的魅力所在?!舅伎寂c討論】1既然能量是寧恒的,不可能消滅,為什么我們還要節(jié)約能源?2歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器,即永動(dòng)機(jī),這樣的機(jī)器能不能制成?為什么?二、能源和能量耗散1能源(1)能源能夠提供可利用能量的物質(zhì)。(2)利用能源的三個(gè)時(shí)期能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期,即柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。自工業(yè)革命以來(lái),煤和石油成為人類的主要能源。到了20世紀(jì)50年代,世界石油和天然氣的消耗量超過(guò)了煤炭。煤炭和石油是古代植物和動(dòng)物的遺體在地層中經(jīng)過(guò)一系列生物化學(xué)變化而生成的,與古生物化石有些相似,所以有時(shí)叫做化石能源。(3)能源的分類常規(guī)能源和新能源a常規(guī)能源人類目前消耗的能量主要來(lái)自煤、石油、天燃?xì)獾龋藗儼衙?、石油、天然氣叫做常?guī)能源。b新能源風(fēng)能、水流動(dòng)時(shí)的機(jī)械能、大陽(yáng)能、沼氣、核能等。可再生能源和不可再生能源a可再生能源水流能、風(fēng)能是可再生能源。b不可再生能源石油、煤炭等能源物質(zhì),如果消耗完了就沒(méi)有了,是不可再生能源。清潔能源和非清潔能源a清潔能源為“綠色環(huán)保”能源。太陽(yáng)能的利用不污染環(huán)境,它是一種清潔能源b非清潔能源(4)大量消耗常規(guī)能源帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題能源枯竭煤炭和石油資源是有限的。以今天的開(kāi)采和消耗速度,石油儲(chǔ)藏將在百年內(nèi)用盡,煤炭資源也不可能永續(xù)。隨著生產(chǎn)力的迅速發(fā)展,使得能源的消耗也急劇增長(zhǎng),研究人員估計(jì):按照目前的石油開(kāi)采速度,地球上的石油儲(chǔ)藏將在幾十年內(nèi)全部產(chǎn)完,煤的儲(chǔ)量稍多一些,但也將在二百多年的時(shí)間內(nèi)采完。所以常規(guī)能源不是取之不盡,用之不竭的。環(huán)境污染與此同時(shí),大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時(shí)排出的有害氣體污染了空氣,改變了大氣的分。能源短缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為關(guān)系到人類社會(huì)能否持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題。例一:石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量,由此產(chǎn)生了溫室效應(yīng),使得地面的氣溫上升,兩極的冰雪熔化,海平面上升,淹沒(méi)沿海城市,海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等.例二:常規(guī)能源的使用會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和浮塵,能引起人的多種疾病。常規(guī)能源的短缺和由這類能源利用所帶來(lái)的環(huán)境污染,使得新能源的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)務(wù)之急。(5)各種能源的內(nèi)在聯(lián)系大海中的水被太陽(yáng)曬熱、蒸發(fā),變成云,變成雨,降落在高山上,匯成河流,所以宏觀上也可以說(shuō):水力發(fā)電站輸出的電能來(lái)自太陽(yáng)。有人說(shuō):煤和石油的能量也來(lái)自太陽(yáng),那么,太陽(yáng)能通過(guò)什么途徑變成了煤礦和石油中的化學(xué)能?地球上的各種能源中,太陽(yáng)輻射能(簡(jiǎn)稱太陽(yáng)能)占著特別重要的地位。除了人的食物中的能量是來(lái)源于太陽(yáng)能外,草木燃料、化石燃料、風(fēng)力、流水、海流、海洋熱能的能量也來(lái)源于太陽(yáng)能.盡管太陽(yáng)向四面八方輻射的熱量?jī)H有二十二億分之一到達(dá)地球大氣的最高層,并且還有一部分被大氣層反射和消耗在加熱空氣上,然而,每秒鐘到達(dá)地面上的總量還高達(dá)80萬(wàn)億千瓦.這一能量是很大的,如果用它來(lái)發(fā)電,就可以得到比現(xiàn)在全世界發(fā)電總量大約數(shù)萬(wàn)倍以上的電力.太陽(yáng)能是地球上可以獲得的、能連續(xù)供應(yīng)的最大能源,真可謂“取之不盡,用之不竭”。太陽(yáng)能的利用,有間接利用和直接利用兩種形式,所謂間接利用,就是利用草木燃燒、化石燃料、風(fēng)力、水力、海洋熱能、海流動(dòng)能和各種被固定的太陽(yáng)能(如沼氣、海洋生物)的能量.學(xué)了生物后,你就會(huì)理解草木燃料、化石燃料、海洋生物等的能量是被固定的太陽(yáng)能,所以煤又被稱為太陽(yáng)石.據(jù)你所學(xué)地理知識(shí),就能理解風(fēng)力、水力等能源的能量從根本上是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的.間接利用太陽(yáng)能的方法很多,除普通火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電之外,還有海水溫差發(fā)電,海流發(fā)電,大氣上層的電離氣體發(fā)電等等.潮汐的主要原因是月球引力的影響.所以不歸為太陽(yáng)能的間接利用,核能也不屬于太陽(yáng)能。煤石油燃燒爐天然氣水力風(fēng)力核能太陽(yáng)能內(nèi)能機(jī)械能電能反應(yīng)堆風(fēng)車水輪機(jī)光電池太陽(yáng)灶常規(guī)能源新能源熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)2能量耗散(1)能量耗散燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用;電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能,我們也無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。流散的內(nèi)能無(wú)法收集起來(lái)重新利用的現(xiàn)象,叫做能量耗散。城市的工業(yè)和交通急劇發(fā)展,給人們的生活帶來(lái)方便的同時(shí),也使得城市環(huán)境接收了過(guò)多耗散的能量,使城市環(huán)境的溫度升高。紅外照片是不能分辨顏色的,右圖中的顏色是為區(qū)分不同的溫度而在照片處理時(shí)加上的。(2)能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性能量耗散表明,在能源的利用過(guò)程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。這是能源危機(jī)更深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因。能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性。能源的利用受這種方向性的制約,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的。小結(jié)能源是提高人民生活水平和進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),但是,能源與人們的需求及環(huán)境之間的關(guān)系又迫使人們不得不注意節(jié)約能源和開(kāi)發(fā)新能源。太陽(yáng)能、風(fēng)能都是無(wú)污染、不需要開(kāi)采費(fèi)用的能源,而且取之不盡,用之不竭,目前處于試驗(yàn)使用階段,要大規(guī)模地使用還需要取得技術(shù)上的突破.無(wú)論是節(jié)約能源,還是開(kāi)發(fā)能源,都要靠科學(xué)研究,都要掌握先進(jìn)的技術(shù),希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí),將來(lái)能夠在能源科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樽鎳?guó)做貢獻(xiàn)。本節(jié)課我們了解了能源和環(huán)境的關(guān)系,能源與人類需求之間的矛盾,那么在今后的生活中,我們要從自身做起,節(jié)約能源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境.布置作業(yè)教材第82頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”。- 6 -710 能量守恒定律與能源【教材分析】1 本節(jié)課是對(duì)本章知識(shí)內(nèi)容的總結(jié)和擴(kuò)展,是力學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容,它從能量的觀點(diǎn)來(lái)分析物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,學(xué)生學(xué)習(xí)到這里,已經(jīng)可以從機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒擴(kuò)展到自然界各種能量的轉(zhuǎn)化和守恒了。2 教材是通過(guò)永動(dòng)機(jī)的不可能制成以及科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的各種形式能量之間的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的聯(lián)系這兩個(gè)重要事實(shí)確立了能量守恒定律的內(nèi)容;從能量耗散及能源的枯竭講述了節(jié)約能源的重要性;在化石能源的使用中帶來(lái)的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)闡述了保護(hù)環(huán)境和開(kāi)發(fā)新能源的重要性;把德育教育穿插到物理教學(xué)中?!緦W(xué)生分析】 經(jīng)過(guò)將近一年的高中物理的學(xué)習(xí),學(xué)生的邏輯思維已經(jīng)有了一定的提高,已經(jīng)比較熟悉由牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,再通過(guò)學(xué)習(xí)功的知識(shí),加深了知識(shí)的聯(lián)系性,知道分析一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律還可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化,即由能量觀點(diǎn)來(lái)分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但在能量守恒定律的應(yīng)用中還是存在一定的困難,把握不了有哪些能量發(fā)生轉(zhuǎn)化?!窘虒W(xué)目標(biāo)】1知識(shí)與技能(1)了解各種形式的能,知道確立能量守恒定律的兩類重要形式。(2)理解能量守恒定律的內(nèi)容,會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析、解釋一些實(shí)際問(wèn)題。(3)了解能量耗散,認(rèn)識(shí)提高能量利用效率的重要性。(4)知道能源短缺和環(huán)境惡化是關(guān)系到人類社會(huì)能否持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題,增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。2過(guò)程與方法:(1)通過(guò)收集信息、閱讀教材和資料、相互交流,感受物理規(guī)律得出的歷程,體會(huì)哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步歷程。(2)通過(guò)能量守恒定律事例分析,提高分析問(wèn)題和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。從可持續(xù)發(fā)展角度分析能源、資源及日常諸多現(xiàn)象,提出自己的觀點(diǎn)及其可行的做法。3情感態(tài)度價(jià)值觀:(1)學(xué)習(xí)科學(xué)家不畏艱辛的探索精神、體驗(yàn)科學(xué)的和諧美,了解大量的能源消耗帶來(lái)的全球性環(huán)境問(wèn)題,樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。(2)感知我們周圍能源的耗散對(duì)環(huán)境的影響,認(rèn)識(shí)科技對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的負(fù)面影響,提高節(jié)能意識(shí)和環(huán)保意識(shí),并在個(gè)人所能及的范圍內(nèi)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻(xiàn)?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】能量守恒定律,節(jié)約能源的意義。【教學(xué)難點(diǎn)】用能量守恒定律分析具體問(wèn)題?!窘虒W(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo);學(xué)生自主閱讀、思考、討論、展示交流。【教學(xué)準(zhǔn)備】幻燈片,多媒體教學(xué)設(shè)備,影片?!窘虒W(xué)過(guò)程】一、知識(shí)鏈接 從前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道做功的過(guò)程實(shí)際上是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,例如:重力做了多少功,_就改變了多少;彈簧的彈力做了多少功,_就改變了多少;合力做了多少功,_就改變了多少;所以功是能量轉(zhuǎn)化的_。二、新課導(dǎo)入老師:上節(jié)課我們驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中,計(jì)算結(jié)果是:重錘下落減小的重力勢(shì)能總是略大于增加的動(dòng)能,為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象?滑滑梯時(shí)減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為什么能?學(xué)生:因?yàn)橹劐N下落時(shí)克服阻力做功,減小的重力勢(shì)能有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;滑滑梯時(shí)減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能。老師:除了動(dòng)能、勢(shì)能和內(nèi)能之外,你還知道哪些形式的能?各種形式的能之間有何聯(lián)系?學(xué)生:化學(xué)能、太陽(yáng)能、光能、電能、風(fēng)能、核能、生物能等等,各種形式的能相互轉(zhuǎn)化。多媒體播放能量轉(zhuǎn)化的資料(內(nèi)燃機(jī)車、水力發(fā)電站、火力發(fā)電站、塔式太陽(yáng)能熱電站、水力發(fā)電站、微波爐、電風(fēng)扇、光合作用、手握冰塊等),請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化?三、新課教學(xué) 探究一:能量守恒定律(1)能量的概念是人類在對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行長(zhǎng)期探索中建立的,請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)人類在建立起能量守恒定律的過(guò)程中經(jīng)歷了哪些主要事件?哪些科學(xué)家作出了卓越的貢獻(xiàn)? (學(xué)生回答,老師小結(jié)。)老師:從科學(xué)家對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的長(zhǎng)期探究發(fā)現(xiàn)各種能量之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律,我們要學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神,只有付出艱辛的努力才有收獲。(2)歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器,即永動(dòng)機(jī),這樣的機(jī)器能不能制成?為什么?(視頻介紹永動(dòng)機(jī)?) ( 師生共同分析永動(dòng)機(jī)不能制成的原因)從探究一得出結(jié)論:板書1導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的重要事實(shí):確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。板書2能量守恒定律內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變 。 表達(dá)式:E初E終 E增 E減課堂訓(xùn)練1判斷下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法是否正確A舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái),體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重物的重力勢(shì)能B電流通過(guò)電爐子后電爐絲變熱,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,某過(guò)程中做了10 J的功,一定有10 J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化D石子從空中落下,最后慘止在地面上,說(shuō)明機(jī)械能消失了E風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能F用毛巾反復(fù)擦背,感覺(jué)后背熱了,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。G有種“全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生2質(zhì)量為m、速度為v0的子彈水平勻速飛行,擊中前方懸掛于繩長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩下端的木塊(質(zhì)量為M),子彈未能穿出木塊,使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為,則子彈擊中木塊后產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?(由學(xué)生展示,再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題)老師:解題過(guò)程重視細(xì)節(jié),細(xì)節(jié)決定成敗。老師:既然能量是守恒的,不可能消失,為什么我們還要節(jié)約能源?探究二:能源和能量耗散(1)能源是人類社會(huì)的物質(zhì)基礎(chǔ),人類利用能源大致經(jīng)歷了哪幾個(gè)過(guò)程?現(xiàn)在人類消耗的能源主要有哪些? (學(xué)生回答)(2)什么是能量耗散? ( 老師分析燃燒能源散發(fā)的熱量被周圍環(huán)境吸收后不能再回收使用,給學(xué)生理解能量耗散。)板書3能量耗散:燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用,電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能,我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用這種現(xiàn)象叫做能量的耗散 (3)請(qǐng)大家查閱資料,了解人類社會(huì)生活依賴的主要能源的儲(chǔ)藏量,以及化石能源的利用帶來(lái)的環(huán)境污染。談?wù)劰?jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的重要性。(播放有關(guān)能源利用帶來(lái)的各種環(huán)境污染和溫室效應(yīng)的圖片) (學(xué)生討論回答)老師:能源的危機(jī)及利用能源造成了環(huán)境污染和溫室效應(yīng),所以我們要節(jié)約能源,加強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識(shí),在向地球所取的同時(shí)也要回報(bào)地球,保護(hù)環(huán)境,與大自然和諧相處;同時(shí)要懂得感恩,長(zhǎng)大后回報(bào)父母,回報(bào)國(guó)家,為國(guó)家的興旺和富強(qiáng)貢獻(xiàn)自己的力量。板書4節(jié)約能源的意義:使人類得到持續(xù)發(fā)展。(4)根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況談?wù)勅绾伍_(kāi)發(fā)新能源? (學(xué)生討論回答)(5)能源的短缺和環(huán)境的惡化是當(dāng)今社會(huì)存在的重大問(wèn)題,為了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境,談?wù)勀銓⒃趺醋觯?(學(xué)生討論回答)課堂訓(xùn)練 3“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界各國(guó)共同面臨的問(wèn)題。對(duì)此,以下措施可行的是( ) A人人都要自覺(jué)做到節(jié)約用水、節(jié)約用電,不浪費(fèi)和人為毀壞物品B關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站D停止使用石油資源,而以核能和太陽(yáng)能取代4關(guān)于能量耗散,下列說(shuō)法中正確的是 ( )A能量耗散是指在一定條件下,能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中總量減少了B能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性C能量耗散表明,在能源的利用過(guò)程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了D能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度,反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性課堂小結(jié):這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容?一、能量守恒定律 1能量守恒定律的內(nèi)容 2能量守恒定律的表達(dá)式 : E初E終;E增E減二、能源和能量耗散 1能量耗散(能量轉(zhuǎn)化的方向性) 2節(jié)約能源的意義課后練習(xí):1自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小,下列說(shuō)法中正確的是 ( )A機(jī)械能守恒 B能量正在消失C只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 D減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒。2運(yùn)動(dòng)員把原來(lái)靜止的足球踢出去,使足球獲得了100 J的動(dòng)能,則在運(yùn)動(dòng)員踢球的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員消耗的體能 ( )A等于100 JB大于100 JC小于100 JD無(wú)法確定3下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是 ( ) A某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加 B某個(gè)物體的能減少必然有其他物體的能增加 C不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為光能和熱能4下列說(shuō)法正確的是 ( )A某種形式的能減少,一定存在其他形式能的增加B因?yàn)槟芰渴睾?,所以“能源危機(jī)”是不可能的C能量耗散表明,在能源的利用過(guò)程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了D能源的利用受能量耗散的制約,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的5設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d,木塊前進(jìn)的距離為L(zhǎng),子彈和木塊相互摩擦力恒為f。求:(1)子彈和木塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能;(2)因摩擦產(chǎn)生的熱量;- 6 -7.1 追尋守恒量課標(biāo)要求學(xué)習(xí)水平為理解教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力1、了解“追尋守恒量”這一物理學(xué)的基本觀點(diǎn)和思想;2、知道動(dòng)能和勢(shì)能的概念;3、會(huì)分析生活中有關(guān)機(jī)械能轉(zhuǎn)化的問(wèn)題;過(guò)程與方法1、體會(huì)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的思想方法,了解能量概念的引入過(guò)程;2、體會(huì)“追尋守恒量”這種變化之中抓不變的研究策略;情感態(tài)度價(jià)值觀1、通過(guò)“追尋守恒量”,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)尋找守恒量是科學(xué)研究的重要思想方法,初步樹(shù)立能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn);2、通過(guò)展示生活中的一些物理現(xiàn)象,使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)能量守恒的普遍性;教材分析重點(diǎn)了解動(dòng)能和勢(shì)能的概念,在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中體會(huì)能量守恒難點(diǎn)認(rèn)識(shí)到守恒是自然界的重要規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、引入新課1、守恒的含義2、守恒的普遍性二、新課教學(xué)1、分析伽利略斜面實(shí)驗(yàn)2、能量概念3、動(dòng)能和勢(shì)能4、能量守恒的應(yīng)用三、課堂小結(jié)介紹本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。提出問(wèn)題: “守”是什么意思?“恒”是什么意思??jī)蓚€(gè)字組成的“守恒”一詞應(yīng)是什么意思?“守恒量”又是什么意思?小結(jié):“守恒”意為保持不變,“守恒量”也就是保持不變的量。案例1:放學(xué)后,兩個(gè)小孩在家中下象棋。下完棋后,當(dāng)他們收拾象棋時(shí),忽然發(fā)現(xiàn)少了3顆棋子,他們找啊找,發(fā)現(xiàn)門后有1顆,墻角有1顆,但還是少1顆。他們不放棄,繼續(xù)尋找,終于在地毯下找到了最后1顆棋子。 問(wèn)題:支撐兩個(gè)小孩能夠堅(jiān)持找到最后1顆棋子的信念是什么?小結(jié):棋子的總數(shù)是不變的,我們可以說(shuō)棋子的數(shù)量是守恒的。案例2:自來(lái)水公司抄表員最近發(fā)現(xiàn),某小區(qū)一單元樓的自來(lái)水管道的總表讀數(shù)和各住戶家中分表讀數(shù)總和不一致。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,你有什么想法?問(wèn)題:支撐你們提出這些想法的依據(jù)是什么? 小結(jié):流過(guò)管道總表的水的總體積和單元樓內(nèi)消耗的水的總體積是守恒的。案例3:裝有沙子的A、B兩個(gè)小燒杯,將A中的沙子再倒入B中一些。兩個(gè)燒杯A、B和沙子的總質(zhì)量如何變化? 問(wèn)題:支撐你們有這種想法的依據(jù)是什么? 小結(jié):在上述過(guò)程中,A燒杯和杯中沙子的總質(zhì)量減少,B燒杯和杯中沙子的總質(zhì)量增加,但A、B兩燒杯和沙子的總質(zhì)量是守恒的。案例4:化學(xué)反應(yīng)方程式 問(wèn)題:我們依據(jù)什么來(lái)配平化學(xué)方程式? 小結(jié):我們需要根據(jù)原子數(shù)守恒、電荷守恒來(lái)配平化學(xué)反應(yīng)方程式??偨Y(jié):由此可見(jiàn),事物在變化過(guò)程中,某些量總是保持不變的,這種現(xiàn)象叫做守恒。守恒現(xiàn)象在生活中是普遍存在的。問(wèn)題:那我們?yōu)槭裁匆穼な睾懔磕兀拷榻B諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、德國(guó)物理學(xué)家勞厄的名言:物理學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)普遍的自然規(guī)律。因?yàn)檫@樣的規(guī)律的最簡(jiǎn)單的形式之一表現(xiàn)為某種物理量的不變性,所以對(duì)于守恒量的尋求不僅是合理的,而且也是極為重要的研究方向。小結(jié):自然界中物質(zhì)千變?nèi)f化,但這種變化是有規(guī)律的,守恒現(xiàn)象就是自然界中是普遍存在的一種客觀規(guī)律,物理學(xué)的研究任務(wù)就是要發(fā)現(xiàn)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律性,而尋找守恒量也就是物理學(xué)研究的一個(gè)重要方向,我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理過(guò)程中追尋守恒量既是十分重要的,又是十分必要的。 課件展示伽利略斜面實(shí)驗(yàn)。問(wèn)題:請(qǐng)描述小球從左側(cè)斜面高度h處?kù)o止釋放后,如何運(yùn)動(dòng)? 問(wèn)題:小球從A到O,再?gòu)腛到B,高度h和速度v如何變化? 問(wèn)題:小球從A到O過(guò)程中,高度h降低,速度v增加;從O到B過(guò)程中,高度h升高,速度v減??;到達(dá)右側(cè)高度h與左側(cè)高度h什么關(guān)系? 問(wèn)題:為什么小球到達(dá)右側(cè)高度 h和左側(cè)高度h相同,什么條件下才相同? 問(wèn)題:在斜面是光滑的條件下,小球能夠到達(dá)相同高度。如果我們將右側(cè)斜面的傾角減小,讓右側(cè)斜面平緩一些,小球到達(dá)的最大高度還同左側(cè)高度一樣嗎? 問(wèn)題:小球在光滑的斜面上似乎記得原來(lái)自己的高度一樣,不過(guò)“記得”兩個(gè)字不是物理語(yǔ)言。小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,它的高度h和速度v之間存在著怎樣的關(guān)系? 問(wèn)題:小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,它的高度h和速度v此消彼長(zhǎng),這其中是否存在著某個(gè)守恒量呢? 問(wèn)題:高度h守恒嗎?為什么? 問(wèn)題:速度v守恒嗎?為什么?問(wèn)題:高度h和速度v之和守恒嗎?為什么? 問(wèn)題:h和v的單位不同,不能直接相加,因此它們的和不守恒。既然這樣,是不是h和v背后隱藏著某個(gè)量,它同h和v的某種形式有關(guān),是守恒量呢?這個(gè)守恒量是什么呢? 問(wèn)題:回憶一下初中時(shí)候我們分析伽利略斜面實(shí)驗(yàn),那時(shí)候我們提過(guò),與小球高度h和速度v有關(guān)的量分別是什么來(lái)著? 問(wèn)題:與小球高度h有關(guān)的是重力勢(shì)能,與速度v有關(guān)的是動(dòng)能,它們是能量的兩種存在形式,前面高度h和速度v背后隱藏的守恒量就是能量,你能給出能量的概念嗎? 展示諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼的名言:有一個(gè)事實(shí),如果你愿意,也可以說(shuō)一條定律,支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象這條定律稱做能量守恒定律。它指出某一個(gè)量,我們把它稱為能量,在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。那是一個(gè)最抽象的概念小結(jié):能量是一個(gè)非常抽象的概念,它是伴隨人類對(duì)能量守恒的認(rèn)識(shí)同步發(fā)展起來(lái)的。伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)蘊(yùn)含著能量的概念,但伽利略、以及后來(lái)的牛頓都沒(méi)有提出能量的概念。展示高高堆起來(lái)的巨石和高速行駛的賽車圖片。問(wèn)題:巨石和賽車所具有的能量分別是什么?問(wèn)題:我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢(shì)能;物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能。問(wèn)題:常見(jiàn)的勢(shì)能有重力勢(shì)能,如巨石和小球憑借其高度而具有的勢(shì)能,此外,還有一種勢(shì)能,當(dāng)我們將彈簧拉伸或壓縮,彈簧具有的勢(shì)能叫什么勢(shì)能?小結(jié):動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能,各種能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量的總量是守恒的。問(wèn)題:分析伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中,小球從A到O,從O到B能量是如何轉(zhuǎn)化的? 小結(jié):在理想斜面實(shí)驗(yàn)中,斜面是光滑的,小球從左側(cè)斜面高度h處?kù)o止釋放,A點(diǎn)具有最大重力勢(shì)能,動(dòng)能為零;從A到O,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,O點(diǎn)具有最小重力勢(shì)能,最大動(dòng)能;從O到B,重力勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,B點(diǎn)具有最大重力勢(shì)能,動(dòng)能為零,整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒。問(wèn)題: 若伽利略斜面不是光滑的,小球從左側(cè)斜面高度h處滾下,還能到達(dá)右側(cè)斜面高度h處嗎?機(jī)械能還守恒嗎? 問(wèn)題:既然機(jī)械能不守恒,機(jī)械能減小了,那減小的機(jī)械能跑哪兒去了呢? 問(wèn)題:除了機(jī)械能、內(nèi)能外,自然界還存在著哪些形式的能量呢? 小結(jié):由于小球和斜面之間的摩擦,以及空氣阻力的影響,小球部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,機(jī)械能雖然不守恒,但總能量仍然是守恒的。因此,能量守恒依然是成立的,同時(shí)根據(jù)能量守恒定律,我們還可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)新的能量存在形式和新物質(zhì)。應(yīng)用1:小球“碰鼻”游戲?qū)⒁粋€(gè)小鐵球用細(xì)繩懸掛在黑板上,讓一個(gè)勇敢的學(xué)生將小鐵球拉到鼻尖處?kù)o止釋放,其他學(xué)生觀察小鐵球的運(yùn)動(dòng)情況以及在小鐵球擺回來(lái)時(shí)該學(xué)生的反應(yīng)。 問(wèn)題:小球在擺動(dòng)過(guò)程中,參加游戲同學(xué)是否安全?為什么會(huì)這樣?小結(jié):在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,忽略空氣阻力影響下,小球的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒,小球擺回來(lái)的最高點(diǎn)不會(huì)超過(guò)起始高度。由于空氣阻力的影響,小球擺回來(lái)的高度肯定沒(méi)有原來(lái)的高度高,因此,參與游戲的同學(xué)是安全的。應(yīng)用2:播放一段游樂(lè)場(chǎng)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)的情景片段,讓學(xué)生觀看。 問(wèn)題:過(guò)山車沿軌道向軌道最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,以及從軌道最高點(diǎn)向軌道最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,能量如何轉(zhuǎn)化? 問(wèn)題:考慮到實(shí)際軌道并不是光滑的,過(guò)山車在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量如何轉(zhuǎn)化? 小結(jié):過(guò)山車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,如果考慮到過(guò)山車和軌道之間的摩擦,動(dòng)能、重力勢(shì)能和內(nèi)能之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)化,但總能量守恒。應(yīng)用3:展示一幅行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的Gif動(dòng)態(tài)圖片。問(wèn)題:行星繞日運(yùn)動(dòng),行星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)哪個(gè)位置速度大?問(wèn)題:行星在近日點(diǎn)速度大,動(dòng)能大;在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度小,動(dòng)能??;從遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)能增加,從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)動(dòng)能減小,增加的動(dòng)能是由什么能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,減小的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化成了什么能?小結(jié):行星繞日運(yùn)行,伴隨著動(dòng)能和引力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng),引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,引力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加;從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能,動(dòng)能減小,引力勢(shì)能增加,但機(jī)械能守恒。應(yīng)用4:展示一幅弓箭手拉弓射箭的Gif動(dòng)態(tài)圖片。問(wèn)題:被拉伸的弓箭具有什么能?當(dāng)弓箭被射出去過(guò)程中,能量如何轉(zhuǎn)化?小結(jié):發(fā)生形變的弓箭具有彈性勢(shì)能,弓箭被射出去過(guò)程中,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,總能量守恒。應(yīng)用5:播放一段有關(guān)潭柘寺“怪坡”的新聞視頻片段。問(wèn)題:關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車,沿怪坡的低處從靜止開(kāi)始往高處運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能如何變化?動(dòng)能如何變化?機(jī)械能如何變化?問(wèn)題:汽車自動(dòng)向坡頂運(yùn)動(dòng),機(jī)械能增加,違反了能量守恒定律。如何解釋這一現(xiàn)象?小結(jié):“怪坡”所謂的下坡路是個(gè)假象,實(shí)際上汽車所在的下坡路實(shí)為上坡路,汽車空擋是從“怪坡”的高處向低處運(yùn)動(dòng),并沒(méi)有違反能量守恒定律。對(duì)本堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)。總結(jié):同學(xué)們從小開(kāi)始,就已經(jīng)在生活中逐步認(rèn)識(shí)體會(huì)到了數(shù)量守恒、體積守恒和質(zhì)量守恒等守恒現(xiàn)象,隨著認(rèn)識(shí)的深入,今天又認(rèn)識(shí)到了更抽象的能量守恒現(xiàn)象。能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍遵循的重要基本規(guī)律,今后,同學(xué)們?cè)诜治鼋鉀Q實(shí)際物理問(wèn)題過(guò)程中,應(yīng)積極利用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)思考問(wèn)題。問(wèn)題:不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,但轉(zhuǎn)化過(guò)程又是通過(guò)什么方式來(lái)完成的呢?積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,各抒己見(jiàn),給出各種想法。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。回憶伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)。積極思考,提問(wèn)學(xué)生回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極回答問(wèn)題。積極回答問(wèn)題。積極回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考。積極回答問(wèn)題。積極回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考。全班大聲朗讀費(fèi)曼的名言。積極思考,回答問(wèn)題。積極回答積極思考,提問(wèn)學(xué)生回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。積極參與,觀察同學(xué)仔細(xì)觀看,回答問(wèn)題。積極回答問(wèn)題。認(rèn)真觀看積極思考,回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。回憶開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。積極回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。認(rèn)真觀察圖片。積極思考,回答問(wèn)題。認(rèn)真觀看。積極回答問(wèn)題。積極思考,回答問(wèn)題。首先弄清“守恒量”的字面含義,明確“追尋守恒量”的學(xué)習(xí)任務(wù)。展示生活中的一些守恒關(guān)系的案例,使學(xué)生體驗(yàn)守恒的普遍性。根據(jù)建構(gòu)主義理論,學(xué)生在對(duì)生活案例的認(rèn)識(shí)過(guò)程中完善自己對(duì)守恒量的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。使學(xué)生體會(huì)生活中數(shù)量的守恒。使學(xué)生體會(huì)生活中體積的守恒。使學(xué)生體會(huì)生活中質(zhì)量的守恒。使學(xué)生體會(huì)化學(xué)中原子數(shù)和電荷的守恒。引用物理學(xué)家勞厄的名言,強(qiáng)調(diào)追尋守恒量的重要性和必要性。精確描述伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn),經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)能量守恒的過(guò)程。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)能量的概念。激發(fā)學(xué)生的興趣,利用實(shí)驗(yàn)說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)不會(huì)超過(guò)起始高度,加深學(xué)生對(duì)能量守恒的直觀認(rèn)識(shí),在游戲中體驗(yàn)?zāi)芰渴睾?。密切?lián)系學(xué)生生活,感受游戲中能量的守恒。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)行星繞日運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程,機(jī)械能守恒。在分析實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)能量守恒正確性的認(rèn)識(shí)。為功的學(xué)習(xí)埋下伏筆。板書設(shè)計(jì)7.1 追尋守恒量能量:某種守恒量,變中有恒 動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能勢(shì)能:物體憑位置而具有的能各種能量可相互轉(zhuǎn)化作業(yè)預(yù)習(xí)7.2節(jié)功課后反思1、伽利略理斜面實(shí)驗(yàn),雖然以前做過(guò),但起碼應(yīng)當(dāng)利用flash動(dòng)畫展示一下小球運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,這樣才能更加直觀地為能量概念的得出創(chuàng)造更加有效的教學(xué)情境。2、課堂總結(jié)時(shí),由于緊張,沒(méi)有按照教學(xué)設(shè)計(jì),提出事前設(shè)計(jì)好的問(wèn)題,為功的教學(xué)做好鋪墊。3、今后教學(xué)過(guò)程中,要精煉教學(xué)語(yǔ)言,留出適當(dāng)時(shí)間,讓學(xué)生自主提出生活中有關(guān)能量守恒的實(shí)例,并對(duì)其進(jìn)行分析,這樣才能有效檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)能量守恒是否深刻領(lǐng)會(huì)。- 15 -7.1追尋守恒量能量1. 整體設(shè)計(jì)思路: 本節(jié)課的定位很重要,既不是講能量守恒定律,也不是講人們發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的歷史,主要是讓學(xué)生感受和體會(huì)對(duì)于守恒量的認(rèn)識(shí)和探究過(guò)程。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生初步樹(shù)立能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn),同時(shí)通過(guò)展示自然、生活和生產(chǎn)中的例子,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性。本節(jié)課的整體設(shè)計(jì)思路是認(rèn)識(shí)守恒 分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn) 能量守恒。本節(jié)課意在啟迪學(xué)生,在學(xué)生心中埋下物理守恒思想的種子。2. 教學(xué)背景分析:教學(xué)內(nèi)容分析:“追尋守恒量 能量”是人教版實(shí)驗(yàn)教科書物理(必修2)第七章“機(jī)械能守恒定律”中的第1節(jié),與舊教材相比,本節(jié)注重知識(shí)的形成過(guò)程、研究方法,重視視學(xué)生的體驗(yàn),所以課堂上我采用了“探究與體驗(yàn)式”教學(xué)模式。本節(jié)課主要是觀念性教育的內(nèi)容,它是后面幾節(jié)課中涉及動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能等概念的基礎(chǔ),因此在整個(gè)高中物理知識(shí)體系中,本節(jié)是一個(gè)新的開(kāi)端,具有引領(lǐng)作用。另外從認(rèn)識(shí)論的角度,主要是使學(xué)生領(lǐng)會(huì)尋找守恒量是科學(xué)研究的重要思想和方法,也是物理學(xué)家們的不懈追求。學(xué)生情況分析:縱觀課程標(biāo)準(zhǔn)和教材,不難發(fā)現(xiàn)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)抽象,對(duì)于高一年級(jí)的學(xué)生,雖然他們已經(jīng)在初中學(xué)過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能和能量等概念,但對(duì)能量沒(méi)有完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),尤其對(duì)守恒思想的認(rèn)識(shí)不夠深刻,用能量的方法分析問(wèn)題還不太清楚,通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)幫助學(xué)生逐步的建立這種思想。教學(xué)目標(biāo)分析:(一)知識(shí)和技能1.了解動(dòng)能和勢(shì)能的概念。2.領(lǐng)會(huì)能量轉(zhuǎn)化,變中有恒的思想。3.會(huì)分析生活中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。(二)過(guò)程和方法1. 通過(guò)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)、單擺實(shí)驗(yàn),體會(huì)追尋守恒量的過(guò)程和方法,讓學(xué)生感知事物本身存在的規(guī)律。2. 通過(guò)對(duì)生活中數(shù)量守恒、質(zhì)量守恒的例子分析,培養(yǎng)學(xué)生類比能力和知識(shí)遷移能力。(三)情感、態(tài)度和價(jià)值觀1.通過(guò)“追尋守恒量”,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)尋找守恒量是科學(xué)研究的重要思想和方法,樹(shù)立辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論。2.通過(guò)實(shí)例,進(jìn)一步體會(huì)守恒的基礎(chǔ)性、普遍性和重要性。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析:教學(xué)重點(diǎn):對(duì)守恒思想的領(lǐng)會(huì),對(duì)科學(xué)研究過(guò)程的體驗(yàn)。教學(xué)難點(diǎn):認(rèn)識(shí)到守恒是自然界的重要規(guī)律。教學(xué)關(guān)鍵:變中有恒的思想。 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)意圖 一、 創(chuàng)設(shè)情景 引入新課舉例:兩個(gè)同學(xué)下象棋,不小心棋盤被打翻了,一顆棋子找不到了,一位同學(xué)就找啊找,最終在房間的一個(gè)角落找到了,支持這位同學(xué)堅(jiān)持找下去的信念是什么? 從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),歸納出所舉例子的特點(diǎn):我們堅(jiān)信,棋子不會(huì)憑空消失,也不會(huì)憑空產(chǎn)生。在物質(zhì)觀教育中引出今天的課題:追尋守恒量-能量。 二、認(rèn)識(shí)守恒 探究方法實(shí)驗(yàn)操作:?jiǎn)栴}1:有兩個(gè)燒杯,A燒杯和B燒杯。A燒杯中放了一些水,B燒杯是空的。如果將A燒杯中的水倒一些到B燒杯中,這個(gè)過(guò)程中有沒(méi)有守恒量?問(wèn)題2:如何才能證明我們的猜想呢?為了追尋守恒量,首先應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)守恒,知道守恒量的特點(diǎn)和研究守恒量的方法。在教學(xué)的過(guò)程中,不是直接告訴學(xué)生追尋守恒量的方法,而是通過(guò)“天平實(shí)驗(yàn)”讓大家歸納守恒的特點(diǎn),并進(jìn)一步探索尋找守恒量的方法,為后面猜想伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中的守恒量打下基礎(chǔ)。讓學(xué)生感受到生活中處處有科學(xué)思想,而且科學(xué)和生活密不可分。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)和安排充分顯示了物理學(xué)及其研究方法之美。 三、引導(dǎo)探究 歸納規(guī)律親身體驗(yàn): “碰鼻子”實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)演示:將伽利略原來(lái)的設(shè)計(jì)、裝置及操作、論證方法再現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生們討論猜想在這個(gè)過(guò)程中什么量是守恒的。1.通過(guò)親身體驗(yàn),吸引了學(xué)生的注意力,活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)又能引發(fā)學(xué)生思考:小球上升的高度為什么和初始高度相同,從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲。2.伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)史上具有重要的地位,充分體現(xiàn)了伽利略的科學(xué)思想和方法,因此使學(xué)生跟蹤偉大先驅(qū)的足跡,領(lǐng)會(huì)他的探究思路,獲得從常規(guī)教學(xué)中得不到的感悟,有助于他們獲得認(rèn)識(shí)世界和進(jìn)行科學(xué)研究的能力和方法。3.解釋“碰鼻子”實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到用守恒規(guī)律可以簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確地解決這些問(wèn)題,從中又使他們感受到物理規(guī)律的簡(jiǎn)捷美。 四、生活情景 建立模型生活情景:人們周圍生活中運(yùn)動(dòng)的物體最終都會(huì)停下來(lái)。實(shí)物演示:小球在粗糙水平面上很快停止運(yùn)動(dòng)。類比前面“找象棋子”的例子,并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想。由于空氣阻力、摩擦阻力等的存在,生活中的運(yùn)動(dòng)物體最終都會(huì)停下來(lái),這與原有的知識(shí)產(chǎn)生矛盾,機(jī)械能不再守恒。那么,這個(gè)過(guò)程中有沒(méi)有守恒量呢?由此將學(xué)生的思維活動(dòng)引導(dǎo)到更高的層次:不同的能量形式可以轉(zhuǎn)化。 五、能量轉(zhuǎn)化 事例剖析多媒體展示視頻和圖片:向?qū)W生展示了涉及人類生命活動(dòng)中能量的消耗以及太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、水能等利用的視頻和圖片,供學(xué)生們思考、討論,以進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)和理解。1.使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性及其科學(xué)、社會(huì)的價(jià)值。2.人類的生命生活伴隨著大量的能量消耗,使用清潔能源能有效減少溫室氣體的排放,保護(hù)地球環(huán)境。 六、反思小結(jié)1.重力勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的概念2.能量的觀點(diǎn)分析問(wèn)題小結(jié)的過(guò)程就是對(duì)所學(xué)知識(shí)再加工的過(guò)程,應(yīng)該明確概念的發(fā)生發(fā)展的過(guò)程。完善知識(shí)體系,重點(diǎn)突出思想方法。 七、課后作業(yè) 1.完成學(xué)案上的習(xí)題。2.在其他自然學(xué)科中列舉出幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化與守恒的實(shí)例并與同學(xué)交流;3.課后閱讀材料物理學(xué)的概念和文化素養(yǎng) 進(jìn)行再一次反饋,以檢查學(xué)習(xí)過(guò)程中的漏洞。板書設(shè)計(jì) 為能體現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)、突出重點(diǎn)難點(diǎn)并有審美價(jià)值采用以下板書設(shè)計(jì):7.1追尋守恒量 能量一、認(rèn)識(shí)守恒二、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)三、物體的動(dòng)能和勢(shì)能四、生活中的能量轉(zhuǎn)化教學(xué)過(guò)程流程圖主導(dǎo)活動(dòng)主體活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容觀察分析反饋提高課后作業(yè)布置作業(yè)反思小結(jié)引導(dǎo)小結(jié)深入提高內(nèi)化理解知識(shí)升華能量轉(zhuǎn)化事例分析實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)操作生活情景建立模型引導(dǎo)探究歸納規(guī)律教師設(shè)疑認(rèn)識(shí)守恒探究方法分析思考創(chuàng)設(shè)情景引入新課演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景講解習(xí)題- 5 -2功三維目標(biāo)知識(shí)與技能1理解功的概念,知道力和物體在力的方向發(fā)生位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素;2理解正功和負(fù)功的概念,知道在什么情況下力做正功或負(fù)功;3知道在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(J),知道功是標(biāo)量;4掌握合力做功的意義和總功的含義;5掌握公式WFlcos的應(yīng)用條件,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。過(guò)程與方法理解正負(fù)功的含義,并會(huì)解釋生活實(shí)例。情感、態(tài)度與價(jià)值觀功與生活聯(lián)系非常密切,通過(guò)探究功來(lái)探究生活實(shí)例。教學(xué)重難點(diǎn)1重點(diǎn)使學(xué)生掌握功的計(jì)算公式,理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素;2難點(diǎn)是物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)方向的位移容易混淆,需要講透、講白;3使學(xué)生認(rèn)識(shí)負(fù)功的意義較困難,也是難點(diǎn)之一。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件、錄像片。教學(xué)過(guò)程新課導(dǎo)入初中我們學(xué)過(guò)做功的兩個(gè)因素是什么?一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。 高中我們已學(xué)習(xí)了位移,所以做功的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是:作用在物體上的力;物體在力的方向上移動(dòng)的位移。 一個(gè)物體受到力的作用,且在力的方向上移動(dòng)了一段位移,這時(shí),我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí),強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性,如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢?相反呢?力對(duì)物體做不做功?若做了功,又做了多少功?怎樣計(jì)算這些功呢?本節(jié)課我們來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí),在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。新課教學(xué)一、功的初步概念1功的初步概念一個(gè)物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生一段位移,這個(gè)力就對(duì)物體做了功。想一想:高中物理中功的概念與初中有什么不同?高中講“位移”,初中講“距離”;高中講“發(fā)生”一段位移,初中講“通過(guò)”一段距離。位移是矢量,距離是標(biāo)量。發(fā)生的一段位移并不要求物體非要沿著發(fā)生位移的路徑通過(guò)。值得注意的是:要明確“誰(shuí)對(duì)誰(shuí)” 做功,即是哪一個(gè)力對(duì)物體做功或哪個(gè)物體對(duì)哪個(gè)物體做功。在認(rèn)識(shí)能量的歷史過(guò)程中,人們建立了功(work)的概念,因而功和能是兩個(gè)密切聯(lián)系的物理量,即如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化,那么這個(gè)力一定對(duì)物體做了功。2做功的兩個(gè)必要因素在學(xué)習(xí)初中物理時(shí)我們就已經(jīng)跨越了歷史的長(zhǎng)河,認(rèn)識(shí)到,一個(gè)物體受到力的作用,并在力的方向上發(fā)生了一段位移,這個(gè)力就對(duì)物體做了功。起重機(jī)提起貨物,貨物在起重機(jī)拉力的作用下發(fā)生一段位移,拉力就對(duì)貨物做了功。列車在機(jī)車的牽引力作用下發(fā)生一段位移,牽引力就對(duì)列車做了功。用手壓縮彈簧時(shí),彈簧在手的壓力下發(fā)生形變,也就是產(chǎn)生了一段位移,壓力就對(duì)彈簧做了功。人推車前進(jìn)時(shí),車在人的推力作用下發(fā)生了一段位移,推力對(duì)車做了功??梢?jiàn),力和物體在力的方向上發(fā)生的位移,是做功的兩個(gè)不可缺少的因素?!眷柟叹毩?xí)】人提水桶水平行走時(shí)人對(duì)水桶是否做功?人提水桶沿樓梯上樓時(shí)人對(duì)水桶是否做功?在光滑水平地面上滾動(dòng)的小球,重力是否做功?3“做功”與“做工”的區(qū)別物理學(xué)中的“做功”必須滿足做功的兩個(gè)必要因素。日常生活中的“做工”范指一切消耗腦力和體力的過(guò)程。因而:“做工”不一定“做功”,“做功”一定“做工”。二、功的計(jì)算1力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致lF圖甲在物理學(xué)中,如果力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致,如圖所示,我們就說(shuō):功等于力的大小與位移大小的乘積。用F表示力的大小,用l表示位移的大小,用W表示力F所做的功,則有WFl如果物體在力的作用下位移增加了l,那么力所做的功相應(yīng)地增加WFl。2力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度lFF1F2F1F2F當(dāng)力F的方向與運(yùn)動(dòng)方向成某一角度時(shí),可以把力F分解為兩個(gè)分力:跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2。設(shè)物體在力F的作用下發(fā)生的位移的大小是l,則分力F1所做的功等于F1l。分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒(méi)有發(fā)生位移,F(xiàn)2所做的功等于0。因此,力F對(duì)物體所做的功W等于F1l,而F1Fcos,所以WFlcos(1)這就是說(shuō),力對(duì)物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積,或力與位移在力的方向的分量的乘積。3說(shuō)明公式中的力F為恒力公式中的位移l為物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)移動(dòng)的位移公式中的夾角為力和位移矢量間的夾角sFsF(a)(b)找力F和位移l之間的夾角時(shí),我們可以把力F和l的箭尾移到同一點(diǎn),看它們之間的夾角是多少。在右邊的(a)圖中,F(xiàn)與l之間的夾角為() ;(b)圖中,F(xiàn)與l之間的夾角為。力F和位移l之間的夾角應(yīng)在0180的范圍之內(nèi)。講“功”一定要指明是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體的功,功是標(biāo)量做功與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)及是否受到其它力的作用無(wú)關(guān)a水平推力F推著質(zhì)量為的物體在光滑水平面上前進(jìn)了l ;b水平推力F推著質(zhì)量為2m的物體在粗糙水平面上前進(jìn)了l;c沿傾角為的光滑斜面的推力F將質(zhì)量為m的物體向上推了l。這三種情況下力F對(duì)物體做的功是相同的。做功與參考系有關(guān)一個(gè)力做的功與參考系的選擇有關(guān),而一對(duì)作用力與反作用力的總功與參考系的選擇無(wú)關(guān)。在SI制中,功的單位為焦。1J1Nm三、正功和負(fù)功 1、正功和負(fù)功通過(guò)上面的學(xué)習(xí),我們已明確了是力F和位移l之間的夾角,并且知道了它的取值范圍是0180。那么,在這個(gè)范圍之內(nèi),cos可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。功大于0,功等于0,功小于0有什么含義呢?下邊,請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文中的正功和負(fù)功一段。當(dāng)/2時(shí),cos0,W0。力F和位移l的方向垂直時(shí),力F不做功;lFNG當(dāng)/2時(shí),cos0,W0。這表示力F對(duì)物體做正功;lF當(dāng)/2時(shí),cos0,W0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。lF豎直向上拋出的球,在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力對(duì)物體做負(fù)功;汽車在行駛過(guò)程中,牽引力對(duì)汽車做正功,阻力對(duì)車做負(fù)功。2正功和負(fù)功的含義功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定,所以功的正負(fù)決不表示方向,而只能說(shuō)明做功的力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí),該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用;當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí),該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。 功的正負(fù)是借以區(qū)別誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)志功是標(biāo)量,只有量值,沒(méi)有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”,也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”,它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過(guò)程,既可以從做正功的一方來(lái)表述也可以從做負(fù)功的一方來(lái)表述。一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功,往往說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功某力對(duì)物體做負(fù)功,往往說(shuō)成“物體克服某力做功”(取絕對(duì)值)。這兩種說(shuō)法的意義是等同的。例如,豎直向上拋出的球,在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,重力對(duì)球做負(fù)功,可以說(shuō)成“球克服重力做功”。汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以后,在阻力的作用下逐漸停下來(lái),阻力對(duì)汽車做負(fù)功,可以說(shuō)“汽車克服阻力做功”。四、幾個(gè)力總功的計(jì)算我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法,而物體所受到的力往往不只一個(gè),那么,如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢? lF1F2F3G如圖所示,一個(gè)物體在拉力F1的作用下,水平向右移動(dòng)位移為l,求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功,因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90;F1所做的功為:W1Flcos,滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為:W2F2scos180F2l。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為:W(F1cosF2)l。根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力FF1cosF2 合力方向向右,與位移同向; 合力所做的功為:WFlcos0(F1cosF2)l。總結(jié):當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解: 1求出各個(gè)力所做的功,則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和;2求出各個(gè)力的合力,則總功等于合力所做的功。【例題1】一個(gè)質(zhì)量m2kg的物體,受到與水平方向成37角斜向上方的拉力F110N,在水平地面上移動(dòng)的距離l2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F24.2N。求外力對(duì)物體所做的總功。lF1F2解析:拉力F1對(duì)物體所做的功為W1F1lcos3716J。摩擦力F2對(duì)物體所做的功為W2F2lcos1808.4J。外力對(duì)物體所做的總功WW1W27.6J。(另解:先求合力,再求總功)?!纠}2】一個(gè)質(zhì)量m150 kg的雪橇,受到與水平方向成37角斜向上方的拉力F500N,在水平地面上移動(dòng)的距離l5m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻100N。求力對(duì)物體所做的總功。分析 雪橇受到的重力與支持力沿豎直方向,不做功。拉力F可分解為水平方向和豎直方向的兩個(gè)分力,豎直方向的分力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為90,不做功,所以力對(duì)物體所做的總功為拉力的水平分力和阻力所做的功的代數(shù)和。解析 拉力在水平方向的分力為FxFcos37,它做的功為W1FxlFlcos 37摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反,它做的功為負(fù)功W2F阻l力對(duì)物體所做的總功為二者之和,即WW1W2Flcos 37F阻l把數(shù)值代入,得W1500J雪橇受的力所做的總功是1500J。小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們明確了功的初步概念,掌握了功的計(jì)算公式WFlcos及求解力對(duì)物體所做總功的兩種方法。知道功是一個(gè)有正負(fù)的標(biāo)量,它的正負(fù)是由cos的正負(fù)決定的,理解了正功和負(fù)功的含義。功的重要意義在于決定能量的變化。布置作業(yè)教材第5960頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”。- 7 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