《機械能及其守恒定律》精品課件 新人教版必修2

1、新課標人教版課件系列,《高中物理》必修２,第五章《機械能及其守恒定律》,5.1《追尋守恒量》,教學目標,（一）知識與技能理解動能、勢能及能量的概念與意義。（二）過程與方法會分析動能與勢能間的相互轉(zhuǎn)化。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過動能、勢能間的相互轉(zhuǎn)化來研究生活中的物體的運動，培養(yǎng)熱愛生活的情趣。教學重點理解動能、勢能的含義。教學難點在動能和勢能轉(zhuǎn)化的過程中體會能量守恒。,諾貝爾物理獎獲得者費恩曼曾說：,有一個事

2、實，如果你愿意也可以說是一條定律，支配著至今所知的一切現(xiàn)象……這條定律就是能量守恒定律，它指出有某個量，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，那是一個最抽象的概念…… 然而正是這個最抽象的概念，卻是物理學中最重要、意義也最深遠的概念之一。,伽利略理想實驗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,等　高,小球“記得”原來的高度,關(guān)于小球運動過程的描述,1、小球從一個斜面的某一

3、高度由靜止滑 下，并運動到另一個斜面的同一高度， 經(jīng)歷了哪幾個運動,小球經(jīng)歷了先加速后減速的過程.,2、這些過程各有什么特點?,在加速過程中,小球速度增大,位置高度減小在減速過程中,小球速度減小,位置高度增大,現(xiàn)在我們將這一物理過程抽象化,1、小球由加速過程過渡到減速過程，恢復到原來的高度2、加速過程與減速過程中與高度有關(guān)的一個物理量在變化的同時，一個與速度有關(guān)的物理量也在變化3、與高度有關(guān)的物理量的變化引起了另一個與速

4、度有關(guān)的物理量的變化,結(jié) 論,伽利略斜面實驗表明： 小球在運動過程中，“有某一量是守恒的”，這個量叫能量。 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。 物體由于運動而具有的能量叫做動能。,思考題,以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變？,小 結(jié),一、伽利略斜面實驗表明 “有某一量是守恒的”，這個量叫做

5、能量。二、能量 1、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的 能量。 2、動能：物體由于運動而具有的能量。三、“追尋守恒量”的意義 1、可行性：物質(zhì)在運動變化過程中存在守恒量。 2、重要性：物質(zhì)在運動變化過程中都要滿足一 定的守恒定律。,5.2《功》,教學目標,（一）知識與技能理解功的概念并會運用功的定義式求解功

6、。（二）過程與方法理解正負功的含義，并會解釋生活實例。（三）情感、態(tài)度與價值觀功與生活聯(lián)系非常密切，通過探究功來探究生活實例。★教學重點理解功的概念及正負功的意義。★教學難點利用功的定義式解決有關(guān)問題。★教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果?！锝虒W工具計算機、投影儀、CAI課件、錄像片,遺留問題：放在光滑水平面的物體質(zhì)量m=10kg，受到一水平向右的拉力F=10N作用，從靜止開始運動

7、，求物體5s末的速度。,解,對物體受力分析G、F1、F由牛頓第二定律F=maa=F/m=1m/s﹡﹡2由v=v0+at=5m/s,思考：①物體有了速度我們可以認為物體具有了什么能量 ②在本題中力與能量之間有何關(guān)系，如果力與運動 方向相反，又會如何,一、日常生活中的能量,勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量,,1、能量隨處可見,（1）動能：物體由于運動而具有的能量,（2）重力勢能

8、：物體由于被舉高而具有的能量,（3）彈性勢能：物體由于被擠壓或拉伸而具有的能量,2、做功改變了物體的能量,貨物在起重機的作用下重力勢能增加,列車在機車牽引力的作用下動能增加了,握力器在手的壓力下彈性勢能增加,二、 功,1、條件：,力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素,2、功的計算：,1）如果力的方向與運動方向一致 W=FL,2）如果力的方向與運動方向成某一夾角 W=FLcos

9、α,3、正功和負功,1）當0≤ α ＜ π/2,W=FLcosα＞ 0 做正功,2）當α= π/2,W=FLcosα= 0 不正功,3）當 π/2 ＜α ≤ π,W=FLcosα ＜ 0 做負功,4、總功的計算,1）先求各力的功，再代數(shù)相加減,2）先求合力，再求合力做的功,5、當堂練習練習：教材P6第2題,1、條件：,力與位移方向相同，力做功,只有力，沒有位移，故力不做功,力與位移方向垂直，在豎直方向上有力但沒有位移故

10、力不做功,力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素,返回,2、功的計算：,1）如果力的方向與運動方向一致,W=FL,2）如果力的方向與運動方向成某一夾角,W=F1L = （Fcos α）L = FL cos α,練習：一位質(zhì)量m=60kg的物體放在光滑的水平面上，在與水平方向成α=37 °角斜向上的拉力F=10N的作用下向前運動了5m ，求拉力所做的功,解：,返回,3）功的單位：,焦耳 J

11、,W=FLcosα =10×5×cos 37 ° =40J,3、正功和負功,1）當0≤ α ＜ π/2,W=FLcosα＞ 0 做正功,2）當α= π/2,W=FLcosα= 0 不正功,3）當 π/2 ＜α ≤ π,W=FLcosα ＜ 0 做負功,習慣上把某力做負功，說成物體克服某力做功,返回,例：某一物體以一定初速度在粗糙水平面做勻減速直線運動，我們可以 講

12、阻力做負功，也可以講物體克服阻力做正功。,練：1）物體自由下落，重力做什么功 2）豎直上升的物體，重力做什么功,正功,負功,4、總功的計算,解法一：先求各力的功，再代數(shù)相加減,解法二：先求合力，再求合力做的功,練習：一位質(zhì)量m=60kg的物體放在粗糙水平面上，在與水平面成α=37 °角斜向上的拉力F=100N，運動了100m，已知阻力Fn=50N，求外力所做的總功,如圖可知 WG=GXcos90 ° =

13、0J WF1=F1Xcos90°=0J WF=FLcos37°=8000J WFn=FnLcos180°=-5000J W總=WG+WF1+WF+WFn =0+0+8000-5000 =3000J,解：,F合=Fcos37&

14、#176;-Fn=100×4/5-50=30NW總= F合L=30×100=3000J,解：如上圖所示,返回,5.3 《功率》,教學目標,（一）知識與技能1、理解功率的定義及額定功率與實際功率的定義。2、功率公式的運用（二）過程與方法1、功率公式通常指平均功率，為瞬時功率2、功率公式，分析汽車的啟動，注意知識的遷移（三）情感、態(tài)度與價值觀感知功率在生活中的實際應用，提高學習物理科學的價值觀。,★教學重

15、點理解功率的概念，并靈活應用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率?！锝虒W難點正確區(qū)分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計算平均功率和瞬時功率?！锝虒W方法教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果?！锝虒W工具投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。,,力對物體做功的時候,有快慢之分嗎?,,思考,,如何來比較做功的快慢呢?,,一個力做了50J的功,所用的時間是5s;,另一個力做了100J的功,所

16、用的時間是20s,,,,,W1/t1=50J/5s=10J/s,W2/t2=100J/20s=5J/s,,比值法,,一、功率,,1.定義式：P=W/t,,2.單位:瓦特(W)1W=1J/s,1kW=1000W,,3.物理意義:,功率是表示力做功快慢的物理量,在數(shù)值上等于力在單位時間內(nèi)對物體所做的功.,,4.性質(zhì):功率是標量,但有正負,大小只看絕對值,,二、額定功率和實際功率:,1.額定功率：指一些動力機械在正常條件下可以長時間工作的最大

17、功率,2.實際功率：指一些動力機械在工作中實際輸出的功率,,三、功率與速度,如果物體沿位移方向受的力是F，從計時開始到時刻t這段時間內(nèi)，發(fā)生的位移是 L，則力在這段時間所做的功W=_________,,根據(jù)根據(jù)功率的定義式,有P=_____=_________.,FL,W/t,FL/t,由于L/t=v,于是上式可以寫成P=,FV,對公式說明:,公式中的F指的是恒力,該公式不適用于變力。,2.若F是某個力，則P是某個力的功率；若F為

18、合外力，則P為合外力的功率。,3.若v為平均速度，則P為平均功率，若v為瞬時速度，則P為瞬時功率。,4.對汽車而言，F(xiàn)指的是牽引力，不是合外力。,例.質(zhì)量m=3kg 的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運動，運動時間t=3s，求：(1)力F在t=3s內(nèi)對物體所做功；(2)力F在t=3s內(nèi)對物體所做的功的平均功率；(3)在3s末力F對物體做功的瞬時功率。,5.4《重力勢能》,教學目標,一、知識目標1.理解

19、重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān).3.知道重力勢能的相對性.4.了解彈性勢能.二、能力目標1.根據(jù)功和能的關(guān)系，推導出重力勢能的表達2.學會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象.,三、德育目標滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣.【教學重點】重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改

20、變的關(guān)系.【教學難點】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性【教學課時】1課時,5.4《重力勢能》,教學目標,一、知識目標1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān).3.知道重力勢能的相對性.4.了解彈性勢能.二、能力目標1.根據(jù)功和能的關(guān)系，推導出重力勢能的表達2.學會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象.,三、德育目標滲透從對生活中有

21、關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣.【教學重點】重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系.【教學難點】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性【教學課時】1課時,一、新課引入,,,,重力勢能,1,2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少１００人失蹤。,雪崩,2,美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)

22、果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。,3,水電站,“和平號”空間站殘片,用自己的課本做如下試驗,1、與高度有關(guān) 2、與質(zhì)量有關(guān),1）同一課本從不同高度下落到自己手上，感覺 ? ? ?,2）不同質(zhì)量的課本

23、從同一高度下落到自己手上，感覺 ? ? ?,探究得到的結(jié)論：,5,一、新課引入,二、重力做功,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能,4,,,6,,物體沿曲線運動,,7,重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān),8,重力做功與路徑無關(guān),一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落, 碰撞地面后彈起, 每次彈起的高度比下落高度低1m, 求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度為5m,J

24、,J,9,可見,重力做的功等于“mgh”這個量的變化.在物理學中， “mgh”是一個由特殊意義的物理量.就用這個物理量表示物體的重力勢能。,重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān),10,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,11,重力勢能的表達式 Ep = mgh,m — 物體的質(zhì)量，單位：千克（kg）,Ep — 物體的重力勢能，單位

25、：焦（J）,g — 重力加速度，單位：米／秒2（m／s2）,h —物體的高度，單位：米（m）,即：物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積．,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,13,WG = Ep1 - Ep2,正,,負,減少,增加,重力做的功等于重力勢能的減少,物體克服重力做的功等于重力勢能的增加,14,重力做

26、功與路徑無關(guān),一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落, 碰撞地面后彈起, 每次彈起的高度比下落高度低1m, 求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度為5m,J,J,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,16,需要先選定參考平面,? 在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢

27、能也是負值。,? 參考平面的選取是任意的 .,? 在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；,勢能是標量．+、–表示大?。?17,例： 如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,?選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1

28、、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,19,例： 如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10J,減少10J,減少10J,?選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同,?對一個確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關(guān),20,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達

29、式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,勢能的相對性（高度的相對性）,2、,,,,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,21,討論：物體在以下四種情況下，重力做功 與重力勢能的關(guān)系？,,,1：物體從點A下落到B點的過程中，受到阻力作用.,2：物體從A點下落到B點后，再平移到與B點等高的C點.,3：物體從A點沿斜面滑到與B點等高的C點。,4：物體從B點上升到A點。,,,,,1、關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法

30、正確的是： A、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少； B、物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加； C、地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確定的值； D、重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。,ABD,課堂練習,2、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則： A、重力做功為50J； B、物體的重力勢能一定增加了50J； C、物體的動能一定減少50J； D、重力做了50J的負功。,BD,3、

31、關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物 體做功B、相對于不同的參考平面，物體具有不同數(shù) 值的重力勢能，但這并不影響研究有關(guān)重 力勢能的問題C、在同一高度將物體不論向何方向拋出，只 要拋出時的初速度大小相同，則落地時減 少的重力勢能必相等D、放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零,BC,小 結(jié),一、重力做功的特點：

32、 與路徑無關(guān)，只與起點和終點的高度差有關(guān)二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān) 的能量。 表達式 三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系 重力做正功，重力勢能減少 重力做負功，重力勢能增加四、重力勢能是相對的 ，正負表示大小。 一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為零勢能參考面。,5.5《探究彈性勢能的表達式》,教學目標,

33、知識與技能理解彈性勢能的概念及意義，學習計算變力做功的思想方法。過程與方法1、猜測彈性勢能的表達式與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學生科學預測的能力。2、體會計算拉力做功的方法，體會微分思想和積分思想在物理學上的應用。情感、態(tài)度與價值觀通過對彈性勢能公式的探究過程和所用方法，培養(yǎng)學生探究知識的欲望和學習興趣，體味彈性勢能在生活中的意義、提高物理在生活中的應用意識?！窘虒W重點】探究彈性勢能公式的過程和所用方法。【教學難點】推導拉伸

34、彈簧時，用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達式。,1.彈性勢能,發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。,2.猜想：猜猜猜,彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關(guān)？,與彈簧的伸長量Δl，勁度系數(shù)k有關(guān),2.猜想：猜猜猜,彈簧的彈性勢能是否與勁度系數(shù)成正比？,舉重時杠鈴的重力與它的位置高低無關(guān),彈簧的彈力與它伸長的多少有關(guān),3.彈簧的彈性表達式到底如何確定,重力勢能,重力做功,W=ΔEP減

35、小W克=ΔEP增加,,類比思想,4.彈簧彈性勢能與拉力做功關(guān)系,能直接用W=Flcosα來求W拉？,W拉=EP,5.怎樣計算拉力做所做的功？,在各個小段上，彈力可近似認為是不變的,把彈簧從A到B的過程分成很多小段,Δl1,Δl2,Δl3…,F1、F2、F3 …,W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…,積分思想,微分思想,6.怎樣計算這個求和式？,W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…,如何求勻變速直線運動的位移的？,,6.

36、怎樣計算這個求和式？,每段拉力做的功就可用圖中細窄的矩形面積表示，對這些矩形面積求和，就得到了有F和Δl圍成的三角形面積，這塊三角形的面積就表示拉力在整個過程中所做的功。,Δl,,7.彈性勢能的表達式,EP＝kΔl2/2,k為彈簧的勁度系數(shù),Δl為彈簧的伸長或縮短量,關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是：A、任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能B、任何具有彈性勢能的物體，都一定是發(fā)生了彈性形變C、物體只要發(fā)生形變就一定有彈性勢能D、

37、彈簧的彈性勢能只跟彈簧的形變量有關(guān),練習,,,多項,如圖，在一次“蹦極”運動中，人由高空躍下到最低點的整個過程中，下列說法正確的是：A.重力對人做正功B.人的重力勢能減小了C.“蹦極”繩對人做負功D.“蹦極”繩的彈性勢能增加了,,,多項,,,如圖所示，在光滑的水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止狀態(tài)。當撤去F后，物體將向右運動，在物體向右運動過程中下列說法正確的是：A、彈簧的彈性

38、勢能逐漸減小B、彈簧的彈性勢能逐漸增大C、彈簧的彈性勢能先增大再減小D、彈簧的彈性勢能先減小再增大,,單項,在光滑的水平面上，物體A以較大的速度va向右運動，與較小速度vb向同一方向運動的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用，如圖所示。在相互作用的過程中，彈簧的彈性勢能最大時：A、va >vbB、va <vbC、va =vbD、無法確定,,單項,5.6《探究功與物體速度變化的關(guān)系》,教學目標,1、知識與技能（

39、1）會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度；（2）學習利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。2、過程與方法：通過用紙帶與打點計時器來探究功與物體速度相關(guān)量變化的關(guān)系，體驗知識的探究過程和物理學的研究方法。3、情感態(tài)度與價值觀：體會學習的快樂，激發(fā)學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學理念?！窘虒W重點】學習探究功與物體速度變化的關(guān)系的物理方法――倍增法，并會利用圖像法處理數(shù)據(jù)。【教學難點】實驗

40、數(shù)據(jù)的處理方法――圖像法,復習,彈性勢能,重力勢能,動能,重力做功,彈力做功,外力做功,速度,,,,？,WG＝EP1－EP2,WF＝EP1－EP2,實驗：探究做功與小車速度變化的關(guān)系,實驗目的：通過實驗探究橡皮筋對小車做功與小車速度的關(guān)系,實驗器材：橡皮筋、小車、木板、打點計時器、鐵釘?shù)?橡皮筋,小車,打點計時器,紙帶,木板,鐵釘,思考,小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？,橡皮筋對小車拉力做的功能否直接測量？,橡皮筋的

41、彈力是變力，且彈力與伸長量的關(guān)系也不嚴格遵守胡克定律 ，不容易計算。,橡皮筋被拉伸直到恢復原長的過程中,怎樣設計實驗才能解決這一問題?,解決方案,第一次用一條橡皮筋拉小車,第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣,做功W,做功2W,依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……,,,思考,小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？,先加速后勻速再減速,我們要取的

42、速度是哪個階段的速度？這個速度該如何測量？,橡皮筋恢復原長時的速度。利用打點計時器，用橡皮筋恢復原長時的一段位移與所用時間的比值近似計算該點的瞬時速度,如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,思考,橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？,把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的力與摩擦力平衡,還有摩擦力做功,4、在上述實驗中打出的5 條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1 、v2 、v3 、v4

43、 、v5 。,3、用2 條、3 條、4 條、5 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實驗，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長的長度相同。,1、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計時器。將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運動為止。,2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處，記下小車位置。接通打點計時器電源，釋放小車。,實

44、驗過程,C B A,數(shù)據(jù)記錄,4W,W,2W,3W,5W,彈力做功剛完畢時小車的速度,,用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?,圖象法,圖象法處理數(shù)據(jù),做W-v圖,若為曲線,若為直線，則W與v成正比,做W-v2圖,若為曲線,若為直線，則W與v2成正比,……,,,,……,,,,做W-v3圖,,,,……,數(shù)據(jù)處理,W-v圖,為什么圖象會通過原點?,W-v2圖,數(shù)據(jù)處理,表明W與 v2 成正比,注意事項,1、

45、橡皮筋的選擇2、平衡摩擦力 3、誤差分析4、橡皮筋的條數(shù)5、實驗裝置的選取,5.7《動能和動能定理》,教學目標,１、掌握用動能定理還能解決一些用牛頓第二定律和運動學公式難以求解的問題，如變力作用過程、曲線運動等問題。２、掌握用動能定理處理含有涉及的物理量中的F、l、m、v、W、Ek等物理量的力學問題。,,,,,思考:如何用m和V表示力F做的功.,W=FL=ma·v²/2a=mv²/2,問題1:如圖

46、, 在光滑的水平面上,質(zhì)量為m物體,在恒力F作用下由靜止開始運動,發(fā)生一段位移L,此時速度為V.,根據(jù)功和能的關(guān)系可以知道: 外力對物體做功,物體的能量增加; 物體對外做功,物體的能量減少; 且△E=W,思考:上面問題中,物體的什么能量改 變了?這種能量的數(shù)學表達式是 什么?,動能,EK=mv²/2,1. 定義 物體由于運動而具有的能叫 做動能。,2. 動能的大小,3. 單位

47、 焦（J ）,4. 說明,（1）動能是標量，只有大小，沒有方向.,（2）動能只有正值，沒有負值。,一、動能,,,,,,,,,問題2:如圖, 在光滑的水平面上,質(zhì)量為m物體在恒力F作用下發(fā)生一段位移L,速度由V1增加到V2.,思考:請分析外力做功與物體動能 變化之間的關(guān)系。,（1）若合外力方向與物體運動方向相同時，合外力對物體做正功，W﹥0 ，則物體動能增加。,2. 說明,（2）若合外力方向與物體運動方向相反時，合外力對

48、物體做負功，W﹤0 ，則物體動能減小。,1. 動能定理 合外力對物體所做的功，等于物體動能的改變量:,,,,,二、動能定理,例1 質(zhì)量為8g 子彈以400m/s 的速度水平射入厚為5cm的木板，射出后的速度為100 m/s，求子彈克服阻力所做的功以及子彈受到的平均阻力。,三 例題分析,,解：子彈射入木板的過程中，在豎直方向受到的重力和支持力的作用互相抵消，在水平方向受到阻力為Ff ，如圖所示。根據(jù)動能定理得,,,,,例2

49、汽車在水平的高速公路上做勻加速直線運動，經(jīng)過100 m 的距離后，速度由10 m/s 增加到30 m/s，汽車的質(zhì)量為2×103 kg，汽車前進時所受的阻力為車重的0.02倍,求汽車牽引力所做的功以及牽引力大小。,汽車在運動過程中共受四個力的作用，如圖所示。,,重力和支持力不做功,只有牽引力和阻力做功。,分析：,WF =F s,Wf = Ff s cos180º = – 0.02 m g s,,,,,根據(jù)動能定理

50、得,,由WF =F s 得牽引力大小為,,,,,1. 選擇研究對象，分析研究對象的受力情況。,2. 計算研究對象所受各力在運動過程中對物體做功的大小和正負。,3. 明確物體在運動過程中始、末動能的值。,4. 根據(jù)動能定理，列出具體方程式。,5. 代入數(shù)值，計算結(jié)果。,關(guān)鍵：,（1）正確計算物體所受外力的總功 ；,（2）明確物體在運動過程中初、末狀態(tài)的動能值。,四、解題要點,,,,,2. 質(zhì)量10 g、以800 m/s

51、的速度飛行子彈和質(zhì)量60 kg、以10 m/s的速度奔跑的運動員相比，哪一個的動能大？,解：,,,,,3. 一架質(zhì)量為 5.0×103 kg 的飛機，在起飛過程中，從靜止開始滑行，當滑行的距離為 530 m時，達到起飛速度60 m/s。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍，求飛機受到的牽引力。,,,,,解：由動能定理可得,,,,,討論：本題用牛頓第二定律和勻變速直線運動公式求解，會得到相同的結(jié)果。但用動能定

52、理解題比較方便，因為動能定理解題時不涉及物體運動的加速度和運動時間，尤其在解決變力問題和曲線運動問題時，用動能定理解題更簡便。,5.8《機械能守恒定律》,教學目標,知識與技能1、知道什么是機械能，理解物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；2、理解機械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件；3、會判定具體問題中機械能是否守恒，能運用機械能守恒定律分析實際問題過程與方法1、學習從物理現(xiàn)象分析、推導機械能守恒定律及適用條件的研究方法2、初步掌握運用能

53、量轉(zhuǎn)化和守恒來解釋物理現(xiàn)象及分析問題的方法。,情感、態(tài)度與價值觀體會科學探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學態(tài)度，領(lǐng)悟機械能守恒規(guī)律解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。【教學重點】1、機械能守恒定律的推導與建立，以及機械能守恒定律含義的理解；2、機械能守恒定律的條件和機械能守恒定律的實際應用?！窘虒W難點】1、機械能守恒的條件及對機械能守恒定律的理解。2、能正確分析物體系統(tǒng)內(nèi)所具有的機械能，判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能

54、是否守恒。,本章知識結(jié)構(gòu),,機械能高考熱點,1、功和功率的計算（特別是變力做功）2、動能、勢能，動能定理3、機械能守恒定律、能量守恒定律4、本章知識點與牛頓定律、圓周運動規(guī)律、動量定理動量守恒定律、碰撞問題及電磁學知識的聯(lián)系是高考熱點。壓軸題多與本章有關(guān),,第一單元、功和功率,功的概念判斷某個力是否做功，做正功還是做負功的方法：功的計算方法：常見的幾種力做功的特點：重力做功的特點支持力做功的特點摩擦力做功的特點洛侖茲

55、力做功的特點功率汽車的起動問題,,本單元知識概要：,一、功的概念：,（1）功：一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，就說這個力是對物體做了功。功總是與力和過程對應。,（2）功的兩個必要因素：力和在力的方向上通過的位移。,要點·疑點·考點,,（3）公式： W=Fscosα，α為F與s的夾角，F(xiàn)是力的大小，s是位移大小。只適用于恒力的功。,（4）功的本質(zhì)：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，作用在物體上的力在空間上累積

56、效果是使物體動能發(fā)生變化，而產(chǎn)生這一變化的手段則是對物體做功。,某力做的功僅由F、S和?決定。,,二、功的計算方法：,1、公式法：W=FScosθ（只適用于恒力的功）,要點·疑點·考點,,2、動能定理：W合＝?Ek,二、功的計算方法：,要點·疑點·考點,,例2：用一水平力F將原來靜止的質(zhì)量為m的物體從A拉到B。1）如果該力為恒力，求力F做的功。2）如果物體緩慢從A運動到B，求力F做的功。3）

57、如果力F為恒力，而且物體到達B點時速度恰好為零，求力F做的功。,？支持力對物塊做正功還是負功,典型例題：功的計算,典型例題：功的計算,W=FS?cos(θ/2) = 2FS cos2(θ/2)= Fs（1＋cosθ）,問題1：根據(jù)動能定理求阻力做的功必須求出什么量才行？,－mg·2L－Wf = mv22/2-mv12/2,典型例題：功的計算,例6、用長為L的繩子吊著一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)作圓周運動，已知小球從最低點出發(fā)時

58、繩子的拉力為7mg，小球沿逆時針繞行半周恰能過最高點，空氣阻力不能忽略，求此過程空氣阻力做的功。,問題2：小球在最低點繩子的拉力為7mg，根據(jù)該條件能求什么？,問題2：小球恰能過最高點說明了什么？,二、功的計算方法：,要點·疑點·考點,,3、微元法：,4、示功圖：,例1、用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設板對釘子的阻力與釘進木板的深度成正比，已知鐵錘第一次將釘子釘進d，如果鐵錘第二次釘釘子時對釘子做的功與第一次相同,那么，第

59、二次釘子進入木板的深度為多少？,二、功的計算方法：,要點·疑點·考點,,,,S,F,O,,,,,把水池換成盛水的燒杯，設燒杯的橫截面積是木塊的橫截面積的兩倍。,5、功率法 W=Pt,三、幾種常見力做功的特點：,【1】重力做功與路徑無關(guān)，由起末高度差決定,Wmg=mg· Δh,【2】支持力做功的特點,,,WN=0,WN≠0,【3】洛侖茲力對物體總不做功,要點·疑點·考點,,【4】靜摩擦力

60、做功的特點：,單個：可能做正功、負功也可能不做功,一對：一對靜摩擦力對系統(tǒng)做功為零,WfB=fBS WfA=-fAS,WB+WA=0,要點·疑點·考點,,一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可以為零，那么一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可以為負、可以為正嗎？,靜摩擦力做功不生熱 .,【5】滑動摩擦力做功的特點：,Wf=f·S（S是路程）,W=f·2πr,WA=f·sA

61、,WB=-f·SB,WA+WB=-f·S,？S的意義,一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做功等于滑動摩擦力與相對位移的乘積,W系=fS相對=Q=ΔE,Q是摩擦產(chǎn)生的熱； ΔE是系統(tǒng)能量的改變,？f是變力，還是恒力,要點·疑點·考點,,四、功率,（1）平均功率:,（2）瞬時功率:,（3）注意：求功率必須明確是哪個力在哪個過程中做功的功率.,要點·疑點·考點,,求終點N支持力和重力的功率以及全過

62、程支持力和重力的功率。,五、汽車的起動問題,※恒定功率起動，其運動過程：,※勻加速起動，其運動過程：,要點·疑點·考點,,,注意：牽引力大小通過換擋改變；發(fā)動機的輸出功率通過加減油門改變,例2、下列關(guān)于汽車運動的論述，不正確的是(　　)A.汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度、加速度均逐漸增大B.汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度逐漸增大；加速度逐漸減小，加速度為0時，速度最大C.汽車勻速行駛時最大允許速

63、度受發(fā)動機額定功率限制，要提高最大允許速度，必須增大發(fā)動機的額定功率D.汽車在水平路面上以額定功率P行駛，則當牽引力F與阻力f平衡時，汽車的最大速度vm=P/f,例1、關(guān)于功率，下列說法正確的是(　　)A.只要知道W和t就可由P=W/t計算t時刻的功率B.由P=Fv可知，汽車發(fā)動機的功率一定與F和v的乘積成正比C.當汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與速度成反比D.要提高汽車行駛的最大速度，一定要提高發(fā)動機的額定功率,典型例題：汽車

64、的起動,BCD,A,例4、質(zhì)量為m=4000kg的卡車，額定輸出功率為P=60kW,當它從靜止出發(fā)沿坡路前進時每行駛100m，升高5m，所受磨擦阻力大小為車重的0.1倍，取g=10m/s2試求：(1)卡車能否保持牽引力為8000N不變在坡路上行駛?(2)卡車在坡路上行駛時能達到最大的速度為多大?這時牽引力為多大?(3)如果卡車用4000N的牽引力以12m/s的速度上坡，到達坡頂時，速度為4m/s，那么卡車在這一段路程中的最大功率為

65、多少?平均功率是多少?,例3、汽車發(fā)動機額定牽引功率為60kw，汽車質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，試問：（1）汽車保持以額定功率，從靜止起動后能達到的最大速度是多少？（2）汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速運動，這一過程能維持多長時間？,典型例題：汽車的起動,5.9《實驗：驗證機械能守恒定律》,教學目標,知識與技能1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。2、掌握驗證機械能守

66、恒定律的實驗原理。過程與方法通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法。情感、態(tài)度與價值觀通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發(fā)學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。培養(yǎng)學生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度?！窘虒W重點】掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理?！窘虒W難點】驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。,實驗：驗證機械能守恒定律,2、實

67、驗原理,研究在自由落體運動中：,？,,方案1：從起點開始計算,方案2：從一般位置開始計算,,,1、該實驗中選取被打點紙帶應注意兩點：一是 第一點O為計時起點，O點的速度應為零。 怎樣判別呢？2、如何測量瞬時速度3、是否需要測量重物的質(zhì)量？ 重物是否可以隨意選擇？4、在架設打點計時器時應注意什么？為什么？,思考題：,打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，盡量減少摩擦阻力,3、實驗器

68、材,√,√,√,√,√,√,｛｝,4、實驗裝置、步驟及注意事項,1、組裝實驗裝置,2、釋放重錘記錄運動情況,3、選擇紙帶、選點并測量,4、計算vn及對應動能,5、比較　 是否相等,1、安裝要豎直,2、先通電再釋放,3、先斷電再取紙帶,4、計數(shù)點距起點遠一些,5、注意刻度尺讀數(shù)規(guī)則,實驗步驟,注意事項,認真閱讀完全解讀P39－40相關(guān)內(nèi)容,1.利用自由落體運動做驗證機械能守恒定律的實驗時：(1)有下列器材可供選擇：①鐵架臺；②打點計

69、時器；③復寫紙；④紙帶；⑤低壓直流電源；⑥天平；⑦秒表；⑧導線.其中實驗中不必要的器材是　　　　　　　　　　　(填序號)；缺少的器材是,(2)若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,重物質(zhì)量為mkg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中0為第一個點，A、B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由0點運動到B點，重力勢能少量△Ep=　　　　J;動能增加量△Ek=　　　　　J;這樣驗證的系統(tǒng)