高中物理机械能守恒定律教学案大课堂学本人教版必修二.docx

1、高中物理机械能守恒定律教学案大课堂学本人教版必修二南京市第十三中学高一物理一体化教学案第五章机械能及其守恒定律5.1追寻守恒量要点导学1.本节学习能量，用能量转化和守恒来思考和分析物理问题，是物理学中的重要思维方法。动能和势能的概念，动能和势能转化过程中，动能减少（或增加）的同时，势能在增加（或减少），这就是能量转化和守恒的思想，是本节的重点。2寻找规律的基本步骤(1)观察和实验观察自然现象和实验现象是物理学研究的基本方法，伽利略通过对小球运动现象的观察和分析（如图5-1-1），得到牛顿第一定律的基本内容：“如果斜面是光滑的，小球将一直沿水平直线运动下去。”同时得到：“无论斜面B比斜面A陡些或

2、缓些，小球总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面低端的竖直高度与它出发时的高度相同”的观察结论。(2)推理和概括通过对观察结论的分析和概括，抓住主要矛盾，忽略次要因素或干扰因素，抽象出物理的本质（规律性的东西），完成由感性向理性的上升。如图5-1-1所示实验，如果忽略摩擦力这个干扰因素，可推断出此过程中隐含这某种守恒量，此守恒量就是初中物理中接触过的机械能（即动能和势能的总和）。3关于“能量”的概念能量是一个抽象的物理概念，是物理学中研究问题的“工具”，书本并没有对能量下严格的定义，而是将“记得”说成是一个守恒量，这个守恒量叫做能量。其原因是在本节教材中无法对能量下严格的定义，因此在此不要去追求

3、能量的严格定义，随着学习的深入会逐步得到准确的定义，但应该看到物理学中的守恒量有着十分重要的功能。4势能(1)物体凭借其_而具有的能量叫做势能（Poctential energy）(2)正确理解势能的概念，必须理解位置的概念，物体（看作质点）所处的位置是一个空间点，在一维空间（数轴）上用（x）表示，在二维空间（平面直角坐标系）中用（x、y）表示；在三维空间中用（x、y、z）表示。本处不讨论势能的大小到底有哪些因素决定，仅要知道势能与位置有关，当位置改变时，势能也随之改变。(3)势能和动能可以相互转化，在这种转化时，势能减少的同时，_在增加，势能增加的同时，_在减少。5动能(1)物体由于_而具有

4、的能量叫做动能（Kinetic energy）。(2)正确理解动能的概念，必须理解运动的相对性，即前面学过的参考系问题，由于牛顿力学仅适用于_参考系，因此本处运动的参考系也是指_，没有特殊说明，一般指地面参考系。本处不讨论动能到底由什么因素决定，但要知道当物体的速度大小发生变化时，物体的动能也将发生变化。(3)动能可以和势能发生转化，在这种转化过程中，动能减少同时，_在增加，动能增加的同时，_在减少.范例精析例 如图5-1-2所示，河道中的水在稳恒地流淌（各处的水流速度不随时间改变），设截面A1B1的面积为S1，流速与截面垂直，速度为V1；截面A2B2的面积为S2，速度为V2，通过观察和分析，

5、本题中位于A1B1A2B2区域中的水的体积是否为一个守恒量？若是的话，你可以推断出S1、S2、V1、V2满足什么规律？解析 由于水不可压缩，单位时间内流入A1B1的水的体积应等于流出A2B2面的体积，因此位于A1B1A2B2区域中的水的体积是一个守恒量。考察很短的时间t，流入A1B1的水的体积为V1=S1V1t，流出A2B2面的的水的体积V2=S2V2t，所以S1V1= S2V2，截面积越小的地方，水的流速越大。拓展 截面积和流速的乘积称为流量（单位时间内流过截面的液体的体积，单位为m3/s），通常用Q表示，即Q=SV。如果各处的流量不等，则水位就升高或降低，为非稳恒流动。5.2 功一、教学目

6、标概览 1、知道功的定义，影响力做功的因素，功的正负 2、理解功的公式，各物理量的含义，负功的意义，负功的表述 3、能区分变力做功与恒力做功的方法二、聚焦重点难点 重点：功的计算 难点：功的计算中的各物理量的物理意义。三、教学互动 （一）功 1、功的定义 2、功的计算公式，（1）各物理量的意义 （2）对功的理解举例巩固：举重的两个过程中举力有没有对杠铃做功 （二）功的计算公式 1、功的计算公式： （1）就图1提出：水平力F使滑块沿水平方向发生位移s这个过程中，F对滑块做了多少功如何? 【例1】质量为m的物体放在倾角为的斜面上，由静止下滑，下滑的距离，已知物体与斜面的动摩擦因数为，求：（）重力做

7、的功？（）弹力做功？（）摩擦力做功？ 【例2】上题中，如果斜面被水平力推着水平向左匀速运动米，则重力做功多少？弹力做功多少？摩擦力做功多少？总功多少？如果向右运动呢？【例3】如图所示，A、B两物体叠放在一起，用一根不可伸长的水平细绳系于左墙上，B在拉力F作用下匀速运动，在这个过程中，A、B间的摩擦力做功的情况是：（ ）A、对A、B都做功 B、对A、B都不做功 C、对A不做功，对B做负功 D、对A做正功，对B做负功 【例4】关于一对作用力和反作用力的功，下列说法中哪些正确?如果其中一个力做正功，则另一个力必做负功一对作用力与反作用力做功的代数和必为零这两个力可能同时都能做正功或同时都做负功一对作

8、用力与反作用力做功的代数和不一定为零A B C D都不正确 【例5】如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m=10kg的物体，以大小为a=2ms2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功(取g=10ms2)。 四、课堂跟踪反馈1用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升。如果前后两过程中的运动时间相同，不计空气阻力，则（ ）A、加速过程中拉力做的功一定比匀速过程中拉力做的功大B、匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C、两过程和拉力做的功一样大 D、上述三种情况都有可能2、水平地面上有一重4N的球，一小孩用10 N的力踢球，使球向前运动2m，

9、那么小孩对球所做的功为（ ）A8J B，20J C28J D条件不足，无法判定3、在光滑水平面和粗糙水平面上推车，如果所用的推力相等，位移也相等，则推力对小车做的功是（ ）A、在粗糙平面上的较大 B、在光滑水平面上的较大C、两种情况下推力做的功相等 D、做功的大小决定于小车通过这段位移所用的时间4、质量为m的木块放在斜面上，木块随斜面一起沿水平方向匀速移动距离为s，如图所示，则下列叙述正确的是（ ）A、重力对木块不做功B、斜面支持力对木块不做功C、斜面摩擦力对木块做功 D、木块所受合力对木块做功5、质量为m的物体，在水平恒力F作用下，沿F方向在粗糙的水平面上产生位移s，在这一运动过程中恒力F做

10、功的情况是（ ）A、如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功B、如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功C、如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功D、如果物体做减速直线运动，F一定对物体做正功6、如图所示，均匀长直木板L=40cm，放在水平桌面上，它的一端与桌面相齐。已知木板质量为2kg，与桌面间的动摩擦因数=0.2，现用水平推力F将其推出桌子，则水平推力F应至少做多少功？(g=10m/s2)五、课后练习（一）、选择题(每小题6分，共48分)1.A关于功是否为矢量，下列说法正确的是( )A.因为功有正功和负功，所以功是矢量 B.因为功没有方向性，所以功是标量C.力和位移都是矢量，功也一

11、定是矢量 D.力是矢量，功也是矢量2.A物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为( )A.14J B.10J C.2J D.-2J3.A质量分别为州m1和m2的两个物体，m1W2 B.W1P2 C.W1W2，P1P2 D.W1W2，P1=P23.B汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是( )A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动4.B

12、物体所受到的合外力为一恒力，由静止开始运动，该力的作用时间越长，则( )A.物体的瞬时速度越大 B.物体的瞬时加速度越大C.在单位时间内对物体所做的功越多 D.该力的瞬时功率越大5.B质量为2kg的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在3s末重力对物体做功的瞬时功率是(g取lOm/s2)( )A.150W B.300W C.60W D.600W6.B质量为5kg的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在2s内从静止开始速度增加到4ms，则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是( )A.40W B.20W C.10W D.5W7.B一质量为m的物体以速度v0在光滑平面上向右运动，现有一个

13、大小为F的向右的水平恒力作用在这个物体上，当这个水平恒力做功的功率为P时，则该水平恒力的作用时间为:( )A.tan/F; B.Pm2F C.(P+Fv0)mF2; D.(p-Fv0)mF2；8.BA、B两物体质量分别为m和2m，A静止于光滑水平面上，B静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移，下面说法正确的是( )A.两次推力做功一样多 B.第二次推力做功多一些C.两次推力做功的功率一样大 D.第一次推力做功的功率小一些(二)、填空题9.B质量为m的物体自由下落，不计空气阻力，在ts内重力对物体做功的平均功率为_W，重力在ts时的瞬时功率为_W.10.B一物体做自由落

14、体运动在第1s内和第2s内，重力对该物体做的功之比为_；在第1s末和第2s末，重力做功的即时功率之比为_.11.B用起重机将放在地面的重物匀加速提升到16m的高处，所用的时间为8.0s重物的质量为2.0103kg，则钢索对重物做功为_J；重物上升过程中钢索做功的平均功率为_W(g取10ms2)12汽船所受阻力与速度的平方成正比，当汽船以速度v匀速行驶时，发动机功率为P，若汽船以速度2v匀速行驶时，发电机的功率应为 。若发电机的功率为2P时，汽船匀速行驶的速度大小为 。(三)、计算题(12题8分，13题和14题每题10分，共28分)13.A一台起重机匀加速地将质量m=1.0103kg的货物竖直吊

15、起，在2s末货物的速度v=4.0ms取g=10m/s2，不计额外功求：(1)起重机在这段时间内的平均输出功率；(2)起重机在2s末的瞬时输出功率14.B一辆质量为2.0103kg的汽车以额定功率为6.0104W在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值。在某时刻汽车的速度为20ms，加速度为0.50ms2，求(g取10ms2)：(1)汽车所能达到的最大速度是多大?(2)当汽车的速度为10ms时的加速度是多大?(3)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶)，加速度的大小为a=1.0ms2，则这一过程能保持多长时间?15.C一个放在水平面上的物体质量为2.0kg，在沿水平方向的拉力作用下

16、运动，其运动速度随时间变化的图象如图所示.已知地面与物体之间的动摩擦因数为0.2，则在04.0s的时间内，拉力对物体所做的功为多少焦?在第4s末拉力对物体做功的瞬时功率为多少瓦?(g取10ms2)16、起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象如何？画出大致的变化图。南京市第十三中学高一物理一体化教学案5.4 重力势能一、教学目标概览 1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。 2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。 3、知道重力势能的相对性。二、聚焦重点难点 重点：重力势能的概念和计算。 难点：重力做功

17、和重力势能变化的关系。三、教学互动 （一）重力的功 重力做功的特点：_ 【例1】一质量为m的皮球从离地面高为h1的A点下落，被地面弹起后，在离地面高为h2的B点被接住，求整个过程中重力所做的功。 （二）重力势能1、势能的概念： 2、重力势能的概念：_。 3、重力势能的计算：_。 4、重力做功和重力势能变化的关系：_。 【例2】分析判断下列几种说法是否正确： （1）物体在某位置的重力势能与物体如何运动无关； （2）物体在地球表面和月球表面上同一高度时重力势能相等； （3）一个静止的物体的重力势能为负值时，说明物体无做功的本领。 （三）对重力势能的进一步理解 1、重力势能为物体和地球这个系统所共有。 2、重力势能具有相对性。 3、重力势能的变化由重力做功来量度。 【例3】在离地面高为H的地方将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在的水平面为参考平面，则小球在最高点时和落地时重力势能各为多少？小球从抛出至落地过程中重力对小球做的功和重力势能的变化各为多少？【范例精析】例1 在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是 【 】A、从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等B、从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等