《机械能及其守恒定律》精品课件 新人教版必修2.ppt

1、新课标人教版课件系列,高中物理必修,第五章机械能及其守恒定律,5.1追寻守恒量,教学目标,（一）知识与技能理解动能、势能及能量的概念与意义。（二）过程与方法会分析动能与势能间的相互转化。（三）情感、态度与价值观通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动，培养热爱生活的情趣。教学重点理解动能、势能的含义。教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。,诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：,有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切现象这条定律就是能量守恒定律，它指出有某个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，那是一个最抽象的概念 然而正是这个最抽象的

2、概念，却是物理学中最重要、意义也最深远的概念之一。,伽利略理想实验,等高,小球“记得”原来的高度,关于小球运动过程的描述,1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑 下，并运动到另一个斜面的同一高度， 经历了哪几个运动,小球经历了先加速后减速的过程.,2、这些过程各有什么特点?,在加速过程中,小球速度增大,位置高度减小在减速过程中,小球速度减小,位置高度增大,现在我们将这一物理过程抽象化,1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化,结 论,

3、伽利略斜面实验表明： 小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫能量。 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 物体由于运动而具有的能量叫做动能。,思考题,以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况。在这个例子中是否存在着能的总量保持不变？,小 结,一、伽利略斜面实验表明 “有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。二、能量 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。三、“追寻守恒量”的意义 1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。 2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一 定的守恒定律。,5.2功,教学目标,（一）知识与技能

4、理解功的概念并会运用功的定义式求解功。（二）过程与方法理解正负功的含义，并会解释生活实例。（三）情感、态度与价值观功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。教学重点理解功的概念及正负功的意义。教学难点利用功的定义式解决有关问题。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片,遗留问题：放在光滑水平面的物体质量m=10kg，受到一水平向右的拉力F=10N作用，从静止开始运动，求物体5s末的速度。,解,对物体受力分析G、F1、F由牛顿第二定律F=maa=F/m=1m/s2由v=v0+at=5m/s,思考：物体有了速度我们可以认为物体

5、具有了什么能量 在本题中力与能量之间有何关系，如果力与运动 方向相反，又会如何,一、日常生活中的能量,势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量,1、能量随处可见,（1）动能：物体由于运动而具有的能量,（2）重力势能：物体由于被举高而具有的能量,（3）弹性势能：物体由于被挤压或拉伸而具有的能量,2、做功改变了物体的能量,货物在起重机的作用下重力势能增加,列车在机车牵引力的作用下动能增加了,握力器在手的压力下弹性势能增加,二、 功,1、条件：,力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素,2、功的计算：,1）如果力的方向与运动方向一致 W=FL,2）如果力的方向与运动方向成某一夹角

6、 W=FLcos,3、正功和负功,1）当0 /2,W=FLcos 0 做正功,2）当= /2,W=FLcos= 0 不正功,3）当 /2 ,W=FLcos 0 做负功,4、总功的计算,1）先求各力的功，再代数相加减,2）先求合力，再求合力做的功,5、当堂练习练习：教材P6第2题,1、条件：,力与位移方向相同，力做功,只有力，没有位移，故力不做功,力与位移方向垂直，在竖直方向上有力但没有位移故力不做功,力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素,返回,2、功的计算：,1）如果力的方向与运动方向一致,W=FL,2）如果力的方向与运动方向成某一夹角,W=F1L = （Fcos ）L

7、= FL cos ,练习：一位质量m=60kg的物体放在光滑的水平面上，在与水平方向成=37 角斜向上的拉力F=10N的作用下向前运动了5m ，求拉力所做的功,解：,返回,3）功的单位：,焦耳 J,W=FLcos =105cos 37 =40J,3、正功和负功,1）当0 /2,W=FLcos 0 做正功,2）当= /2,W=FLcos= 0 不正功,3）当 /2 ,W=FLcos 0 做负功,习惯上把某力做负功，说成物体克服某力做功,返回,例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，我们可以 讲阻力做负功，也可以讲物体克服阻力做正功。,练：1）物体自由下落，重力做什么功 2）竖直上升

8、的物体，重力做什么功,正功,负功,4、总功的计算,解法一：先求各力的功，再代数相加减,解法二：先求合力，再求合力做的功,练习：一位质量m=60kg的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成=37 角斜向上的拉力F=100N，运动了100m，已知阻力Fn=50N，求外力所做的总功,如图可知 WG=GXcos90 =0J WF1=F1Xcos90=0J WF=FLcos37=8000J WFn=FnLcos180=-5000J W总=WG+WF1+WF+WFn =0+0+8000-5000 =3000J,解：,F合=Fcos37-Fn=1004/5-50=30NW总= F合L=30100=3000J,解

9、：如上图所示,返回,5.3 功率,教学目标,（一）知识与技能1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。2、功率公式的运用（二）过程与方法1、功率公式通常指平均功率，为瞬时功率2、功率公式，分析汽车的启动，注意知识的迁移（三）情感、态度与价值观感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。,教学重点理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。教学难点正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。,力对物体做功的时候,

10、有快慢之分吗?,思考,如何来比较做功的快慢呢?,一个力做了50J的功,所用的时间是5s;,另一个力做了100J的功,所用的时间是20s,W1/t1=50J/5s=10J/s,W2/t2=100J/20s=5J/s,比值法,一、功率,1.定义式：P=W/t,2.单位:瓦特(W)1W=1J/s,1kW=1000W,3.物理意义:,功率是表示力做功快慢的物理量,在数值上等于力在单位时间内对物体所做的功.,4.性质:功率是标量,但有正负,大小只看绝对值,二、额定功率和实际功率:,1.额定功率：指一些动力机械在正常条件下可以长时间工作的最大功率,2.实际功率：指一些动力机械在工作中实际输出的功率,三、功

11、率与速度,如果物体沿位移方向受的力是F，从计时开始到时刻t这段时间内，发生的位移是 L，则力在这段时间所做的功W=_,根据根据功率的定义式,有P=_=_.,FL,W/t,FL/t,由于L/t=v,于是上式可以写成P=,FV,对公式说明:,公式中的F指的是恒力,该公式不适用于变力。,2.若F是某个力，则P是某个力的功率；若F为合外力，则P为合外力的功率。,3.若v为平均速度，则P为平均功率，若v为瞬时速度，则P为瞬时功率。,4.对汽车而言，F指的是牵引力，不是合外力。,例.质量m=3kg 的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：(1)力F在t=3s

12、内对物体所做功；(2)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率；(3)在3s末力F对物体做功的瞬时功率。,5.4重力势能,教学目标,一、知识目标1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算.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.4.了解弹性势能.二、能力目标1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.,三、德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣.【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.【教学难点】重力势能的系统性和相对

13、性【教学课时】1课时,5.4重力势能,教学目标,一、知识目标1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算.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.4.了解弹性势能.二、能力目标1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.,三、德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣.【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.【教学难点】重力势能的系统性和相对性【教学课时】1课时,一、新课引入,重力势能,1,2002年月日上午，俄罗斯高加索北

14、奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。,雪崩,2,美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。,3,水电站,“和平号”空间站残片,用自己的课本做如下试验,1、与高度有关 2、与质量有关,1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉 ,2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，

15、感觉 ,探究得到的结论：,5,一、新课引入,二、重力做功,重力势能,物体由于被举高而具有的能,4,6,物体沿曲线运动,7,重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关,8,重力做功与路径无关,一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度为5m,J,J,9,可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中， “mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。,重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关,10,一、新课引入,二、重

16、力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,11,重力势能的表达式 Ep = mgh,m 物体的质量，单位：千克（kg）,Ep 物体的重力势能，单位：焦（J）,g 重力加速度，单位：米秒2（ms2）,h 物体的高度，单位：米（m）,即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,13,WG = Ep1 - Ep2,正,负,减少,增加,重力做的功等于重力势能的减少,物体克服重力做的功等于重力势能的增加,14,重力做功与

17、路径无关,一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度为5m,J,J,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,16,需要先选定参考平面, 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。, 参考平面的选取是任意的 ., 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；,势能是标量+、表示大小,17,例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2

18、m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,19,例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10J,减少10J,减少10J,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,对一个确定的过程，WG和EP与参考面的选择无关,20

19、,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,势能的相对性（高度的相对性）,2、,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,21,讨论：物体在以下四种情况下，重力做功 与重力势能的关系？,1：物体从点A下落到B点的过程中，受到阻力作用.,2：物体从A点下落到B点后，再平移到与B点等高的C点.,3：物体从A点沿斜面滑到与B点等高的C点。,4：物体从B点上升到A点。,1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上的物体的重力势能

20、都只有一个唯一确定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。,ABD,课堂练习,2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则： A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少50J； D、重力做了50J的负功。,BD,3、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物 体做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只 要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零,BC,小 结,一

21、、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。 表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。,5.5探究弹性势能的表达式,教学目标,知识与技能理解弹性势能的概念及意义，学习计算变力做功的思想方法。过程与方法1、猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。2、体会计算拉力做功的方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用。情感、态度与价值观通过对弹性势能公式的探究过

22、程和所用方法，培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，体味弹性势能在生活中的意义、提高物理在生活中的应用意识。【教学重点】探究弹性势能公式的过程和所用方法。【教学难点】推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。,1.弹性势能,发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。,2.猜想：猜猜猜,弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？,与弹簧的伸长量l，劲度系数k有关,2.猜想：猜猜猜,弹簧的弹性势能是否与劲度系数成正比？,举重时杠铃的重力与它的位置高低无关,弹簧的弹力与它伸长的多少有关,3.弹簧的弹性表达式到底如何确定,重力势能,重力做功,W=E

23、P减小W克=EP增加,类比思想,4.弹簧弹性势能与拉力做功关系,能直接用W=Flcos来求W拉？,W拉=EP,5.怎样计算拉力做所做的功？,在各个小段上，弹力可近似认为是不变的,把弹簧从A到B的过程分成很多小段,l1,l2,l3,F1、F2、F3 ,WF1l1F2l2F3l3,积分思想,微分思想,6.怎样计算这个求和式？,WF1l1F2l2F3l3,如何求匀变速直线运动的位移的？,6.怎样计算这个求和式？,每段拉力做的功就可用图中细窄的矩形面积表示，对这些矩形面积求和，就得到了有F和l围成的三角形面积，这块三角形的面积就表示拉力在整个过程中所做的功。,l,7.弹性势能的表达式,EPkl2/2,

24、k为弹簧的劲度系数,l为弹簧的伸长或缩短量,关于弹性势能，下列说法中正确的是：A、任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B、任何具有弹性势能的物体，都一定是发生了弹性形变C、物体只要发生形变就一定有弹性势能D、弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关,练习,多项,如图，在一次“蹦极”运动中，人由高空跃下到最低点的整个过程中，下列说法正确的是：A.重力对人做正功B.人的重力势能减小了C.“蹦极”绳对人做负功D.“蹦极”绳的弹性势能增加了,多项,如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中下列说

25、法正确的是：A、弹簧的弹性势能逐渐减小B、弹簧的弹性势能逐渐增大C、弹簧的弹性势能先增大再减小D、弹簧的弹性势能先减小再增大,单项,在光滑的水平面上，物体A以较大的速度va向右运动，与较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，弹簧的弹性势能最大时：A、va vbB、va vbC、va =vbD、无法确定,单项,5.6探究功与物体速度变化的关系,教学目标,1、知识与技能（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。2、过程与方法：通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验

26、知识的探究过程和物理学的研究方法。3、情感态度与价值观：体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。【教学重点】学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法倍增法，并会利用图像法处理数据。【教学难点】实验数据的处理方法图像法,复习,弹性势能,重力势能,动能,重力做功,弹力做功,外力做功,速度,？,WGEP1EP2,WFEP1EP2,实验：探究做功与小车速度变化的关系,实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系,实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等,橡皮筋,小车,打点计时器,纸带,木板,铁钉,思考,小车在木板上运动的过程中，哪一阶

27、段橡皮筋对小车做功？,橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量？,橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。,橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中,怎样设计实验才能解决这一问题?,解决方案,第一次用一条橡皮筋拉小车,第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样,做功W,做功2W,依次类推，并联三条、四条橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W,思考,小车在木板上做什么性质的运动？,先加速后匀速再减速,我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？,橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的

28、一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度,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,橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？,把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡,还有摩擦力做功,4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。,3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。,1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调

29、整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。,2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。,实验过程,C B A,数据记录,4W,W,2W,3W,5W,弹力做功刚完毕时小车的速度,用什么方法处理数据比较直观?,图象法,图象法处理数据,做W-v图,若为曲线,若为直线，则W与v成正比,做W-v2图,若为曲线,若为直线，则W与v2成正比,做W-v3图,数据处理,W-v图,为什么图象会通过原点?,W-v2图,数据处理,表明W与 v2 成正比,注意事项,1、橡皮筋的选择2、平衡摩擦力 3、误差分析4、橡皮筋的条数5、实验装置

30、的选取,5.7动能和动能定理,教学目标,、掌握用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式难以求解的问题，如变力作用过程、曲线运动等问题。、掌握用动能定理处理含有涉及的物理量中的F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题。,思考:如何用m和V表示力F做的功.,W=FL=mav/2a=mv/2,问题1:如图, 在光滑的水平面上,质量为m物体,在恒力F作用下由静止开始运动,发生一段位移L,此时速度为V.,根据功和能的关系可以知道: 外力对物体做功,物体的能量增加; 物体对外做功,物体的能量减少; 且E=W,思考:上面问题中,物体的什么能量改 变了?这种能量的数学表达式是 什么?,动能,EK=m

31、v/2,1. 定义 物体由于运动而具有的能叫 做动能。,2. 动能的大小,3. 单位 焦（J ）,4. 说明,（1）动能是标量，只有大小，没有方向.,（2）动能只有正值，没有负值。,一、动能,问题2:如图, 在光滑的水平面上,质量为m物体在恒力F作用下发生一段位移L,速度由V1增加到V2.,思考:请分析外力做功与物体动能 变化之间的关系。,（1）若合外力方向与物体运动方向相同时，合外力对物体做正功，W0 ，则物体动能增加。,2. 说明,（2）若合外力方向与物体运动方向相反时，合外力对物体做负功，W0 ，则物体动能减小。,1. 动能定理 合外力对物体所做的功，等于物体动能的改变量:,二、动能定理

32、,例1 质量为8g 子弹以400m/s 的速度水平射入厚为5cm的木板，射出后的速度为100 m/s，求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力。,三 例题分析,解：子弹射入木板的过程中，在竖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为Ff ，如图所示。根据动能定理得,例2 汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动，经过100 m 的距离后，速度由10 m/s 增加到30 m/s，汽车的质量为2103 kg，汽车前进时所受的阻力为车重的0.02倍,求汽车牵引力所做的功以及牵引力大小。,汽车在运动过程中共受四个力的作用，如图所示。,重力和支持力不做功,只有牵引力和阻力做功。,分析

33、：,WF =F s,Wf = Ff s cos180 = 0.02 m g s,根据动能定理得,由WF =F s 得牵引力大小为,1. 选择研究对象，分析研究对象的受力情况。,2. 计算研究对象所受各力在运动过程中对物体做功的大小和正负。,3. 明确物体在运动过程中始、末动能的值。,4. 根据动能定理，列出具体方程式。,5. 代入数值，计算结果。,关键：,（1）正确计算物体所受外力的总功 ；,（2）明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。,四、解题要点,2. 质量10 g、以800 m/s 的速度飞行子弹和质量60 kg、以10 m/s的速度奔跑的运动员相比，哪一个的动能大？,解：,3. 一架

34、质量为 5.0103 kg 的飞机，在起飞过程中，从静止开始滑行，当滑行的距离为 530 m时，达到起飞速度60 m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍，求飞机受到的牵引力。,解：由动能定理可得,讨论：本题用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解，会得到相同的结果。但用动能定理解题比较方便，因为动能定理解题时不涉及物体运动的加速度和运动时间，尤其在解决变力问题和曲线运动问题时，用动能定理解题更简便。,5.8机械能守恒定律,教学目标,知识与技能1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运

35、用机械能守恒定律分析实际问题过程与方法1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。,情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。,本章知识结构,机械能高考热点,1、功和功率的

36、计算（特别是变力做功）2、动能、势能，动能定理3、机械能守恒定律、能量守恒定律4、本章知识点与牛顿定律、圆周运动规律、动量定理动量守恒定律、碰撞问题及电磁学知识的联系是高考热点。压轴题多与本章有关,第一单元、功和功率,功的概念判断某个力是否做功，做正功还是做负功的方法：功的计算方法：常见的几种力做功的特点：重力做功的特点支持力做功的特点摩擦力做功的特点洛仑兹力做功的特点功率汽车的起动问题,本单元知识概要：,一、功的概念：,（1）功：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，就说这个力是对物体做了功。功总是与力和过程对应。,（2）功的两个必要因素：力和在力的方向上通过的位移。,要点疑点

37、考点,（3）公式： W=Fscos，为F与s的夹角，F是力的大小，s是位移大小。只适用于恒力的功。,（4）功的本质：功是能量转化的量度，作用在物体上的力在空间上累积效果是使物体动能发生变化，而产生这一变化的手段则是对物体做功。,某力做的功仅由F、S和决定。,二、功的计算方法：,1、公式法：W=FScos（只适用于恒力的功）,要点疑点考点,2、动能定理：W合Ek,二、功的计算方法：,要点疑点考点,例2：用一水平力F将原来静止的质量为m的物体从A拉到B。1）如果该力为恒力，求力F做的功。2）如果物体缓慢从A运动到B，求力F做的功。3）如果力F为恒力，而且物体到达B点时速度恰好为零，求力F做的功。,

38、？支持力对物块做正功还是负功,典型例题：功的计算,典型例题：功的计算,W=FScos(/2) = 2FS cos2(/2)= Fs（1cos）,问题1：根据动能定理求阻力做的功必须求出什么量才行？,mg2LWf = mv22/2-mv12/2,典型例题：功的计算,例6、用长为L的绳子吊着一质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动，已知小球从最低点出发时绳子的拉力为7mg，小球沿逆时针绕行半周恰能过最高点，空气阻力不能忽略，求此过程空气阻力做的功。,问题2：小球在最低点绳子的拉力为7mg，根据该条件能求什么？,问题2：小球恰能过最高点说明了什么？,二、功的计算方法：,要点疑点考点,3、微元法：,4、

39、示功图：,例1、用铁锤把小铁钉钉入木板，设板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次钉钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么，第二次钉子进入木板的深度为多少？,二、功的计算方法：,要点疑点考点,S,F,O,把水池换成盛水的烧杯，设烧杯的横截面积是木块的横截面积的两倍。,5、功率法 W=Pt,三、几种常见力做功的特点：,【1】重力做功与路径无关，由起末高度差决定,Wmg=mg h,【2】支持力做功的特点,WN=0,WN0,【3】洛仑兹力对物体总不做功,要点疑点考点,【4】静摩擦力做功的特点：,单个：可能做正功、负功也可能不做功,一对：一对静摩擦力对系统做功为零

40、,WfB=fBS WfA=-fAS,WB+WA=0,要点疑点考点,一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可以为零，那么一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可以为负、可以为正吗？,静摩擦力做功不生热 .,【5】滑动摩擦力做功的特点：,Wf=fS（S是路程）,W=f2r,WA=fsA,WB=-fSB,WA+WB=-fS,？S的意义,一对滑动摩擦力对系统做功等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,W系=fS相对=Q=E,Q是摩擦产生的热； E是系统能量的改变,？f是变力，还是恒力,要点疑点考点,四、功率,（1）平均功率:,（2）瞬时功率:,（3）注意：求功率必须明确是哪个力在哪个过程中做功的功率.

41、,要点疑点考点,求终点N支持力和重力的功率以及全过程支持力和重力的功率。,五、汽车的起动问题,恒定功率起动，其运动过程：,匀加速起动，其运动过程：,要点疑点考点,注意：牵引力大小通过换挡改变；发动机的输出功率通过加减油门改变,例2、下列关于汽车运动的论述，不正确的是()A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大；加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm

42、=P/f,例1、关于功率，下列说法正确的是()A.只要知道W和t就可由P=W/t计算t时刻的功率B.由P=Fv可知，汽车发动机的功率一定与F和v的乘积成正比C.当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比D.要提高汽车行驶的最大速度，一定要提高发动机的额定功率,典型例题：汽车的起动,BCD,A,例4、质量为m=4000kg的卡车，额定输出功率为P=60kW,当它从静止出发沿坡路前进时每行驶100m，升高5m，所受磨擦阻力大小为车重的0.1倍，取g=10m/s2试求：(1)卡车能否保持牵引力为8000N不变在坡路上行驶?(2)卡车在坡路上行驶时能达到最大的速度为多大?这时牵引力为多大?(3)如果卡

43、车用4000N的牵引力以12m/s的速度上坡，到达坡顶时，速度为4m/s，那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少?平均功率是多少?,例3、汽车发动机额定牵引功率为60kw，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试问：（1）汽车保持以额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动，这一过程能维持多长时间？,典型例题：汽车的起动,5.9实验：验证机械能守恒定律,教学目标,知识与技能1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。过程与方法通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒

44、定律，体验验证过程和物理学的研究方法。情感、态度与价值观通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。【教学重点】掌握验证机械能守恒定律的实验原理。【教学难点】验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。,实验：验证机械能守恒定律,2、实验原理,研究在自由落体运动中：,？,方案1：从起点开始计算,方案2：从一般位置开始计算,1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是 第一点O为计时起点，O点的速度应为零。 怎样判别呢？2、如何测量瞬时速度3、是否需要测量重物的质量？ 重物是否

45、可以随意选择？4、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？,思考题：,打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，尽量减少摩擦阻力,3、实验器材,4、实验装置、步骤及注意事项,1、组装实验装置,2、释放重锤记录运动情况,3、选择纸带、选点并测量,4、计算vn及对应动能,5、比较 是否相等,1、安装要竖直,2、先通电再释放,3、先断电再取纸带,4、计数点距起点远一些,5、注意刻度尺读数规则,实验步骤,注意事项,认真阅读完全解读P3940相关内容,1.利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时：(1)有下列器材可供选择：铁架台；打点计时器；复写纸；纸带；低压直流电源；天平；秒表；导线.其中实验中不必要的器材是(填序号)；缺少的器材是,(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为mkg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由0点运动到B点，重力势能少量Ep=J;动能增加量Ek=J;这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，。产生误差的主要原因是.,研究平抛物体的运动,