机械能优质教案集.doc

第7章 机械能本章综合解说：本章是高考的热点之一，考查内容全面，灵活性强、能力要求高，综合面广，常与动量守恒定律、牛顿定律、电学知识综合在一起，并常与现代应用相联系。本章可以分为三个单元：第一单元：第一节和第二节讲述功和功率。第二单元：第三、四、五节讲述功和能、动能、动能定理和重力势能。第三单元：第六、七节讲述机械能守恒定律及其应用。教师在讲解本单元知识可以让学生先知道本章三单元，然后在教学和学生学习的过程中，逐个单元击破。并且教师在讲解的过程中应注意以下几点：1、逐步加深理解功和能的概念及功能关系2、在讲解功、功率、动能、重力势能、机械能守恒定律时都充分考查了初中知识，并在此基础上定量展开讲解。3、在介绍有关知识时，注意知识的扩展，把知识讲活，如讲功的计算时，介绍了物体在变力作用下做功的思路；讲解动能定理时，指出不论恒力还是变力，也不论物体是否做直线运动，动能定理都成立。4、在讲解各个知识点时，一定要让学生反思总结，尽量让学生在课堂上对知识过手。本章应抓住功和能这条基本线索，通过功能转换把知识融会贯通，努力培养学生分析与综合能力。具体要让学生通过本章的学习，加深功和能的概念，会用动能定理和机械能守恒定律解决力学问题，更要会用能量的观点和守恒的观点来处理问题。本章优质教案：课题第七章 1. 功学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： (1)正确理解功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素。 （2）知道并会正确应用公式W=FScos计算力的功。 （3）知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确判断正功和负功。（4） 掌握合力做功的两种计算方法（5）求变力的功的一般思维方法2. 过程与方法：（1）经历从许多与力相关的日常生活现象中归纳出做功的两个不可缺少的因素。（2）通过学生亲自练习掌握合力做功的两种计算方法。（3）通过常见事例和实验认识功的正负的意义3情感态度与价值观：在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度重点 理解功的概念是本节的重点难点1 合力做功的两种计算方法2 正、负功意义的理解是难点 3求变力的功的一般思维方法是本节课对学生的一个能力培养点教具重物、小车教学方法讲授、讨论、练习教材分析 本节讲解功的概念，先复习初中学过的公式W=FS，然后扩展为功的一般公式W=FScos，教学中要注意这个扩展过程，使学生知道其中的推理过程，培养学生的推理能力。 在本节的教学中，要注意强调本章研究的线索：功和能是有密切联系的物理量，以及做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量转化。 本节的难点使正功和负功，要结合实例说明力在说明情况下做正功，说明情况下做负功，并使学生知道负功的两种说法以及正功和负功的物理意义。对于变力做工的问题，采用专题形式讲解。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课在初中我们已经学过功的初步知识，一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。起重机提起货物的时候，货物受到起重机钢绳拉力的作用发生一段位移，钢绳的拉力对货物做了功。机车牵引列车前进，列车受到机车的牵引力作用发生位移，牵引力对列车做了功。本节课我们将继续学习功的知识，旨在初中基础上进行扩展。提出问题让学生回答初中功的计算公式教学过程设计教学过程设计教学过程设计教学过程设计分析以下事例，归纳出做功的必备条件。举重运动员在举起杠铃后稳定的3s时间内，举重运动员做不做功？小球在水平桌面上滚动，桌面对球的支持力做不做功？1 做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。功的大小是由力的大小和物体在力的方向的位移的大小确定。2功的计算公式图1FF2F1但是，物体的运动的方向并不总是跟力的方向相同。当力的方向跟运动方向成某一夹角时（如图1所示），那么怎样来计算这个力所做的功呢？我们可以把力F分解成两个分力：跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，这样就把计算F功的问题转化为分别求力F1和F2的功问题。（要注意培养把不熟悉的问题转化熟悉问题求解的能力）设物体在力F作用下发生的位移是s，力F1所做的功等于W1=F1S，力F2的方向跟位移方向垂直，在F2的方向上没有发生位移，力F2所做的功等于零。因此力F对物体所做的功就等于F1s，而F1=Fcos,所以：【板书】1公式：W=FScos.这就是说，力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。2单位：J。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，国际符号是J。1J就是1N的力使物体在力的方向上发生1m位移所做的功。即：1J=1N.m3功是标量，只有大小，没有方向，但有正功和负功之分。3正功和负功（引导学生从数学角度分析正功和负功，然后分析正功和负功的物理意义。）（1）当=/2时，cos=0,W=0.这表示力F的方向跟位移的方向垂直时，力F不做功，如小球在水平桌面上滚动，桌面对球的支持力不做功。（2）当0,W0.FV图2这表示力F对物体做正功。例如，人用力推车前进时，人的推力F对车做正功。如图2所示。（3）当时，cos0,W0.FV图3这表示力F对物体做负功。例如，人用力阻碍车前进时，人的推力F对车做负功。如图3所示。一个力对物体做负功，经常说成物体克服这个力做功（取绝对值）。例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了-6J的功，可以说成球克服重力做了6J的功。说了“克服”，就不能再说做了负功。(4) 正功和负功的物理意义 力对物体做正功,说明物体在发生该段位移的过程中该力是动力,使物体能量增加,力对物体做负功,说明物体在该段位移的过程中该力是阻力,使物体能量减少,功的正负不表示大小,表示能量的得与失.5合外力的功的求法：方法1：先求出合外力F，再利用W=Fscos求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数和出合外力的功。【例题1】在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，两次力的作用线与水平的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则：A力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同；B 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同；C力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同；D 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同。解析：正确答案是B。根据恒力做功公式W=Fscos,由于F、S、都相同，故力F做功相同。GGFFf1f2N2N1图4求合力功时，先进行受力分析，受力图如图4所示，下面用两种方法求合力的功。方法一：由于斜上拉和斜下推而造成物体对地面的压力不同，从而滑动摩擦力f=N的大小不同，因而合力F合=F.cos-f不同，由W合=F合S.cos知W合不相同。方法二：因重力和支持力不做功，只有F和f做功，而F做功相同，但摩擦力做功Wf=-fscos 因f不同而不同，由W合=WF+Wf知W合不相同。（3）求变力功的方法是：把物体通过各个小段所做的功加在一起，就等于变力在整个过程所做的功。6、求变力的功(1) 化变力为恒力： 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功例2 以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大速度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）A0 BFh C2Fh D4Fh解析：从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段：上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功，全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做功的代数和，即点评：空气阻力、摩擦阻力是一种特殊的力，在计算这种力做功时，不可简单地套用功的计算公式得出W=0的错误结论。从上面的正确结果可以看出：空气阻力做的功在数值上等于阻力与全过程小球路程的乘积。 用转换研究对象的方法FBAH例3 如图在光滑的水平面上，物块在恒力F100的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，2.4 ，37,53,求绳的拉力对物体所做的功. 解析：绳的拉力对物体来说是个变力（大小不变，方向改变），但分析发现，人拉绳却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子做的功来求绳对物体所做的功W=Fl=F()=100 J(2) 若F是位移的线性函数时，先求平均值，由求其功。例4 用铁锤把小铁钉钉入木板，设木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，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是A、 B、 C、 D、解： (3) 作出变力变化的FS图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。在F-l图象中，图线与坐标轴所围成的“面积”表示功。对于方向不变，大小随位移变化的力，作出F-l图象，求出图线与坐标轴所围成的“面积”，就求出了变力所做的功，上述例题4也可用图象法来求解。因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，则F=kd，其图象为图所示。sF0Kd+dd+dkddCABD铁锤两次对钉子做功相同，则三角形OAB的面积与梯形ABCD的面积相等，即解得 引导学生复习初中的知识，给出做功的两个因素引导学生学生讨论，然后师生共同归纳出如下方法教师和学生一起分析举例说明举例让学生活学活用做专题讲让学生做好笔记习和练习小结1做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。2功的计算公式: W=FScos. 当=/2时，cos=0,W=0. 当0,W0. 当时，cos0,W0.3正功和负功意义：表示能量的得与失4. 合外力的功的求法：方法1：先求出合外力F，再利用W=Fscos求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数和出合外力的功。5、变力做功的求法：(1) 化变力为恒力(2) 若F是位移的线性函数时，先求平均值，由求其功。(3) 作出变力变化的Fl图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。学生回顾并体会过程和方法，巩固知识和技能作业布置1复习本节课文。2思考课本练习一第1题。3把练习一第2、3、4、5题做在练习本上。说明1在本章的开始，最好先概括地复习一下初中讲过的功和能的知识。教学时应强调这样的线索：功和能是有密切联系的物理量，以及做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化。2教材讲解功的概念，是先复习初中讲过的公式WFs，然后扩展功的一般公式WFscos。教学中要注意这个扩展过程，使学生知道其中的推理过程，培养学生的推理能力。3本节教材的重点是正功和负功，除了课本上的些例子，说明在什么情况下做正功或负功。学生对负功不熟悉，应该着重加以说明。还应该使学生清楚地知道：一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功（取绝对值）。这两种说法在意义上是等同的。4应该使学生知道，功是标量，当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体所做的功的代数和。还应该使学生知道，几个力对物体所做的总功，等于这几个力的合力对物体所做的功，但不要求证明。在教学中要求学生会计算总功。5在有条件的情况下，希望教师讲一讲变力作功这个问题，以开阔学生的眼界，但这不是对全体学生的要求。课题第七章 2. 功率学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： (1)知道功率是表示做功快慢的物理量。 (2)知道功率的定义和定义式PW/t；知道在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)。 (3)知道公式PFv的物理意义。 (4)能够用公式PFv解释有关现象 2. 过程与方法： （1）举例说明功率是描述做功快慢的物理量。 （2）帮助学生从PW/t推导PFvcos。 （3）循序渐进由PFv分析机车启动问题3情感态度与价值观： （1）使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯 （2）提高学生理论联系实际、解决问题的能力重点 功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容难点 用公式PFv解释解释机车启动是难点教学方法 分析推理、讲授讨论、理论联系实际法、举例法教材分析本节讲述功率的概念，功率公式的应用，教学的重点是使学生确切的理解公式PFv的意义，要通过例题的教学使学生会盈盈基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所了解。 关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便于分析汽车由开动到匀速的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单的套用公式。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义。然后提出力对物体做功的实际问题中，有做功快慢之分，物理学中又是如何来描述的？这节课我们就来研究这个问题提问复习上节内容教学过程设计教学过程设计教学过程设计1功率初中同学们学习过功率的有关知识，都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量。我们一起讨论一些问题。力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？AW1W2，t1t2；BW1W2，t1t2；CW1W2，t1t2；DW1W2，t1t2。上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来，然后总结并板书如下：功率是描述做功快慢的物理量功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率如果用W表示功，t表示完成这些功所用的时间，P表示功率，则：P=W/t明确告诉学生上式即为功率的定义式，然后说明P的单位，W用J、t用s作单位，P的单位为J/s，称为瓦特，符号为W最后分析并说明功率是标量接下来着重说明，功率的大小与单位时间内力所做的功为等值。至此，再将功的定义式与速度v的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)。然后提出问题，与学生一起讨论功率的物理意义。上一节我们讲了功的概念、功的公式之后，经过分析和讨论，对功的物理意义已有所了解。谁能复述一下？在学生说出做功过程是能量转化过程之后，立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量，并将这一认识进行板书。2平均功率与瞬时功率举例一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m，g取10m/s2)这1s内重力对物体做多少功？(与学生一起算出W150J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m)这1s内重力对物体做多少功？(W2150J)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？(P150W，P2150W)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P100W)指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。因而，用PW/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢，只具有平均的意义。板书如下：(1)平均功率：P=W/t(2)瞬时功率为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢，引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量。提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导：一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式(PW/t)，而PFv此为瞬时功率计算公式3、机车的启动问题发动机的额定功率是指牵引力的功率，而不是合外力的功率。P=Fv中，F指的是牵引力。在P一定时，F与v成反比；在F一定时，P与v成正比。(1)在额定功率下启动对车在水平方向上受力分析如图甲，由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定，随着v的增大,F必将减小,a也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v达到最大值.可见，恒定功率的加速一定不是匀加速.这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）.其速度图象如图乙所示.vafF甲vmt0v乙(2)以恒定加速度a启动:vmt0v/vt1t2由公式P=Fv和Ff=ma知，由于a恒定，所以F恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了.这时匀加速运动结束，此时速度为,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了,由于机车的功率不变,速度增大,牵引力减小,从而加速度也减小,直到F=f时,a=0,这时速度达到最大值。可见，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。其速度图象如图所示。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。例1、汽车质量5t，额定功率为60KW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，问：(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 解析：(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时 由、解得(2) 汽车作匀加速运动，故F牵-mg=ma，解得F牵=7.5103N。设汽车刚达到额定功率时的速度为v，则P = F牵v，得v=8m/s。设汽车作匀加速运动的时间为t，则v=at，得t=16s。例2、质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：汽车所受阻力的大小。3s末汽车的瞬时功率。汽车做匀加速运动的时间。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。解析： 所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。以最大速度行驶时，根据P=Fv，可求得F=4000N。而此时牵引力和阻力大小相等。 由于3s时的速度v=at=6m/s，而牵引力由FFf=ma得F=8000N，故此时的功率为P= Fv =4.8104W。 设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v=a t=2t，这时汽车的功率为额定功率。由P=Fv，将F=8000N和v=2 t代入得t=5s。 匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功3利用求变力做功问题如果汽车是以恒定功率起动，则牵引力是变力，发动机做功为变力做功，但抓住汽车的功率不变，由可求汽车牵引力做的功。例3、卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（ ）APt Bfs CPtfs Dfvmt解析：发动机所做的功是指牵引力的功。由于卡车以恒定功率运动，所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间，A对。B项给出的是卡车克服阻力做的功，在这段时间内，牵引力的功不等于克服阻力做功，B错。C项给出的是卡车所受外力的总功。D项中，卡车以恒定功率前进，将做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时牵引力等于阻力，阻力f乘以最大速度vm是发动机的功率，再乘以t恰是发动机在t时间内做的功。故A D是正确的。举例让学生归纳功率的物理意义引导学生推理功率的公式举例让学生活学活用公式P=Fv引导学生推理物理过程让学生先分析然后老师再讲解小结1我们讲了功率概念之后，得到了两个公式，定义式PW/t和瞬时功率的公式PFv。2公式PW/t中的t趋近于零时，P即为瞬时功率。不过此公式主要用来计算平均功率。公式PFv中，当v为瞬时速度时，P即为瞬应的时间段。学生回顾巩固知识和技能作业布置 1、复习归纳本节课内容。 2、把练习二第（1）、(2)、(3)、(4)题做在作业本上说明1将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义。如一台电动机的额定功率是10kW，表明它每秒钟可以将10kJ的电能转化为机械能，不管它是否工作。因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小。2力可以做负功，自然也有负功率。学生不问到时可以不讲。课本上也没讲。重要的不是功率的正负问题，而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢。例如，一物体沿粗糙水平面向前滑动，根据Pfv可知其机械能向内能转化，转化的快慢与速度v成正比，这就表达清楚了，没有强调负功率的必要。课题第七章 3. 功和能学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： （1）知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量 （2）知道物体能够对外做功是因为物体具有能量（3） 理解功是能量转化的量度（4） 理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒2. 过程与方法： 主要以举例的方法让学生理解功是能量转化的量度，且在转化和转移的过程中能量守恒。3情感态度与价值观：使学生了解事物之间相互联系的，并学会从功能角度去解释自然现象重点 1理解功和能的关系 2知道能量的转化用做功来量度难点在具体问题中如何得到能量的具体转化情况，并用做功来定量的反映这种转化教具 弹簧、铁架台、重物教学方法 讲授、讨论、练习、实验法、举例法教材分析本节讲述功和能之间的关系，是过渡性的一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量的研究机械能，为后面两节定量的讲述能和重力势能做好准备。 结合初中知识，实例理解做功的过程就是能量转化的过程，定量的能够讨论能量之间的转化，这节只是初步了解，以后还要进一步的深入学习。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变初中我们已初步学会功和能的有关知识，对功和能有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课，我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系回忆初中能量守恒定律教学过程设计教学过程设计1下列物理情景流动的河水冲走小石块 飞行的子弹穿过木板自由下落的重物在地上砸了一个坑 压缩的弹簧把物体弹出去2分析概括流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功3总结：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能4同学们结合生活，举些物体具有能量的例子张紧的弓能够做功，所以它具有能电动机通电后能够做功，它具有能打夯机能做功，它具有能 流动的空气能做功，它具有能5结合学生所举的例子总结：物质的不同运动形式对应着不同的能例如：有形变的弹簧具有弹性势能，流动的空气具有动能等6演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能总结：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒7展示几种现象，让学生分析能量的转化情况水冲击水轮发电机发电机械能电能太阳出来，照耀森林太阳能生物能傍晚，电灯亮了电能光能(内能)过渡引言：上边我们分析了几个能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功那么：功和能之间到底有什么关系呢?(二)功和能的关系1展示下边几个过程人拉重物在光滑水平面上由静止而运动在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动火车在铁路上前进2师生共同分析中人对重物做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能在水力发电厂中，水流对水流机冲击，带动水轮机转动从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能在上述过程中，发生了能量转化，且都伴随着做功过程并板书，做功使不同形式的能量发生转化过渡：那么在能量转化中，能量的转化和所做的功之间有什么关系呢?3举例说明举重运动员把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增加，同时，运动员消耗了体内的化学能，且运动员做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去小球的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小，且弹簧对小球做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能类似的例子还很多，归纳得到：做了多少功，就有多少能量发生转化板书：功是能量转化的量度过渡：通过上述分析：功和能之间有着密切的联系，那么，它们之间有什么不同呢?4老师概括功和能的不同功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度的但功和能不能相互转化巩固练习1关于功和能，下列说法正确的是A功就是能，功可以转化为能 B做功越大，物体的能越大C能量转化中，做的功越多，能量转化越多D功是物体能量的量度2运动员将质量为150 kg的杠铃举高2米：运动员做了多少功?有多少化学能转化为杠铃的重力势能?3一个质量分布均匀的长方形木块，放在粗糙的水平地面上，长为2a，宽为a，若要把它从图中所在的位置直立起来，外力至少要做多少功?4挂在竖直墙壁上的长180 的画，画面质量为100 ，下面画轴质量为200 ，令将它沿墙缓慢卷起，取10/s2，需做_J的功参考答案：C23103 J，3103 J 3 245 举例概括功的概念 举例理解物质可以由不同形式的能量让学生思考功和能之间的关系让学生总结功和能的区别和联系课堂让学生练习巩固知识 小结通过本节课的学习，我们知道了做功的过程就是能量转化的过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化，在以后的学习中，要注意运用功和能的观点、能的转化与守恒定律来分析和解决问题作业布置复习本节内容课题第七章 4. 动能 动能定理学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： (1)正确理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算(2)正确理解动能定理。知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算(3)会进行动能定理的推导 (4)会用动能定理解决力学问题，知道用动能定理解题的步骤2. 过程与方法：（1）遵循学生的认知规律，使学生对动能定理的建立由一个认知过程。（2）从已学知识推理动能定理。（3）用练习对动能定理认识加深。3情感态度与价值观：通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。重点 正确理解动能定理是本节课的重点难点1推导动能定理是本课的难点2 会用动能定理解决简单力学问题 教具可改变倾角的斜面、大小不等的小木块三块、多媒体设备教学方法分析推理、讲练结合教材分析 本节体现从学生对能量转化的定性研究延伸到对能量的定量研究的过程，所以试验有助于帮助的理解，从而引导学生对动能定理的公式的推理，通过本节的学习，应让学生知道动能定理的推导过程，从而能够对简单的力学问题能够用动能定理处理，但是此节应该分几节对动能定理应用。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课我们在初中学过，物体由于运动而具有的能量叫动能现在让我们复习一下初中做过的实验（演示滑块从斜面上滑下，引导学生观察。）同一滑块从不同的高度滑下，高度越大时滑块把木块推得越远，对木块做的功越多让质量不同的滑块从同一高度滑下，同学们可以看到，质量大的滑块把木块推得更远，对木块做的功更多。实验表明，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，如何定量地表示动能?做功 对物体的运动状态会产生什么效果?本节课我们来进行研究学生定性了解动能与那些因素有关教学过程设计教学过程设计教学过程设计幻灯或多媒体投影：光滑水平面上停有两木块，质量ml3kg，m26kg现依次用力F6N，F24N分别作用在ml、m2上，各自牵引移动S4m，分别计算力的功、木块的加速度和末速度（由学生自己完成下表）木块木块的质量m/kg 作用力F/N位移S/m 力的功W/J木块的加速度 a/m.s2末速度 v/m.s-1mv2/2（kg.m2/s2）m1364242424244968896M26642412424496496从表中可以看出，对同一木块，外力的功增加4倍，则速度增大为2倍；对不同质量的木块，外力对它做一样多的功，由于质量不同，所以速度也不同；对不同的木块做不同的功，看不出速度的变化规律，可见，跟外力做功密切联系的运动状态不能单用速度来衡量。再请同学们仔细观察表中数据，物体速度不仅与外力对它做功有关，还与物体的质量有关，我们发现外力的功与是相等的。1动能（1）定义：在物理学中用这个量表示物体的动能，动能的符号为Ek=.（2）单位：在国际单位制中，动能的单位是：1kg.m2/s2=1N.m=1J.（3）动能是标量，只有大小，没有方向。（4）动能是一个状态量，是针对某物体在某时刻而言。因此，动能表达式中的v只能是瞬时速度。例题1：质量m=3kg的物体以v0= 5m/s的初速度竖直上抛，经过一段时间后，速度变为竖直向下的vt=4m/s，求这段时间内物体动能的变化量和重力对物体作的功。（学生独立分析，教师巡回指导）师生一起得出正确答案：解析：动能的变化量为=-13.5J.物体以v0= 5m/s的初速度竖直向上做匀减速直线运动，h=(vt2-vo2)/2g重力对物体作的功W=mgh=-13.5J.，引导学生发现问题、提出问题：重力对物体作的功与物体动能的变化量恰好相等。AB12h图1（二）.动能定理：1推导：设质量为m的物体，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移s，速度增加至v2，如图1所示。在这个过程中，力F所做的功W=Fs。根据牛顿第二定律有F=ma，由匀加速运动的公式，有由此可得：W=FS= ma.=Ek2=表示物体的末动能，Ek1=表示物体的初动能。W= Ek2- Ek1说明外力对物体所做的总功等于物体动能的变化-此即动能定理。2对动能定理的理解：（对动能定理的理解是一个难点，老师要多举实例帮助学生理解）（1）动能定理的计算式为标量式，V为相对一参考系的速度。（2）动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。（3）动能定适用于物体的直线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。（4）若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段考虑，也可以全过程为一整体来处理。3动能定理解题的步骤：（1）选取研究对象，明确它的运动过程。（2）分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。（3）明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。（4）列出动能定理的方程W和= EK2- EK1。例题2：一物体以初速v0竖直上抛，落回原处速度为v1，空气阻力不能忽略且大小不变，求物体上升的最大高度。解析：本题必须分为上升和下降两个过程进行研究，而且要注意重力和阻力的功的不同特点，设上升的最大高度为h，空气阻力大小为f，则：上升过程：-mgh-fh=0-下降过程：mgh-fh=由上述二式解得：.用多媒体定量研究他们之间的关系引导学生学生讨论，然后师生共同归纳结论师生共同演绎动能定理的推导过程师生共同分析动能定理的理解学生练习应用动能定理小结1在物理学中用这个量表示物体的动能，动能的符号为Ek=.2动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。即W总=3动能定理解题的基本思路：（1）选取研究对象，明确它的运动过程。（2）分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。（3）明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。（4）列出动能定理的方程W和= EK2- EK1。学生回顾并体会过程和方法，巩固知识和技能作业布置1复习总结本节课文。2思考课本练习三第（1）、（2）、（5）题。3做练习三第（4）、（6）、（7）题。说明1动能定理实际上是一个质点的功能关系，它贯穿于这一章教材，是这一章的重点。2课本在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引人了动能的定义式和动能定理。这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索。考虑到初中已经讲过动能的概念，这样叙述，学生接受起来不会有什么困难，而且可以提高学习效率。3为了使学生加深理解动能定理的推导过程，可建议学生课后独立进行推导，这样做，可以加深对功能关系的认识，提高学生的推导能力。4应该使学生对动能定理的适用条件有清楚的认识，知道不论外力是否为恒力，也不论物体是否做直线运动，动能定理都成立。5本节安排一个例题，目的是使学生了解应用动能定理的解题过程，知道利用动能定理解力学问题，要分析物体的受力情况，列出各个力所做的功，要明确物体的初动能和末动能，然后利用动能定理求解。6讲解例题之后，可要求学生用牛顿运动定律和运动学的公式求解同一问题，并进行比较。这样，可以使学生体会到应用动能定理解题，不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比较方便。同时，可增加学生应用动能定理解题的信心。课题第七章 5. 重力势能学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： (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(4)了解弹性势能2. 过程与方法：（1） 经历从许多与重力势能相关的日常生活现象中归纳出基本概念的过程。 （2）通过学生亲自体验，体验并认识物体间重力势能的大小。 （3）通过常见事例和实验认识重力势能的转化过程。 3情感态度与价值观：渗透对生活中有关的物理现象，得到屋里结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣重点1重力势能以及重力势能的变化与重力做功的关系.2理解重力势能的相对性.难点重力势能的相对性.教具轻重不同的重锤一个、木桩、沙箱、橡皮筋教学方法演示实验、分析推理、讲授讨论.教材分析本节讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量的转化角度分析，解开学生的困惑，这样做也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好准备。关于弹性势能的教学只是要求学生知道即可。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课大家知道水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么能来发电的呢？学习这节课后，我们将会了解这个问题。通过前面对功和能的关系的学习，我们知道怎样判断一个物体具有能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。演示重锤从高处落下，把木桩打进沙箱中，说明重锤对木桩做了功，举高的重锤具有能量。我们把重锤由于被学举高而具有的能量叫做重力势能。本节课将学习重力势能的有关知识。教学过程设计教学过程设计教学过程设计教学过程设计重力势能的大小与什么因素有关呢？演示实验1：演示由质量不同的重锤从相同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生分析得出：质量越大的重锤具有的重力势能越大。演示实验2：演示用同一重锤从不同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生得出：重锤高度越大，具有的重力势能越大。怎样定量地表示重力势能呢？把一个物体举高，要克服重力做功，同时物体的重力势能增加。一个物体从高处下落，重力做功，同时重力势力能减小。可见重力势能跟重力做功有密切关系。如图1所示，设一个质量为m的物体，从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，重力所做的功为：WG=mgh=mgh1-mgh2我们可以看出WG等于mgh这个量的变化。在物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。h1h2hAB图11重力势能（1）定义：由于物体被举高而具有的能量。（2）重力势能的计算式：EP=mgh.即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。（3）重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中 都是焦耳(J)2对EP=mgh的理解：（1）式中h应为物体重心的高度。（2）重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算