《机械能守恒定律》一章教学思路设计.doc

机械能守恒定律一章教学思路设计湖北省恩施高中 陈恩谱第一节 追寻守恒量1、费因曼的开场白2、前人关于运动的思辨追寻守恒量 地上物体运动的变慢天体运动的永恒运动守恒的思想萌芽笛卡尔的上帝假设寻找合适的描述运动多少的物理量3、近代物理关于运动多少描述的追寻（1）伽利略双斜面实验的隐含的事实（2）笛卡尔碰撞实验：第一个合适的描述运动的物理量mv（3）莱布尼兹对竖直抛体运动的分析：活力与死力及其转化和守恒，mv2，对伽利略实验的解释（4）惠更斯碰撞实验的发现：mv守恒，mv、mv2均守恒（弹性碰撞）4、追寻守恒量动量mv、能量、角动量、宇称等5、能量及其变化的量度（1）实验探索：基于守恒思想，分析实验，进而得出能量的表达式以及能量转化与守恒的结果【例1】自由落体运动：v2=2gh，v2与2gh的相互转化与守恒【例2】碰撞实验质量大的、质量小的两个小球，以相同速度碰撞同一个小球：能量与质量有关；对自由落体运动的反思：mv2与2mgh的相互转化与守恒，活力mv2、死力2mgh（2）理论分析：分析一系列守恒现象中，与能量转化相关的现象，从而找到能量变化的量度，进而找到能量的量度【例】科里奥利的思考6、各种能量及其之间的转化与守恒第二节 功与功率（一）1、科里奥利的思考（1）换一个角度思考问题：力对空间的积累，与能量变化【例1】水平面上物体的减速与加速：摩擦力、拉力与位移v0vv0vF【例2】自由落体运动：重力与位移（2）功力乘以物体在力的方向上的位移v0vFv0vF思考1：W=Fl？思考2：W=Fll=FlF2、功的概念（1）功的定义功是能量变化（转移转化）的量度定义式：W=E*单位（2）功的决定因素两个决定因素：力，物体在力的方向上的位移决定式：W=Flcos3、对W=Flcos的理解（1）F恒力（2）l“力直接作用在其上时”、“力直接作用在其上的物体”、“对地的”位移【例】踢球、杠杆与动滑轮、滑块滑板运动（3）=90：W=0，不做功 0，做正功；W=E0，E增加，输入能量，动力功 90：W0，做正功；W=E0，E减速，输出能量，阻力功v0Fv0 *功的正负代表的是能量转移转化的方向v0vFv0vF4、总功【例1】多个力同时作用时的物体的运动v0vF1F2v2F2v0vFFf【例2】不同的力分阶段作用时物体的运动（1）总功各个力的功的代数和，（2）总功与合力的功（3）两种情况下功的计算曲线运动中功的计算变力功的计算第三节 功与功率（二）1、做功有快慢之别【例】2、功率（1）定义：描述做功的快慢（2）定义式：P=W/t（3）理解：实质是描述的能量变化的快慢：P=W/t=E/t平均功率与瞬时功率3、功率的决定式：P=Fvcos（1）推导：（2）理解：P=FvF=Fvv【例】4、功率与生活（1）额定功率与实际功率（2）机车的功率与牵引力、速率的关系第四节 动能与动能定理1、描述运动的合适物理量的追寻，与科里奥利、拉格朗日的判决2、动能（1）定义式：*单位（2）理解：状态栏、标量、相对性3、动能定理：W总=Ek（1）理解1：总功为正，动能增加（其他能量的减少）（2）理解2：一个过程，两个状态3、动能定理的应用第五节 势能与势能定理（一）重力势能1、历史的回顾：死力、潜能、位能与势能2、重力势能表达式的探究一：能量守恒与EpG=mgh【例】自由落体运动、沿斜面的自由下滑运动3、重力势能表达式的探究二：功能关系（1）重力做功与重力势能WG=mgh=mgh1-mgh2（2）重力做功的特点与重力势能重力做功与路径无关保守力势能概念与保守力做功4、重力势能：EpG=mgh（1）相对性与变化的绝对性（2）系统性第六节 势能与势能定理（二）弹性势能1、弹性势能概念的提出弹性现象中动能的变化2、弹性势能的表达式（1）猜测：影响弹性势能大小的因素（2）实验验证（3）弹性势能表达式的探究（一）：实验探究基于能量守恒（动能和弹性势能的相互转化）（4）弹性势能表达式的探究（二）：理论探究基于功能关系弹簧弹力做功的计算：复习变力功的计算方法弹力做功的特点：与路径无关保守力弹力做功与弹性势能3、保守力与势能定理（1）保守力力的大小与方向，由相互作用的物体间的相对位置决定力做功与具体路径无关（2）势能定理每一种保守力都对应一种势能势能定理：WF=Ep第七节 机械能定理与机械能守恒定律（一）1、机械能及其变化【例1】守恒的情形，只有重力（弹簧弹力）做功【例2】不守恒的情形（其他形式的能量），有除重力之外其他的力做功2、机械能定理（1）推导（2）理解：重力的功的作用使机械能内两种形式之间相互转化除重力之外其他的力的功的作用使其他形式的能量与机械能相互转化3、机械能守恒定律（1）第一种表述：如果一个系统在变化过程中，只涉及到机械能内几种能量的转化转移，则这个系统机械能守恒 第二种表述：如果一个系统在变化过程中，只有重力或弹簧弹力做功，则这个系统的机械能守恒（2）几种情形没有力做功自由的匀速直线运动只受重力（弹簧弹力），且重力做功受其他的力，但只有重力做功受其他的力，其他的力也做功，但其他的力的总功为零说明：特指如下一些模型绳、杆、弹簧、光滑斜面连接的物体组成的系统，即不包含滑动摩擦力（空气阻力、粘滞阻力等）、电场力等4、机械能守恒定律的应用第八节 机械能定理与机械能守恒定律（二）实验：验证机械能守恒定律第九节 能量守恒定律1、能量守恒定律发现的历史（1）追寻守恒量的萌芽（2）