高中物理 7.1-7.2追寻守恒量-能量 功（情境互动课型）课件 新人教版必修2.ppt

1、第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量能量 2 功,“有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律支配着至今所知的自然现象这条定律称做能量守恒定律。它指出有某一个量，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”,理查德菲利普费恩曼 （1918、51988、2) 美国著名理论物理学家， 1965年获得诺贝尔物理学奖.,然而，正是这个最抽象的概念，却是物理学中最重要，意义最深远的概念之一。,海盗船在摆动的过程中蕴藏着什么样物理规律呢？,1.知道动能、势能及能量的概念,体会守恒思想 的重要性。 2.理解功的概念，理解做功的两个必要因素。 3.掌握并能应用功的公式分析计

2、算实际问题。 4.理解正功、负功的含义。 5.知道怎样计算几个力对物体所做的总功。,（重点）,（重点）,（难点）,伽利略斜面理想实验,探究一:小球运动中追寻的守恒量,实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度，物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。,问题1:当小球沿斜面从高处由静止滚下时，小球的高度不断减小，而速度不断增大，说明什么呢？,问题2:当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，说明了什么问题？,结论：说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大。,结论：说明小球凭借其位置而具

3、有的物理量不断增大,而由于运动而具有的物理量不断减小。,一、能量概念,1.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。,玩具球、杠铃和被弹起的人都具有势能,2.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能。,探究二:在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?,高度（势能）,速度（动能）,逐渐减小,逐渐增大,逐渐增大,逐渐减小,结论：势能和动能的总量不变，即总的能量守恒的,【对应训练】 摆球由一端运动到另一端的过程中势能和动能是怎样转化的?,高度（势能）,速度（动能）,逐渐减小,逐渐增大,逐渐增大,逐渐减小,伽利略的斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性，同时也提出值得思考的问题：势能和动

4、能如何定量地量度？,于是一个新的物理量被人们不断探索、发展，最终建立起来，那就是功.,功的概念是怎样建立的，我们又怎样计算它呢？,二、功,集装箱在起重机的拉力作用下势能增加,如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。,手对握力器的压力做功使弹性势能增加,牵引力对列车做功动能增加,举例,F,学生甲对水桶做功了吗？,学生乙对水桶做功了吗？,F,s,探究三：力做功的必要因素,力未做功，只有力而没有位移,力做了功，力与位移方向相同,【探究归纳】,叉车运送和提升货物过程中，都对物体做功了吗？,【探究结论】 做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移；,运送货物,提升货物,1.当

5、F与l同方向时:,l,A,B,探究四：推导功的表达式,【理论探究】,【探究归纳】,当F与l同方向时:,l,A,B,2.当F与l不同方向时，W=？,根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题,W1= F1l = F COSl,W2 = 0,W = W1 + W2,当力与位移夹角为时：W = F l cos,【理论探究】,【探究归纳】,【拓展思考】若将位移 l 分解,结果如何?,l1=l cos,l2=l sin,W1= Fl 1= F lcos ,W2= 0,W= W1+ W2,当力与位移夹角为时：W = F l cos,【探究归纳】,探究结论：功的计算公式 力对

6、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。 说明：（1）F是作用在物体上的某个恒力 （2）l是F的作用点发生的位移 （3）是矢量F和l的夹角，0180 （4）功是标量，但功有正负之分 （5）功的单位：在国际单位制中，功的单位 是焦耳，符号是 J,如小球在水平桌面上运动时，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直。 G和 FN不做功。,探究五：正功和负功的意义,(1)当90时，W0,力对物体不做功（请举例）,（2）当090 cos0，W0， 力对物体做正功。,(3)当90180时，cos0，W0， 力对物体做负功。,蜘蛛侠挡火车,蜘蛛侠在对火车做正功吗？ 达到了什么效果？

7、,【探究结论】正功、负功的意义:,正功: 表示动力对物体做功（促进） 负功: 表示阻力对物体做功（阻碍） 一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。 例如：一个力对物体做了6J的功， 可以说成物体克服这个力做了6J的功。,探究六：几个力所做的总功的计算,如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动的位移为l,重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90；,F所做的功为：W1Flcos，,滑动摩擦力f所做的功为：W2flcos180fl，,问题1；各个力对物体做的功是多少？,根据正交分解法求得物体所受的合力， F合=Fcosf，合力方向向右，与位移同向； 合力所做的功为：WF合lcos0

8、（Fcosf）l。,【理论探究】,各个力对物体所做功的代数和为： W=W1+W2=(Fcosf）l，,问题2：各个力对物体所做功的代数和是多少？,问题3：物体所受的合力是多少？合力所做的功是多少？,探究结论：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可以用以下方法来求解 求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。 （W自身含有符号） 求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。 （为合力与位移方向的夹角）,W合 = F合l cos,例题：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成=37角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离L=5m,雪橇与地面间

9、的滑动摩擦力F阻=100N。求力对雪橇做的总功。,【解题关键】 先做受力分析，再分别求各个力做的功，最后求代数和。,答案：1500J,正功和负功,总功,各力做功的代数和,各力的合外力做的功,功,做功的两要素,功的计算式 WFlcos,功的物理 意义,1.（多选）下列关于功的说法中，正确的是（ ） A.力对物体做的功多，说明物体的位移一定大 B.力对物体不做功，说明物体一定没发生位移 C.力对物体做负功，也可以说物体克服阻力做功 D.外力对物体做功的代数和等于物体所受合外力做的功,CD,D,2.一学生用100 N的力将质量为0.5 kg的球迅速踢出， 球在水平路面上滚出20 m远，则该学生对球做的功 是（ ） A.2000J B.1000J C.16J D.无法确定,【解题关键】公式 中的F为恒力，且始终作用在物体上。,3.（多选）把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的 最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在物体从被抛出到落回地面的全过程中（） A.重力所做的功为零 B.重力所做的功为2mgh C.空气阻力做的功为零 D.空气阻力做的功为-2fh,AD,【解题关键】空气阻力做的功在数值上等于阻力与全程物体路程的乘积。,4.如图，一质量