高一新課標物理課件

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　　高一新課標物理課件：功和能

　　一、教學(xué)目標

　　1、在學(xué)習機械能守恒定律的基礎上，研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況，學(xué)習處理這類(lèi)問(wèn)題的方法。

　　2、對功和能及其關(guān)系的理解和認識是本章教學(xué)的重點(diǎn)內容，本節教學(xué)是本章教學(xué)內容的總結。通過(guò)本節教學(xué)使學(xué)生更加深入理解功和能的關(guān)系，明確物體機械能變化的規律，并能應用它處理有關(guān)問(wèn)題。

　　3、通過(guò)本節教學(xué)，使學(xué)生能更加全面、深入認識功和能的關(guān)系，為學(xué)生今后能夠運用功和能的觀(guān)點(diǎn)分析熱學(xué)、電學(xué)知識，為學(xué)生更好理解自然界中另一重要規律——能的轉化和守恒定律打下基礎。

　　二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

　　1、重點(diǎn)是使學(xué)生認識和理解物體機械能變化的規律，掌握應用這一規律解決問(wèn)題的方法。在此基礎上，深入理解和認識功和能的關(guān)系。

　　2、本節教學(xué)實(shí)質(zhì)是滲透功能原理的觀(guān)點(diǎn)，在教學(xué)中不必出現功能原理的名稱(chēng)。功能原理內容與動(dòng)能定理的區別和聯(lián)系是本節教學(xué)的難點(diǎn)，要解決這一難點(diǎn)問(wèn)題，必須使學(xué)生對“功是能量轉化的量度”的認識，從籠統、膚淺地了解深入到十分明確認識“某種形式能的變化，用什么力做功去量度”。

　　3、對功、能概念及其關(guān)系的認識和理解，不僅是本節、本章教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過(guò)本節教學(xué)應使學(xué)生認識到，在今后的學(xué)習中還將不斷對上述問(wèn)題作進(jìn)一步的分析和認識。

　　三、教具

　　投影儀、投影片等。

　　四、主要教學(xué)過(guò)程

　　(一)引入新課

　　結合復習機械能守恒定律引入新課。

　　提出問(wèn)題：

　　1、機械能守恒定律的內容及物體機械能守恒的條件各是什么?

　　評價(jià)學(xué)生回答后，教師進(jìn)一步提問(wèn)引導學(xué)生思考。

　　2、如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功，物體的機械能如何變化?物體機械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢?物體機械能變化的規律是什么呢?

　　教師提出問(wèn)題之后引起學(xué)生的注意，并不要求學(xué)生回答。在此基礎上教師明確指出：

　　機械能守恒是有條件的。大量現象表明，許多物體的機械能是不守恒的。例如從車(chē)站開(kāi)出的車(chē)輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。

　　分析上述物體機械能不守恒的原因：從車(chē)站開(kāi)出的`車(chē)輛機械能增加，是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車(chē)輛做正功;射入木塊后子彈的機械能減少，是由于阻力對子彈做負功。

　　重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關(guān)系，是本節要研究的中心問(wèn)題。

　　(二)教學(xué)過(guò)程設計

　　提出問(wèn)題：下面我們根據已掌握的動(dòng)能定理和有關(guān)機械能的知識，分析物體機械能變化的規律。

　　1、物體機械能的變化

　　問(wèn)題：質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度h1上升到高度h2處，其速度由v1增大到v2，如圖所示，分析此過(guò)程中滑塊機械能的變化與各力做功的關(guān)系。

　　引導學(xué)生根據動(dòng)能定理進(jìn)一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分析，明確：

　　選取斜面底端所在平面為參考平面。根據動(dòng)能定理∑W=ΔEk，有

　　由幾何關(guān)系，有sinθL=h2-h1

　　即FL-fL=E2-E1=ΔE

　　引導學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生回答的基礎上教師明確指出：

　　(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功，是使物體機械能發(fā)生變化的原因;

　　(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數和，等于物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規律。

　　2、對物體機械能變化規律的進(jìn)一步認識

　　(1)物體機械能變化規律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE

　　其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數和，E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機械能，ΔE表示物體機械能變化量。

　　(2)對W外=E2-E1進(jìn)一步分析可知：

　　(i)當W外>0時(shí)，E2>E1，物體機械能增加;當W外<0時(shí)，E2

　　(ii)若W外=0，則E2=E1，即物體機械能守恒。由此可以看出，W外=E2-E1是包含了機械能守恒定律在內的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達式。

　　(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是其它形式的能與機械能相互轉化的過(guò)程。

　　例1、質(zhì)量4、0×103kg的汽車(chē)開(kāi)上一山坡。汽車(chē)沿山坡每前進(jìn)100m，其高度升高2m。上坡時(shí)汽車(chē)速度為5m/s，沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車(chē)行駛中所受阻力大小是車(chē)重的0、01倍，試求：(1)此過(guò)程中汽車(chē)所受牽引力做功多少?(2)汽車(chē)所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規律求解。

　　引導學(xué)生思考與分析：

　　(1)如何依據W外=E2-E1求解本題?應用該規律求解問(wèn)題時(shí)應注意哪些問(wèn)題?

　　(2)用W外=E2-E1求解本題，與應用動(dòng)能定理∑W=Ek2-Ek1有什么區別?

　　歸納學(xué)生分析的結果，教師明確給出例題求解的主要過(guò)程：

　　取汽車(chē)開(kāi)始時(shí)所在位置為參考平面，應用物體機械能變化規律W外=E2-E1解題時(shí)，要著(zhù)重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功，以及此過(guò)程中物體機械能的變化。這既是應用此規律解題的基本要求，也是與應用動(dòng)能定理解題的重要區別。

　　例2、將一個(gè)小物體以100J的初動(dòng)能從地面豎直向上拋出。物體向上運動(dòng)經(jīng)過(guò)某一位置P時(shí)，它的動(dòng)能減少了80J，此時(shí)其重力勢能增加了60J。已知物體在運動(dòng)中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時(shí)動(dòng)能多大?

　　引導學(xué)生分析思考：

　　(1)運動(dòng)過(guò)程中(包括上升和下落)，什么力對小物體做功?做正功還是做負功?能否知道這些力對物體所做功的比例關(guān)系?

　　(2)小物體動(dòng)能、重力勢能以及機械能變化的關(guān)系如何?每一種形式能量的變化，應該用什么力所做的功量度?

　　歸納學(xué)生分析的結果，教師明確指出：

　　(1)運動(dòng)過(guò)程中重力和阻力對小物體做功。

　　(2)小物體動(dòng)能變化用重力、阻力做功的代數和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機械能的變化用阻力做功量度。

　　(3)由于重力和阻力大小不變，在某一過(guò)程中各力做功的比例關(guān)系可以通過(guò)相應能量的變化求出。

　　(4)根據物體的機械能E=Ek+Ep，可以知道經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，物體動(dòng)能變化量大小ΔEk=80J，機械能變化量大小ΔE=20J。

　　例題求解主要過(guò)程：

　　上升到最高點(diǎn)時(shí)，物體機械能損失量為

　　由于物體所受阻力大小不變，下落過(guò)程中物體損失的機械能與上升過(guò)程相同，因此下落返回地面時(shí)，物體的動(dòng)能大小為

　　E′k=Ek0-2ΔE′=50J

　　本例題小結：

　　通過(guò)本例題分析，應該對功和能量變化有更具體的認識，同時(shí)應注意學(xué)習綜合運用動(dòng)能定理和物體機械能變化規律解決問(wèn)題的方法。

　　思考題(留給學(xué)生課后練習)：

　　(1)運動(dòng)中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?

　　(2)物體經(jīng)過(guò)P點(diǎn)后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?

　　五、課堂小結

　　本小結既是本節課的第3項內容，也是本章的小結。

　　3、功和能

　　(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運動(dòng)狀態(tài)的物理量，物體運動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，物體運動(dòng)形式發(fā)生變化，物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應的力做功量度。

　　(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化，不能理解為功變成能，而是通過(guò)力做功的過(guò)程，使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉化。

　　(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉化，但能的總量是保持不變的。自然界中，物體的能量在傳遞、轉化過(guò)程中總是遵循能量守恒這一基本規律的。

　　六、說(shuō)明

　　本節內容的處理應根據學(xué)生具體情況而定，學(xué)生基礎較好，可介紹較多內容;學(xué)生基礎較差，不一定要求應用物體機械能變化規律解題，只需對功和能關(guān)系有初步了解即可。

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