高中物理第七章机械能守恒定律第1节追寻守恒量__能量教案1
2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量(4)教案新人教版必修2
总结归纳：
在新课呈现结束后，对能量守恒定律知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对能量守恒定律知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
-碰撞问题：在完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞中，能量守恒定律同样适用。
-功与能量关系：功等于能量转化的量度，外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
4.能量守恒定律与牛顿运动定律的关系
-牛顿运动定律描述物体运动状态的变化，而能量守恒定律关注的是物体在运动过程中能量的变化。
-在某些情况下，能量守恒定律可以简化问题的分析，避免复杂的运动方程求解。
教学反思与总结
在本节课的教学过程中，我采用了讲解、互动探究和实验相结合的方式，旨在让学生更好地理解和掌握能量守恒定律。在教学方法上，我注意到引导学生通过实例和实验去体会能量守恒的过程，让学生在探究中理解和运用物理知识。这一策略在一定程度上提高了学生的兴趣和参与度，但从学生的反馈来看，可能还需要进一步增加课堂互动，让学生更多地参与到课堂讨论中。
为了检测大家对本节课知识的掌握情况，下面进行当堂检测。请同学们认真完成以下题目，并检查自己的答案。
1.一质量为m的物体从高度h自由落下，求落地瞬间的速度以及落地前一刻的势能和动能。
2.一辆质量为M的汽车以速度v0撞向一堵墙，假设完全非弹性碰撞，墙对汽车的平均作用力为F，求汽车与墙接触的时间。
3.分析在抛体运动中，物体在最高点和最低点的动能和势能的变化情况。
人教版高中物理必修2 7.1 追寻守恒量 能量(教学设计)
第七章机械能守恒第1节追寻守恒量----能量本节课主要探究了能量，要了解不同形式的能量的产生，知道这些能量和什么有关，在转化过程中各能量的关系是什么。
物理观念：理解动能、势能及能量的概念与意义.科学思维：能独立分析伽利略理想余面实验的能量转换和守恒关系，知道守恒是自然界的重要规律，初步领会能量转化、变中有恒的思想。
科学探究：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，会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法。
科学态度与责任：通过“追寻守恒量”，使学生了解守恒思想的重要性，初步树立能量转化与守恒的观，培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景重点分析：指导学生领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事；理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义；独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系。
难点分析：循循善诱启发学生除伽利略理想斜面实验以外，列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例；能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒；理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。
把要投影的课件准备好，把需要探究的问题分组设置好，以备上课用引入新课：“挽弓当挽强,用箭当用长；射人先射马,擒贼先擒王。
”这是一首杜甫的诗。
跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩。
请同学们思考下面的问题：(1)为什么强弓就射得远？跳高运动员是以高度来计成绩的,而他们为什么要提高自己的速度呢?难道速度和高度之间有什么联系吗?(2)这体现了一种什么过程?新课内容：一、伽利略斜面实验牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),所以当时人类对自然的认识还很有局限.但在伽利略的实验中,已经有了“能量”的影子.能量概念的形成和发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的.能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化不是没有规律的,基本的规律就是守恒定律.这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题.活动探究问题：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,说明了什么?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?解析：1.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.2.说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.结论：让小球沿一个斜面从静止开始滚下,小球将滚上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时他要滚得远些.若继续减小后一斜面的倾角,小球达到同一高度,但滚得更远些二、物体的动能和势能在上述实验中：如果没有摩擦和介质阻力,物体好像“记得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.例：公园里的秋千,游乐园里的海盗船,乒乓球自高处落到水泥地面上后的运动,在没有摩擦和空气阻力的情况下,都能达到一定的高度.这说明,将实际生活中的问题理想化后,确实存在着某一物理量是不变的.例题1：如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高。
【教案】机械能守恒定律第1节追寻守恒量能量教案物理备课大师
建立模型
生活情景：
人们周围生活中运动的物体最终都会停下来。
实物演示：
小球在粗糙水平面上很快停止运动。类比前面“找象棋子”的例子，并结合生活经验提出猜想。
由于空气阻力、摩擦阻力等的存在，生活中的运动物体最终都会停下来，这与原有的知识产生矛盾，机械能不再守恒。那么，这个过程中有没有守恒量呢?由此将学生的思维活动引导到更高的层次：不同的能量形式可以转化。
五、能量转化
事例剖析
多媒体展示视频和图片：
向学生展示了涉及人类生命活动中能量的消耗以及太阳能、地热能、风能、水能等利用的视频和图片，供学生们思考、讨论，以进一步加深认识和理解。
1.使学生进一步认识到能量转化和守恒的普遍性及其科学、社会的价值。
2.人类的生命生活伴随着大量的能量消耗，使用清洁能源能有效减少温室气体的排放，保护地球环境。
三、引导探究
归纳规律
亲身体验：
“碰鼻子”实验
实验演示：
将伽利略原来的设计、装置及操作、论证方法再现出来，让学生们讨论猜想在这个过程中什么量是守恒的。
1.通过亲身体验，吸引了学生的注意力，活跃了课堂气氛，提高了学习的积极性，同时又能引发学生思考：小球上升的高度为什么和初始高度相同，从而进一步激发学生的求知欲。
【关键字】教案
7.1追寻守恒量－能量
一.整体设计思路：
本节课的定位很重要，既不是讲能量守恒定律，也不是讲人们发现能量守恒定律的历史，主要是让学生感受和体会对于守恒量的认识和探究过程。通过教学使学生初步树立能量转化与守恒的观点，同时通过展示自然、生活和生产中的例子，使学生认识到能量转化与守恒的普遍性。
为了追寻守恒量，首先应使学生认识守恒，知道守恒量的特点和研究守恒量的方法。在教学的过程中，不是直接告诉学生追寻守恒量的方法，而是通过“天平实验”让大家归纳守恒的特点，并进一步探索寻找守恒量的方法，为后面猜想伽利略理想斜面实验中的守恒量打下基础。让学生感受到生活中处处有科学思想，而且科学和生活密不可分。这样的教学设计和安排充分显示了物理学及其研究方法之美。
7.1 追寻守恒量——能量 名师教案
《追寻守恒量》教案设计一、教材分析本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书（物理2·必修）第七章《机械能守恒定律》第一节《追寻守恒量——能量》。
从教材的地位和作用方面来看，本节课主要是观念性教育的内容，目的是对学生进行方法和观念上的教育，使学生了解守恒思想的重要性。
在物理学中，能量的概念是在人类追寻“守恒量是什么”的过程中发展起来的。
所以本节从追求守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础，并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程，让学生从更高的、全新的角度来重新认识身边的物理规律。
从教材的内容方面来看，本节课的定位很重要，既不是讲能量守恒定律，也不是讲人们发现能量守恒定律的历史，主要是让学生感受和体会对于守恒量的认识和探究过程，从追寻守恒量的过程中体验能量转化与守恒，同时利用实验和生活中的例子使学生认识到能量转化与守恒的普遍性。
因此，本节课的整体设计思路是认识守恒→分析伽利略理想斜面实验→能量守恒。
本节课意在启迪学生，在学生心中埋下物理守恒思想的种子，注重知识的形成过程、研究方法，重视视学生的体验，所以课堂上我采用了“探究式与体验式”教学模式。
二、学情分析学生在初中学习过能量和能量守恒定律的有关知识，了解各种能量间可以相互转化以及机械能守恒的观点，这为本节课的教学奠定了一定的基础，在进行相关问题的探究时，对猜想有了定向。
能量的概念是伴随人类对能量守恒的认识同步发展起来的，但学生对能量还没有完整的知识网络，尤其对守恒思想的认识不深刻，通过本节课的教学帮助学生逐步的建立这种思想。
三、核心素养通过《追寻守恒量》的探究学习过程，使学生领会寻找守恒量是科学研究的重要思想和方法，树立辩证唯物主义认识论；沿着科学发展的足迹，从追求守恒量出发引入了能量的概念，让学生从更高的、全新的角度来重新认识身边的物理规律。
四、教学目标(1) 了解守恒思想的重要性，认识守恒关系是自然界中十分重要的关系；(2) 理解动能、势能及能量的概念与意义；(3)通过具体事例使学生对能量守恒有初步了解，并认识到能量守恒定律具有普遍性。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量 2 功教学案 新人教版必修2
1 追寻守恒量——能量2 功[学习目标] 1.了解势能、动能的概念，领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法.2.理解功的概念，知道W ＝Fl cos α的适用范围，会用功的公式进行计算.3.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功.一、追寻守恒量——能量1.伽利略的斜面实验探究如图1所示.图1(1)过程：将小球由斜面A 上某位置由静止释放，小球运动到斜面B 上.(2)现象：小球在斜面B 上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度相同. (3)结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上我们把这个量叫作能量或者能. 2.动能和势能(1)动能：物体由于运动而具有的能量.(2)势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量. 二、功1.功的定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功.2.功的公式：W ＝Fl cos α，其中F 、l 、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移方向的夹角.3.单位：国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J. 三、正功和负功1.力对物体做正功和负功的条件 由W ＝Fl cos α可知(1)当0≤α<π2时，W >0，力对物体做正功；(2)当π2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功；(3)当α＝π2时，W ＝0，力对物体不做功.2.总功的计算几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)公式W＝Fl cos α中的l是物体运动的路程.(×)(2)物体只要受力且运动，该力就一定做功.(×)(3)功有正负之分，所以功是矢量.(×)(4)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动.(√)2.如图2所示，静止在光滑水平面上的物体，在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下运动10 m，已知F＝10 N，则拉力F所做的功是 J.图2答案50一、对功的理解[导学探究]1.观察图3，分析图中的哪个人对物体做了功？图3答案小川拉重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有做功.2.如图4所示，物体在与水平方向夹角为α的力F的作用下前进了l，则力F对物体做的功如何表示？图4答案如图把力F沿水平方向和竖直方向进行正交分解，物体在竖直方向上没有发生位移，竖直方向的分力没有对物体做功，水平方向的分力F cos α所做的功为Fl cos α，所以力F对物体所做的功为Fl cos α.[知识深化] 对公式W＝Fl cos α的理解1.力F对物体做的功，只与l、α有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关.2.计算力F 的功时要特别注意，F 与l 必须具有同时性，即l 必须是力F 作用过程中物体发生的位移.3.功是标量，没有方向，但是有正负.4.公式W ＝Fl cos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用.例1 如图5所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m ，在与水平面成θ角的恒定拉力F 作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l .已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的( )图5A.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为Fl cos θD.滑动摩擦力做功为－μmgl 答案 C解析 支持力和重力与位移垂直，不做功，A 、B 错误；拉力和摩擦力做功分别为W 1＝Fl cos θ，W 2＝－μ(mg －F sin θ)l ，C 正确，D 错误.二、正负功的判断[导学探究] 某物体在力F 作用下水平向右运动的位移为l ，拉力的方向分别如图6甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功.图6答案32Fl －32Fl [知识深化] 1.正、负功的意义功是标量，只有正、负，没有方向，功的正负不表示大小，只表示能量转移或转化的方向，即：动力对物体做正功，使物体获得能量，阻力对物体做负功，使物体失去能量. 2.判断力是否做功及做功正负的方法(1)根据力F 的方向与位移l 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形. (2)根据力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形. 若α为锐角则做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功.例2(多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图7所示.物体相对斜面静止，则下列说法正确的是( )图7A.重力对物体m做正功B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支持力对物体m做正功答案BCD解析物体的受力和位移如图所示.支持力F N与位移l的夹角α<90°，故支持力做正功，D 选项正确；重力与位移垂直，故重力不做功，A选项错误；摩擦力F f与位移l的夹角大于90°，故摩擦力做负功，C选项正确；物体做匀速运动，所受合力为零，合力不做功，故B选项正确.三、总功的求解思路例3如图8所示，一个质量为m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F ＝10 N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2 m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10 m/s2，求外力对物体所做的总功.(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)图8答案7.6 J解析物体受到的摩擦力为：F f＝μF N＝μ(mg－F sin 37°)＝0.3×(2×10－10×0.6)N＝4.2 N解法1：先求各力的功，再求总功.拉力F对物体所做的功为：W1＝Fl cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J摩擦力F f对物体所做的功为：W2＝F f l cos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和，即W＝W1＋W2＝7.6 J.解法2：先求合力，再求总功.物体受到的合力为：F合＝F cos 37°－F f＝3.8 N，所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J.几个力对物体做功的计算当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和.故计算合力的功有以下两种方法：(1)先由W＝Fl cos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3……然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合l cos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角.注意：当在一个过程中，几个力作用的位移不相同时，只能用方法(1).针对训练如图9所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀加速地沿着长为L、倾角为α的斜面的一端向上滑到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ.求作用在物体上的各力对物体所做的总功.图9答案FL－mgL sin α－μmgL cos α解析选物体为研究对象，其受力如图所示：解法一：拉力F对物体所做的功为：W F＝FL.重力mg对物体所做的功为：W G＝mgL cos(90°＋α)＝－mgL sin α.摩擦力对物体所做的功为：W f＝F f L cos 180°＝－F f L＝－μmgL cos α.弹力F N对物体所做的功为：W N＝F N L cos 90°＝0.故各力的总功为：W＝W F＋W G＋W f＋W N＝FL－mgL sin α－μmgL cos α解法二：物体受到的合力为：F合＝F－mg sin α－F f＝F－mg sin α－μmg cos α所以合力做的功为：W＝F合L＝FL－mgL sin α－μmgL cos α.1.(对功的理解)(多选)下列说法中正确的是( )A.功是矢量，正负表示其方向B.功是标量，正负表示的是外力对物体做功还是物体克服外力做功C.力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D.力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量答案BCD解析功是标量，正负表示的是外力对物体做功还是物体克服外力做功，A错误，B正确；力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系，故C正确；有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了距离，力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，故D正确.2. (正负功的判断)如图10所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止，关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况是( )图10A.摩擦力对重物做正功B.摩擦力对重物做负功C.支持力对重物不做功D.支持力对重物做正功答案 D解析重物受到的摩擦力方向始终与速度方向垂直，故不做功，支持力方向始终与速度方向相同，故做正功.3.(功的计算)用水平恒力F作用于质量为m的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是( )A.W1>W2B.W1<W2C.W1＝W2D.无法判断答案 C解析物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，根据W＝Fl cos α，两次做功中的F、l、α均相同，所以两次F做功相同，即W1＝W2.4.(总功的计算)如图11所示，质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)图11(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？答案(1)1.5×104 J (2)1.3×104 J解析(1)重力做的功为：W G＝mgh＝50×10×30 J＝1.5×104 J(2)运动员所受合力：F合＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝260 N合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移l＝hsin 37°＝50 m合力做的功W合＝F合·l＝260×50 J＝1.3×104 J.课时作业一、选择题(1～8为单项选择题，9～11为多项选择题)1.下列选项所示的四幅图是小华提包回家的情景，其中小华提包的力不做功的是( )答案 B2.如图所示，力F大小相等，A、B、C、D选项中物体运动的位移l也相同，哪种情况F做功最少( )答案 D解析A选项中，拉力做功W＝Fl；B选项中，拉力做功W＝Fl cos 30°＝32Fl；C选项中，拉力做功W＝Fl cos 30°＝32Fl；D选项中，拉力做功W＝Fl cos 60°＝12Fl，故D选项中拉力F做功最少.3.如图1所示，人站在超市自动扶梯的斜面上，与扶梯一起沿斜面匀速上升.在这个过程中，人脚所受的静摩擦力( )图1A.等于零，对人不做功B.沿斜面向上，对人不做功C.沿斜面向上，对人做负功D.沿斜面向上，对人做正功答案 D解析人脚受到的静摩擦力沿斜面向上，位移沿斜面向上，故摩擦力做正功，故D正确. 4.如图2所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面上走相同的位移(推箱的速度大小如图中所示)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少( )图2A.大人做的功多B.小孩做的功多C.大人和小孩做的功一样多D.条件不足，无法判断答案 C解析 由平衡条件知大人与小孩的推力相等(即都等于各自木箱受到的滑动摩擦力，两木箱的滑动摩擦力相等)，又由于两只木箱的位移相同.故由W ＝Fl 知两人做功一样多.5.一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是( )A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功，减速时做负功D.始终做正功 答案 D解析 在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D 正确.6.如图3所示，质量为m 的物体A 静止在倾角为θ的斜面体B 上，斜面体B 的质量为M .现对该斜面体B 施加一个水平向左的推力F ，使物体A 随斜面体B 一起沿水平方向向左匀速运动，当移动的距离为l 时，斜面体B 对物体A 所做的功为( )图3A.FlB.mgl sin θ·cos θC.mgl sin θD.0答案 D解析 对物体A 进行受力分析，其受到重力mg 、支持力F N 、静摩擦力F f ，如图所示，由于物体A 做匀速运动，所以支持力F N 与静摩擦力F f 的合力即斜面体B 对物体A 的作用力竖直向上，而位移方向水平向左，所以斜面体B 对物体A 的作用力的方向与位移方向垂直，斜面体B 对物体A 所做的功为0，D 正确.7.起重机以1 m/s 2的加速度将质量为1 000 kg 的货物匀加速地向上提升，若g 取10 m/s 2，则在第1 s 内起重机对货物所做的功是( ) A.500 J B.4 500 J C.6 000 J D.5 500 J答案 D解析 对货物受力分析，由于是匀加速上升，根据牛顿第二定律F －mg ＝ma ，可计算出起重机对货物的拉力F ＝11 000 N ，位移l ＝12at 2＝0.5 m.则在第1 s 内起重机对货物所做的功W＝Fl cos α＝11 000×0.5×1 J＝5 500 J ，D 正确.8. 如图4所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与两斜面间的动摩擦因数相同.在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为W A和W B，则( )图4A.W A>W BB.W A＝W BC.W A<W BD.无法确定答案 B解析设斜面AD、BD与水平面CD所成夹角分别为α、β，根据功的公式，得W A＝μmg cos α·l AD＝μmgl CD，W B＝μmg cos β·l BD＝μmgl CD，所以B正确.9.下面关于功的计算式W＝Fl cos α的说法正确的是( )A.F必须是恒力B.l是路程C.l是位移D.α是力与位移两矢量的夹角答案ACD10.一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，力F1、F2做功分别为W1＝6 J、W2＝－6 J，下列说法正确的是( )A.这两个力一定大小相等、方向相反B.F1是动力，F2是阻力C.这两个力做的总功为0D.F1比F2做的功多答案BC解析由力F1、F2做功的正负可以确定力F1、F2与位移的夹角分别为小于90°、大于90°，但这两个力不一定大小相等、方向相反，A错；F1做正功一定是动力，F2做负功一定是阻力，但正负不表示功的大小，B对，D错；两个力做的总功等于这两个力所做功的代数和，C对.11.物体在运动过程中克服某个力做功，说明( )A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α>90°D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°答案AC解析 如果一个力对物体做负功，我们也可以说物体克服这个力做功.做负功表示这个力阻碍物体的运动，因为这个力与物体运动方向的夹角α>90°.故选A 、C.二、非选择题12.一物体放在水平地面上，如图5甲所示，已知物体所受水平拉力F 随时间t 的变化关系如图乙所示，物体相应的速度v 随时间t 的变化关系如图丙所示.求：图5(1)0～6 s 时间内物体的位移；(2)0～10 s 时间内物体克服摩擦力所做的功.答案 (1)6 m (2)30 J解析 (1)由题图丙可知0～6 s 时间内物体的位移为：l ＝6－22×3 m＝6 m. (2)由题图丙可知，在6～8 s 时间内，物体做匀速运动，于是有摩擦力F f ＝2 N. 0～10 s 时间内物体的总位移为：l ′＝(8－6)＋(10－2)2×3 m＝15 m. 物体克服摩擦力所做的功：W ＝F f l ′＝2×15 J＝30 J.13. 如图6所示，用沿斜面向上、大小为800 N 的力F ，将质量为100 kg 的物体沿倾角为37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L ＝5 m ，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中：(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图6(1)物体的重力所做的功；(2)摩擦力所做的功；(3)物体所受各力的合力所做的功.答案 (1)－3 000 J (2)－1 000 J (3)0解析 物体受力情况如图所示(1)W G ＝－mgL sin θ＝－3 000 J(2)F f ＝μF N ＝μmg cos θW f ＝－F f L ＝－μmg cos θ·L＝－1 000 J(3)解法一W F＝FL＝4 000 JW＝W F＋W G＋W f＝0解法二物体做匀速运动，F合＝0 故W＝0.。
高中物理人教版第七章机械能守恒定律追寻守恒量——能量(市一等奖)
课后习题1．伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点．这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是( )A．弹力B．势能C．速度D．能量解析：选D.在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚上另一个斜面，不变的“东西”应是能量．2．下列现象中物体动能转化为势能的是( )A．秋千在最高处荡向最低处B．张开的弓把箭水平射出C．骑自行车匀速驶上斜坡D．正在腾空上升的礼花弹解析：选D.正在腾空上升的礼花弹，高度越来越高，上升的速度也越来越慢，所以说动能转化为势能．秋千在荡向最低处时，速度越来越快，是势能转化为动能．张开的弓把箭水平射出，是势能转化为动能．匀速驶上斜坡的自行车，动能没变，势能增加，所以A、B、C不对，D正确．3.如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中( ) A．动能减少，势能增加B．动能不变，势能增加C．动能减少，势能不变D．动能不变，势能减少解析：选B.小车沿斜面从A运动到B，位置升高，势能增加；小车沿斜面匀速运动，速度大小不变，故物体的动能不变．4．如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则在整个过程中( )A．运动员的动能一直增大B．运动员的势能一直减小C．运动员的动能先减小后增大D．运动员的势能先减小后增大解析：选C.跳水运动员离开跳板上升的过程，动能逐渐减小，动能逐渐转化为势能；当运动员从最高点下降时，势能逐渐减小，运动员的动能逐渐增大，此过程是势能转化为动能的过程；所以运动员的动能是先减小再增大，势能是先增大再减小．5．下列说法中正确的是( )①“力”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念②“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一A．①③ B．②④C．①④ D．②③解析：选B.牛顿总结出了三条重要的定律，即牛顿三定律，但他没有得出能量守恒定律，故应选B.6.在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A点自由滑下，都能到达右端与A点等高的B点．关于其原因，下列说法中正确的是( )A．是因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒B．是因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒C．是因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒D．以上说法均不正确解析：选B.小球在运动过程中守恒的“东西”是能量．7.如图所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c 三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高．在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在______________点，在__________点势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的动能________(选填“大于”“等于”或“小于”)在c点的动能．解析：在小球来回摆动时，动能与势能不断地相互转化但总量不变．在a、c两点时位置最高，势能最大，速度为零，动能为零．在b点时位置最低，势能最小，速度最大，动能最大．答案：b a、c等于8．如图所示，将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来，使轮轴处于水平状态，做成一个“滚摆”．旋转滚摆，让细线绕在轮轴上，然后由静止开始释放滚摆．滚摆就会边旋转边下落，绕在轮轴上的细线也随之不断退出；到达最低点后，滚摆又会边旋转边上升，细线又随之逐渐绕在轮轴上．试分析滚摆运动过程中的能量转化情况．在阻力小到可以忽略的情况下，你猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗？请说明你猜想的依据．解析：在滚摆向下运动的过程中，滚摆的高度不断降低，下落速度和旋转速度不断增大，滚摆的势能转化为动能；在滚摆向上运动的过程中，滚摆的高度不断增加，上升速度和旋转速度不断地减小，滚摆的动能又转化为势能．依据能量守恒定律，在阻力小到可以忽略的情况下，滚摆机械能的总量保持不变，滚摆每次都应该能回升到起始点的高度．答案：见解析9.如图所示，河道中的水在稳恒地流淌(各处的水流速度不随时间改变)，设截面A1B1的面积为S1，河水流速与截面垂直，速度为v1；截面A2B2的面积为S2，河水速度为v2，通过观察和分析，本题中位于A1B1A2B2区域中的水的体积是否为一个守恒量？若是的话，你可以推断出S1、S2、v1、v2满足什么规律．解析：由于水不可压缩，单位时间内流入A1B1面的水的体积应等于流出A2B2面的体积，因此位于A1B1A2B2区域中的水的体积是一个守恒量．考察很短的时间Δt，流入A1B1面的水的体积ΔV1＝S1v1Δt，流出A2B2面的水的体积ΔV2＝S2v2Δt，由于ΔV1＝ΔV2，所以S1v1＝S2v2，截面积越小的地方，水的流速越大．答案：S1v1＝S2v2。
2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量(4)教案新人教版必修2
- 解答疑问：教师针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。
学生活动：
- 听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。
- 参与课堂活Leabharlann ：学生积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验能量守恒定律的应用。
2. 板书设计应具有艺术性和趣味性
① 能量转换现象的观察与分析：通过实验探究能量转换过程，验证能量守恒定律。引导学生运用科学思维分析实验结果，提高学生的实验操作能力和观察分析能力。
② 实验探究能量守恒：设计实验，让学生亲自动手进行实验，观察能量转换过程，验证能量守恒定律。
③ 能量守恒定律在解决实际问题中的应用：引导学生运用能量守恒定律分析实际问题，如物体运动、温度变化等。培养学生从实际问题中找出能量守恒的守恒量，运用能量守恒定律解决问题的能力。
2. 掌握能量守恒定律的内容，理解能量守恒定律在实际应用中的意义。
3. 学习常见能量转换现象，培养学生的观察能力和思维能力。
4. 通过实例分析，引导学生运用能量守恒定律解决实际问题。
教学重点：能量的概念，能量的分类，能量守恒定律的内容及应用。
教学难点：能量守恒定律在实际问题中的运用，各种能量形式之间的转化。
教学实施过程
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：教师通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，如PPT、视频、文档等，明确预习目标和要求。
- 设计预习问题：围绕“能量守恒定律”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。
- 监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。
高中物理第七章机械能守恒定律第1节追寻守恒量__能量教案1
§7.1追寻守恒量课标要求学习水平为理解教学目标知识与能力1、了解“追寻守恒量”这一物理学的基本观点和思想；2、知道动能和势能的概念；3、会分析生活中有关机械能转化的问题；过程与方法1、体会伽利略斜面实验的思想方法，了解能量概念的引入过程；2、体会“追寻守恒量”这种变化之中抓不变的研究策略；情感态度价值观1、通过“追寻守恒量”，使学生领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法，初步树立能量转化与守恒的观点；2、通过展示生活中的一些物理现象，使学生进一步体会能量守恒的普遍性；教材分析重点了解动能和势能的概念，在动能和势能的转化过程中体会能量守恒难点认识到守恒是自然界的重要规律教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、引入新课1、守恒的含义2、守恒的普遍性介绍本节课的学习任务和学习目标。
提出问题：“守”是什么意思？“恒”是什么意思？两个字组成的“守恒"一词应是什么意思？“守恒量”又是什么意思？小结：“守恒”意为保持不变，“守恒量”也就是保持不变的量。
案例1：放学后，两个小孩在家中下象棋。
下完棋后，当他们收拾象棋时，忽然发现少了3颗棋子，他们找啊找，发现门后有1颗，墙角有1颗，但还是少1颗。
他们不放弃，继续寻找，终于在地毯下找到了最后1颗棋子。
积极思考，回答问题。
首先弄清“守恒量”的字面含义，明确“追寻守恒量”的学习任务。
展示生活中的一些守恒关系的案例，使学生体验守恒的普遍性。
根据建构主义理论，学生在对生活案例的认识过程中完善自积极思考，回答问题。
己对守恒量的认知结构。
使学生体会生活中数量的守恒。
问题：支撑两个小孩能够坚持找到最后1颗棋子的信念是什么？小结：棋子的总数是不变的，我们可以说棋子的数量是守恒的。
案例2：自来水公司抄表员最近发现，某小区一单元楼的自来水管道的总表读数和各住户家中分表读数总和不一致。
对于这个问题，你有什么想法？箧问题：支撑你们提出这些想法的依据是什么？小结：流过管道总表的水的总体积和单元楼内消耗的水的总体积是守恒的。
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§7.1 追寻守恒量
问题：支撑两个小孩能够坚持找到最后1颗棋
子的信念是什么？
小结：棋子的总数是不变的，我们可以说棋子
的数量是守恒的。
案例2：自来水公司抄表员最近发现，某小区一单
元楼的自来水管道的总表读数和各住户家中分表
读数总和不一致。
对于这个问题，你有什么想法？
问题：支撑你们提出这些想法的依据是什么？
小结：流过管道总表的水的总体积和单元楼内
消耗的水的总体积是守恒的。
案例3：装有沙子的A、B两个小烧杯，将A中的沙
子再倒入B中一些。
两个烧杯A、B和沙子的总质
量如何变化？
积极思考，回答问题。
积极思考，各抒己见，
给出各种想法。
积极思考，回答问题。
积极思考，回答问题。
积极思考，回答问题。
己对守恒量
的认知结构。
使学生体会
生活中数量
的守恒。
使学生体会
生活中体积
的守恒。
问题：支撑你们有这种想法的依据是什么？
小结：在上述过程中，A烧杯和杯中沙子的总
质量减少，B烧杯和杯中沙子的总质量增加，但A、
B两烧杯和沙子的总质量是守恒的。
案例4：化学反应方程式
问题：我们依据什么来配平化学方程式？
小结：我们需要根据原子数守恒、电荷守恒来
配平化学反应方程式。
总结：由此可见，事物在变化过程中，某些量
总是保持不变的，这种现象叫做守恒。
守恒现象在
生活中是普遍存在的。
问题：那我们为什么要追寻守恒量呢？
介绍诺贝尔物理学奖获得者、德国物理学家劳
厄的名言：物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种
物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合
理的，而且也是极为重要的研究方向。
小结：自然界中物质千变万化，但这种变化是
积极思考，回答问题。
使学生体会
生活中质量
的守恒。
使学生体会
化学中原子
数和电荷的
守恒。
引用物理学
家劳厄的名
言，强调追寻
守恒量的重
要性和必要
性。
二、新课教学
1、分析伽利略斜面实验有规律的，守恒现象就是自然界中是普遍存在的一
种客观规律，物理学的研究任务就是要发现物质运
动变化的规律性，而寻找守恒量也就是物理学研究
的一个重要方向，我们在学习物理过程中追寻守恒
量既是十分重要的，又是十分必要的。
课件展示伽利略斜面实验。
问题：请描述小球从左侧斜面高度h处静止释
放后，如何运动？
问题：小球从A到O，再从O到B，高度h和
速度v如何变化？
问题：小球从A到O过程中，高度h降低，速
度v增加；从O到B过程中，高度h升高，速度v
减小；到达右侧高度hˊ与左侧高度h什么关系？
问题：为什么小球到达右侧高度 hˊ和左侧高
度h相同，什么条件下才相同？
问题：在斜面是光滑的条件下，小球能够到达
相同高度。
如果我们将右侧斜面的倾角减小，让右
侧斜面平缓一些，小球到达的最大高度还同左侧高
度一样吗？
问题：小球在光滑的斜面上似乎记得原来自己
的高度一样，不过“记得”两个字不是物理语言。
小球在运动过程中，它的高度h和速度v之间存在
着怎样的关系？
问题：小球在运动过程中，它的高度h和速度
v此消彼长，这其中是否存在着某个守恒量呢？
问题：高度h守恒吗？为什么？
回忆伽利略理想斜面
实验。
积极思考，提问学生回
答问题。
积极思考，回答问题。
积极回答问题。
积极回答问题。
积极回答问题。
积极思考，回答问题。
积极思考。
积极回答问题。
积极回答问题。
精确描述伽
利略理想斜
面实验，经历
发现能量守
恒的过程。