追寻守恒量能量
7.1追寻守恒量-能量
7.1、追寻守恒量
山东烟台招远 张长庚
观 察
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
证 明
h
A
α
β
B
h’
在A斜面上：a＝gsinα x＝h/sinα＝v2/2a 在B斜面上：a’＝－gsinα x’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a ＝v2/2a ∴h’＝h
能 量
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程 中，“有某一量是守恒的”，这个量叫 做能量或能。
说明：能量与物体的运动相对应，是对 物体不同运动形式的统一的量度，不同 的运动形式对应不同的能量。
几 种 常 见 的 能 量 形 式
相互作用的物 体凭借其位置 而具有的能， 叫做势能。
物体由于运动 而具有的能， 叫做动能。
分 析
h
A
B
h
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
伽利略理想实验
A
等
高
C
B
A到B 动能增加,势能减少 B到C 势能增加,动能减少
思 考 做自由落体的小球的势能和动能如何转换？ 改成竖直上抛呢？
小 结
一、伽利略斜面实验表明 “有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。 二、能量 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有 的能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。 三、“追寻守恒量”的意义 1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒 量。 2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足 一定的守恒定律。
第一节 追寻守恒量——能量
反方向运动，也可能向同一方向运动．也可能一个运动，而
另一个静止，还可能两物体都静止．
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(3)由W＝Flcos α不难判断，作用力的功与反作用力的功 的特点：没有必然的关系，即不一定一正一负、绝对值相 等．
第七章
机械能守恒定律
2．关于摩擦力的功 (1)静摩擦力做功的特点 ①静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做 功．例：当物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动
不做功．故选C.
【正确答案】C 【误区警示】本题易直接应用功的公式W＝FLcos α，得
(2)势能：相互作用的物体凭借其 位置 而具有的能量．
(3)在伽利略的理想斜面实验中，小球的 动能 和 势能 可 相互转化．
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第七章
机械能守恒定律
二、功 1．功的概念和公式
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物体在力的作用下 沿力方向的位移 发生了 概 念 变化，那么这个力一定对物体做了功． 因 素 (1)力；(2)物体在 力的方向 上发生的位移． (1)力F与位移l同向时：W＝ Fl . 公 式 (2)力F与位移l有夹角α时：W＝ Flcos α . 其中F、l、cos α分别表示 力的大小 、 符号含义 位移大小 、力与位移夹角的余弦． 符号单位 F的单位是 N ，l的单位是 m ，W的单位是 J .
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第七章
机械能守恒定律
(1)WFf＝Fflcos (180°－θ)＝－mgl sin θcos θ， (2)WFN＝FNlcos (90°－θ)＝mglsin θcos θ. (3)WG＝Glcos 90°＝0. (4)FN与 Ff的合力与 G等大反向，即物体所受斜面的力对
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
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。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
高中物理人教版必修二7.1【教学设计】《追寻守恒量——能量》
《追寻守恒量——能量》在物理学中，能量并不是由功定义的。
能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。
根据这种认识，所以本节从追寻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。
通过本节的学习加强对守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
【知识与能力目标】1、理解能量及动能、势能的概念与意义；2、了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系；3、通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
【过程与方法目标】1、重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识；2、利用 自制教具(如单摆、滚摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念。
【情感态度价值观目标】1、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。
【教学重点】1.对守恒思想的领会,对科学研究过程的体验。
2.理解动能、势能的含义。
【教学难点】认识到守恒是自然界的重要规律。
多媒体课件，单摆一、创设情景引入新课课件展示生活小故事：两个同学下象棋,不小心棋盘被打翻了,一颗棋子找不到了,一位同学就找啊找,最终在房间的一个角落找到了,支持这位同学坚持找下去的信念是什么?交流讨论：你还知道哪些量是守恒？教师总结点评引入本节课题。
板书：追寻守恒量——能量二、新课教学（一）能量是一个守恒量1.引导学生回忆能量转化的一些知识与现象。
2. 让一位学生大声朗读教材开头费恩曼的话，让学生体会能量守恒定律的重要性。
3.图片展示生活中各种各样的能量让学生感知能量无处不在。
4.课件展示“伽利略斜面实验”，通过动画展示，让学生感受到“有某一量是守恒的”。
（1）学生描述小球在理想斜面上的运动过程（2）分析各个过程运动和力的关系，并用所学知识证明小球能“记住高度”（3）引导学生阅读教材，并用能量的观点，解释“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度。
第1 2节 追寻守恒量 功
一、能量：
第一节 追寻守恒量 能量
1.定义：物体在运动过程中具有能保持不变的量
2.种类 动能：由于运动而具有的能量。
重力势能：由于被举高而具有的能量。
二、能量的特点
说明物体在运动过
1.不同的能量可以相互转化 2.同一种能量可以转移
程中内在的拥有一 种想保持不变的量
hA
Bh
当物体的某种能量变化时 我们就说有力对物体做了功
解：F合=Fcos370-f =300N
W合=F合lcos0°
=1500J
f
FN
F
Fα l
G
作用在物体上的力 1、做功的条件
物体在力的方向上移动的位移
2、功的计算 W = F l cosα a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力
3、 功是标量，但有正负。正负只表示做功的力 的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。
F l
力与位移成任意角
力与位移垂直 W＝0
F
F
l
l1
F
F
Fα
l
拉力F做的功W = ？
WF= Fl 1 = F l COSα
如何对功进行计算呢？
力与位移同向 W＝Fl
F l
力与位移垂直 W＝0
F
F
l
力与位移成任意角
F
力与位移反向
Ff V
l
0
拉力F做的功W = ？ WF= Fl 1 = F l COSα
列车在机车牵 引力的作用下 动 能增加
木头在起重机的 拉力作用下 重力势 能增加
第二节 功
一.做功的条件： 1.力作用在物体上 2.物体在力的方向上移动了距离
新课标人教版高一物理必修二 第七章 第1、2节 追寻守恒量——能量 功
Fcos 60° 5 a＝ m ＝25 m/s2＝0.2 m/s2， 10 s 内物体的位移 1 2 1 l＝2at ＝2× 0.2× 102 m＝10 m， 10 s 内力 F 所做的功 1 W＝Flcos 60° ＝10× 10× 2 J＝50 J。 答案：50 J
1．功的概念 (1)做功的两个必不可少的因素： 理解功的概念，首先要知道做功的两个不可缺少的因素： 力和物体在力的方向上发生的位移。力对物体是否做了功只
4．如图7－1－2所示，静止在光滑水平面
上的物体质量m＝25 kg，在与水平方向
成60°角斜向上的力F作用下运动10 s， 已知F＝10 N，求在这10 s内力F所做的 功。(取g＝10 m/s2) 图7－1－2
解析：力 F 在竖直方向上的分力 3 F1＝Fsin 60° ＝10× N＝5 3 N， 2 而重力 G＝250 N，显然 F1<G， 故物体受力情况如图所示， FN 为水平面 对物体的支持力。 由牛顿第二定律得物体的加速度
(1)公式中的F是恒力，即公式W＝Flcos 图7－1－3
α并不是普遍适用的，它只适用于大小和方向均不变的恒力 做功。例如，如图7－1－3所示，被压缩的弹簧将物体弹出 的过程中，弹力所做的功就是变力做功，力F的大小时刻在
变化，这时W＝Flcos α就不适用了。
(2)公式中的l是指力的作用点的位移。
(3)公式中的α是指力的方向和位移方向的夹角，即代表 力和位移两个矢量箭头所指方向间的夹角。 (4)F与l必须具备同时性，即l必须是力F作用过程中物体 的位移。如果力消失后物体继续运动，力所做的功就只跟力
新课标人教版 高一物理 必修二
新知预习〃巧设计
要点一
第 七 章 第 1、2 节
物理人教版必修2：第七章 1.追寻守恒量——能量
很冷的水也具有能量，D 错．
第七章
机械能守恒定律
1．追寻守恒量——能量
1．能量是物体处于某种状态的物理量，自然界的能量是 守恒 ________的． 位置 势 2．相互作用的物体凭借其________而具有的能量叫______ 重力 能．常见的势能有________势能和________势能． 弹性
运动 3．物体由于________而具有的能量叫做动能． 转化 4．各种能量之间是可以相互________的．
5．如图 7－1－1 所示，一只碗放在水平桌面上，将一光滑 小球自碗的左侧边缘 A 处由静止释放，小球将沿着碗的内壁下 则( A ) A．在小球由 A 到 C 的过程中，小球的 高度降低，速度增大，其势能转化为动能 B．在小球由 C 到 B 的过程中，小球的
滚到碗底 C 点，并继续沿碗的内壁向上滚至碗的右侧边缘 B 处．
B.物体的高度减小，重力势能减少
C.物体下落中，动能转化为重力势能
D.物体下落中，重力势能转化为动能
2．下列说法正确的是( B ) A．地球同步卫星只有势能没有动能 B．射箭比赛时拉开的弓具有势能 C．羽毛从空中慢慢飘落下来，说明它没有能量 D．冬天的水很冷，说明水没有能量
解析：同步卫星既有高度，也有运动速度，因此既有势能
【例题】如图 7－1－4 所示，质量相等的两木块(中间连有 一弹簧)开始时静止于水平面上，现用力缓慢向上提 A，直到 B
恰好离开地面，则以下说法中正确的是(
)
图 7－1－4
A.B 的重力势能改变了 C.系统的重力势能增加了 B.A、B 的动能改变了 D.系统的弹性势能增加了
解析：A、B 的速度没有改变，动能没有发生变化；过程中
7.1-7.2 追寻守恒量 功
法二：先求合力，再求总功．
物体受到的合力为
F合＝Fcos 37°－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N 所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J. 【答案】 7.6 J
【方法总结】
求合力做功时方法的选择：
(1)若物体做匀变速直线运动，即合力是恒力，先求合力
(F合＝ma)再求功较简捷；
(2)若物体受到的合力是变力，或物体受到的几个力不是
பைடு நூலகம்
∵ W1= F1l = Fl COSα W2 = 0
∴ W = F l COSα
3、公式：
W = F L cosα
力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小 (L)、力与位移夹角的余弦(cosα)这三者的乘积
适用条件： F为恒力 4、标量 5、单位：国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N· m 思考： １Ｊ有什么物理意义呢？
同时作用的，选用W总＝W1＋W2＋„＋Wn较为简捷．
例3
如图所示，木块原来静止在光滑水平面上，子弹
以一定的速度从左端打进木块，当子弹与木块速度恰
好相等时，子弹的位移为l1、木块的位移为l2.设木块与
子弹间的摩擦力为Ff ，则摩擦力对木块所做的功为多
少？
摩擦力对子弹所做的功为多少？
一对摩擦力做功的代数和是多少？
观 察
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
观 察
h
A
B
h
下滚过程
高度 速度
上滚过程
h
A
B
相互作用的物体凭借 势能： 其位置而具有的能量
h
“记得”
能量 动能： 物体由于运动而具有的能量
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第七章机械能及其守恒定律
1．在物理学中，能量并不是由功定义的。
能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益
的，因为它是极为重要的研究方向。
根据这种认识，所以本节从追寻守恒量出发引
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。
2．学习的主要任务
3．“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。
学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识，在过去的教学中，是先学习能量的概念，而后研究一
两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。
“机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件
容易的事。
在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同
步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。
守恒关系是自然
界中十分重要的一类关系，通过本节的学习加强对守恒关系的认识，重要是物理学
的思想和方法的学习。
4．教学重点和难点理解动能、势能的含义。
5．（2）教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
6．二、教学目标
7．1．知识与技能
8．(1)理解能量及动能、势能的概念与意义；
9．(2)了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系；
10．(3)通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
11．2．过程与方法
12．(1)重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识；
13．(2)利用自制教具(如单摆、滚摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念。
14．3．情感、态度与价值观
15．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。
三、教学方法
16．在课堂中通过教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
调动学生学习的积极性，提高学生课堂学习的效率，培养学生的协作精神。
17．四、教学器材单摆（滚摆）、视频材料、多媒体课件等。
18．五．教学过程
1、追寻守恒量——能量
伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
试用所学知识证明
在A斜面上：a＝gsinα
x＝h/sinα＝v2/2a
在B斜面上：a’＝－gsinα
x’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a ＝v2/2a
∴h’＝h
思考
小球的运动有什么特点？此消彼长
小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。
小球运动中，有无守恒量（即有没哪个物理量保持不变）？
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。
说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量
几种常见的能量形式：课本55页图7.1-2
相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
图7.1-3
分析如上图
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
做自由落体的小球的势能和动能如何转换？（改成竖直上抛了）
小结
一、伽利略斜面实验表明
“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。
二、能量
1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2、动能：物体由于运动而具有的能量。
三、“追寻守恒量”的意义
1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。
2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。
9。