高中物理第2章第3节能量守恒定律教案2鲁科版必修2
高中物理第二章能的转化与守恒2.2势能的改变教学设计鲁科版必修2

2.2势能的改变本节讲述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系.由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从能量转化的角度分析,解开学生的困惑,例如可举在自由落体运动中,重力做正功,重力势能减少,同时由动能定理可知,动能增加,重力势能转化为动能.这样做也可以为下一节讲解机械能守恒定律作好准备.关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学,根据学校学生的具体情况,可以适当地展开探究,这对提升学生能力是非常有帮助的.学生已掌握动能、重力势能的概念,对本节来说已有了很好的知识基础,教学中应大胆放手,使学生对重力做功和重力势能的改变的关系进行探索,有利于培养学生的知识探究能力,培养兴趣.教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.教学难点重力势能的系统性和相对性.教具准备球(大小相同的一个钢球,一个木球)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片等.课时安排1课时三维目标一、知识与技能1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算;2.理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关;3.知道重力势能的相对性;4.了解弹性势能.二、过程与方法1.根据功和能的关系,推导出重力势能的表达式;2.学会从功和能的关系上分析和解释物理现象.三、情感态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣.教学过程导入新课放录像:节选美丽的东北雪景,紧接着过渡到大雪山的壮观,在学生正看得津津有味时,跳到雪山发生雪崩,大雪以排山倒海之势,摧毁一切,给人类和自然带来巨大的灾难.教师提问:为什么看起来非常漂亮的雪花会有如此大的破坏力呢?学生回答:由于具有巨大的能量.学生活动:接着观看录像,思考问题.重锤把水泥桩打进地里,说明重锤对水泥桩做了功.据功和能的关系,既然重锤可以对水泥桩做功,表明重锤具有能.推进新课在初中,我们已经学过:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.那么重力势能的大小与什么有关,又如何定量表示呢?除了重力势能以外还有其他形式的势能吗?本节课我们就来研究解决这些问题.一、重力势能【实验探究】1.重力势能与什么因素有关[程序一]演示实验[演示一]在一个玻璃容器内放入沙子,拿一个铁球分别从不同的高度释放,使其落到沙子中,测量铁球落入的深度.[演示二]把大小相同、质量不同的两个球从同一高度释放,测量它们落入沙子中的深度.[程序二]学生叙述实验现象:(1)当铁球质量一定时,释放点越高,铁球落入沙子中越深;(2)当释放高度一定时,铁球质量大,铁球落入沙子中越深.[程序三]据实验现象总结:物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大.在物理学中我们就用mgh 这个物理量来表示物体的重力势能.板书:E p =mghm −−→−表示物体的质量−−→−单位千克(kg) g −−→−表示重力加速度−−→−单位米/秒2(m/s 2) h −−→−表示物体的高度−−→−单位米(m) E p −−→−表示物体的重力势能−−→−单位焦耳(J) 重力势能是标量,单位:J2.重力势能的相对性和系统性教师活动:引导学生阅读课文相关内容.投影阅读思考题:(1)为什么说重力势能具有相对性?(2)什么是参考平面?参考平面的选取是唯一确定的吗?(3)选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是否相同?是否会影响有关重力势能问题的研究?(4)如果物体在参考平面的上方,重力势能取什么值?表示什么含义?(5)如果物体在参考平面的下方,重力势能取什么值?表示什么含义?学生活动:带着问题阅读教材,然后选出代表发言.教师活动:听取学生汇报,总结点评:1.重力势能总是相对于某个水平面来说的,这个水平面叫参考平面.参考平面选取不同,重力势能的数值就不同.可见,重力势能具有相对性.选择哪个水平面作为参考平面,可视具体情况而定,通常选择地面作为参考平面.2.选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,但并不影响研究有关重力势能的问题,因为在有关的问题中,有确定意义的是重力势能的差值,这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同.3.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大.4.在参考平面下方的物体,高度是负值,物体具有负的重力势能,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少.【知识拓展】重力势能和重力有关,而重力是地球施加给物体的,没有地球,也就谈不上重力势能.可见,重力势能是“地球和物体”这个系统共有的.学生活动:讨论对重力势能“系统性”的理解,并发表各自的观点.【课堂巩固】投影题目1.关于重力势能的几种理解,正确的是()A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究有关重力势能的问题答案:CD2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力.假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为()A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.-mgh思路:重力势能的大小是相对参考平面而言的,参考平面选择不同,物体的高度不同,重力势能的大小则不同.解析:据题意知,已选定桌面为参考平面,则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面的高度为零,小球在地面时的高度为-h,所以小球落到地面时,它的重力势能为E p=-mgh.答案:D二、重力做功与重力势能的改变[程序一]定性讨论:1.把一个物体举高,重力做什么功?重力势能如何变化?2.一个物体从高处下落,重力做什么功?重力势能如何变化?[程序二]学生汇报讨论结果:把一个物体举高,重力做负功,即物体克服重力做功,物体的重力势能增大;一个物体从高处下落,重力做正功,重力势能减小.[程序三]教师总结:从刚才的讨论中可知:重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加.把功和能的关系用到此处得到:1.重力势能的变化跟重力做功有密切联系.2.重力做了多少功,重力势能就改变多少.[过渡]由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能.[程序四]推导重力势能的定量表示式.[投影]一个质量为m的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点,求重力做的功.在该下落过程中,重力做的功为:W G=mgΔh=mgh1-mgh2.[程序五]讨论重力做的功与重力势能改变之间的关系.投影公式:W G=E p1-E p2[说明]W G表示重力做的功;E p1表示物体初位置的重力势能;E p2表示物体末位置的重力势能.讨论得到:1.当物体由高处运动到低处时,重力做正功,则W G >0,E p1>E p2,表示重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功. 2.当物体由低处运动到高处时,重力做负功,W G <0,E p1<E p2,表示物体克服重力做功(重力做负功)时,重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功.[推理]物体从A 运动到B ,路径有无数条,但不论沿哪条路径,从A 到B 重力做的功都等于物体重力势能的减少量.而物体重力势能的减少量mgΔh 是一定的,所以沿不同的路径把物体从一位置移动到另一位置,重力所做的功是一定的.板书:重力所做的功只跟初位置的高度h 1和末位置的高度h 2有关,跟物体运动的路径无关.【教师精讲】1.起重机以4g 的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少? 解析:由题意可知起重机的加速度4g a,物体上升高度h , 据牛顿第二定律得mg -F=ma ,所以F=mg -ma=mg -m×41g=43mg 方向竖直向上.所以拉力做功W F =Fhcos0°=43mgh 重力做功W G =mghcos180°=-mgh即物体克服重力做功为mgh又因为W G =E p1-E p2=-mghW G <0,E p1<E p2即物体的重力势能增加了mgh.2.如图所示,一条铁链长为2 m,质量为10 kg ,放在光滑的水平地面上,拿住一端匀速提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,拉力所做的功是多少?解析:由于铁链中各铁环之间在未提起时无相互作用,所以匀速提起时的拉力F 1总是等于被提起部分铁环的重力,即F 1=G 1=m 1g.由于m 1是逐渐增大的,所以拉力F 1也是逐渐增大的,所以不能用W=Fhcos α求解. 由功能关系,铁链从初状态到末状态,它的重心位置提高了2L h ,因而它的重力势能增加了ΔE p =mgh=mgL/2,又由于铁链是匀速提起,因而它的动能没有变化,所以拉力F 对铁链所做的功就等于铁链重力势能的增加量.即W F =ΔE p =21mgL=21×10×9.8×2 J=98 J. 三、弹性势能的改变【演示】装置如图所示:将一木块靠在弹簧上,压缩后松手,弹簧将木块弹出.分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验,分别把它们压缩后松手,观察现象.学生活动:观察并叙述实验现象.现象一:同一根弹簧,压缩程度越大时,弹簧把木块推得越远.现象二:两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出得远.师生共同分析,得出结论:上述实验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在恢复原状时能够对木块做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能.教师活动:多媒体演示(撑杆中的弹性势能),发生形变的物体,具有弹性势能.请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子.学生活动:观察课件演示,体会发生形变的物体,具有弹性势能;思考并举例:a.卷紧的发条b.被拉伸或压缩的弹簧c.击球的网球拍d.拉开的弓.【合作探究】教师活动:弹性势能的大小与哪些因素有关?弹性势能的表达式应该是怎样的?我们就来探究这些问题. 我们在学习重力势能时,是从哪里开始入手进行分析的?这对我们讨论弹性势能有何启示?学生活动:思考后回答:学习重力势能时,是从重力做功开始入手分析的,讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手. 点评:通过知识的迁移,找到探究规律的思想方法,形成良好的思维习惯.教师活动:当弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为零,弹簧被拉长或被压缩后,就具有了弹性势能,我们只研究弹簧拉长的情况.在探究的过程中,我们要依次解决哪几个问题呢?请同学们快速阅读课本,把这几个问题找出来.学生活动:阅读教材,找出探究过程中要依次解决的问题,从总体上把握探究的思路.教师活动:倾听学生回答,进一步引导.(1)重力势能与高度h成正比,弹性势能是否也与弹簧的伸长量(或缩短量)成正比?说出你的理由.(2)在高度h相同的情况下,物体的质量越大,重力势能越大,对于不同的弹簧,其弹性势能是否也有类似的情形?(3)对弹性势能的猜测,并不能告诉我们弹性势能的表达式,这样的猜测有没有实际意义?学生活动:思考问题,学生代表发言.教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题.提出问题:重力做功,重力势能发生变化,重力做功在数值上等于重力势能的变化量.那么,弹力做功与弹性势能的变化之间的关系是怎样的?学生活动:思考问题,学生代表发言.教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题.提出问题:重力是恒力,重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积.那么,拉伸弹簧时,拉力做功该怎样计算?并在练习本上自己画图,写出拉力在整个过程中做功的表达式.学生活动:思考拉力做功的计算方法,选出代表发表自己的见解.点评:通过学生阅读,培养学生的阅读理解能力;通过学生探求变力做功的方法,初步形成微分求解变量的物理思想方法.教师活动:听取学生汇报,投影学生的求解过程,解答学生可能提出的问题.提出问题:怎样计算拉力做功的求和式?是否可以用F-l图象下梯形的面积来代表功?学生活动:在练习本上作F-l图象,推导拉力做功的表达式.教师活动:听取学生汇报,投影学生的推导过程,解答学生可能提出的问题.点评:在处理匀变速直线运动的位移时,曾利用v-t图象下梯形的面积来代表位移;这里利用F-l图象下的面积来代表功,可以培养学生知识迁移的能力.但要搞清弹簧长度和伸长量的区别,l表示伸长量,则F-l图象下是一个三角形的面积来代表功.【例题剖析】1.对弹性势能的理解[例1]一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,如图所示,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处.则()A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大B.弹簧在A点的压缩量与h无关C.h愈大,最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大解析:最终小球静止在A点时,通过受力分析,小球受自身重力与弹簧的弹力作用,由弹力公式F=kl,即可得出弹簧在A点的压缩量与h无关,弹簧的弹性势能与h无关.答案:B2.关于不同能量间的转化[例2]如图所示,表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况.分析:运动员的助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能;起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能;随着人体的继续上升,撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能,使人体上升至横杆以上;越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能.教师活动:势能也叫位能,是由相互作用的物体的相对位置决定的.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的,弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.我们以后还会学到其他形式的势能.【知识拓展】[例1]盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30 N,长L=1 m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J.金属链重力势能增加__________J,此时金属链重心位置距地面__________m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功__________.解析:从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J,金属链重力势能增加ΔE p=Gh1=10 J,此时金属链重心位置距地面h1=0.33 m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功W2=G(L-h1)=20 J. [例2]如图所示,一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为m的物体,当人沿水平地面从A点走到B点时,位移为s ,绳子方向与竖直方向成α角,原先绳子方向竖直,不计阻力.则人拉物体所做的功为多少?解析:由于人拉绳的力的方向不确定,不能用功的定义式来计算人所做的功,须通过动能定理来计算人所做的功.而重力的功根据重力做功的特点可得:)sin cos sin (αααs s mg mgh W G -==. 由动能定理可得:W-W G =0 所以人所做的功为:ααsin )cos 1(-=mgs W . 课堂小结1.势能由物体间的相互作用而产生,由它们的相对位置而决定.2.势能是标量,单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关,只跟物体运动的始、末位置有关,重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的,一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关. 布置作业高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2012高一物理教案2.3《能量守恒定律》6(鲁科版必修2)

《能量守恒定律》教案【教学目的】1、通过实验演示,了解动能和重力势能之间的相互转化,初步领会机械能守恒定律的内容;2、会正确推导自由落体运动过程的机械能守恒定律;3、正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
【教学重点】1、自由落体运动过程的机械能守恒定律的推导;2、机械能守恒定律的含义及适用条件。
【教学难点】机械能是否守恒的判断。
【教具】细线、小球、带标尺的铁架台。
【课型】新授课【教学方法】启发诱导推理论证【教学过程】㈠引入新课:我们在初中学过,重力势能和动能之间可以发生相互转化。
物体自由下落时,高度越来越小,速度越来越大。
高度减小,表示重力势能减小;速度增大,表示动能增大。
这个过程中重力势能转化为动能。
竖直向上抛出的物体,在上升过程中,速度越来越小,高度越来越大。
速度减小,表示动能减小;高度增大,表示重力势能增大。
这个过程中动能转化为重力势能。
既然重力势能和动能之间可以相互转化,那么,转化过程中的动能和重力势能之和即机械能变不变呢?这就是本节课要学习的内容。
㈡进行新课【演示】如图1,把一个小球用细线悬挂起来,将小球拉到一定高度的A点,调节铁架台上的标尺与A点等高水平,然后释放小球,小球就摆动起来,可以看到小球摆到跟A点高度相同的C点。
如果用一铁钉在D 点挡住细线,重新操作,会发现虽然不能摆到C 点,但小球却摆到了与A 点等高的C ′点。
【提问1】小球在从A 点经B 点运动到C 点的过程中,重力势能与动能之间是怎样转化的?【提问2】假如不存在空气阻力,小球会不会停止运动?这个实验表明小球在摆动中机械能守恒。
自由落体运动过程是重力势能向动能转化的过程,下面我们来证明这个过程中机械能守恒。
【板 书】一、重力势能和动能相互转化中的机械能守恒。
如图2所示,设一个质量为m 的物体自由下落,经过高度为 h 1的A 点(初位置)时速度为v 1,下落到高度为h 2的B 点(末位置)时速度为v 2。
在自由落体运动中,物体只受重力,由动能定理知:【板 书】W G =21 mv 22- 21mv 12⑴ W G =mgh 1-mgh 2 ⑵⑴式表示重力所做的功等于动能的增加;⑵式表示重力所做的功等于重力势能的减少。
2017_2018学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节第2课时能量守恒定律课件鲁科版必修2

4.条件:只有重力对物体做功,与运动方向和轨迹的曲、 直无关。
5.表达式: 1 1 (1)2mv12+mgh1= mv22+mgh2 或 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。 2 1 1 2 (2)mgh1-mgh2=2mv2 -2mv12 即 Δ E p 减 = Δ Ek 增 。
二、能量守恒定律 1.机械能的变化:除重力以外的其他力对物体做功时,物 体的机械能就会发生变化 。
3. (多选)如图 2312 所示,在两个质量分别为 m 和 2m 的小球 a 和 b 之间,用一根长为 L 的轻杆连接(杆 的质量和弹力做功,物体的动能、重力势能和弹簧的 弹性势能相互转化,物体和弹簧组成的系统机械能守恒。 (2)从能量转化的角度看, 只有系统内动能和势能的相互转 化,无其他形式能量的转化,系统机械能守恒。 2.机械能守恒的判断 (1)对单个物体,一般从做功的角度去分析,即若只有重力 做功,其他力不做功或做功的代数和为零,则该物体的机械能 守恒。 (2) 对几个物体组成的系统,一般从能量转化的角度去分 析,即若系统内不存在其他形式的能与机械能之间的相互转 化,则该系统的机械能守恒。
1.(多选)如图中物体 m 机械能守恒的是(均不计空气阻力)
(
)
解析:物块沿固定斜面匀速下滑,在斜面上物块受力平衡, 重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡,摩擦力做负功,机械 能减少;物块在固定斜面上在力 F 作用下上滑时,力 F 做正 功,机械能增加;小球沿光滑半圆形固定轨道下滑,只有重 力做功,小球机械能守恒;用细线拴住的小球绕 O 点来回摆 动,只有重力做功,小球机械能守恒。选项 C、D 正确。 答案:CD
2.能量的转化:自然界中,能的表现形式是多种多样的, 除了机械能外,还有电能 、光能 、内能 、化学能、原子能等, 这些能量间都可以相互转化。
2019_2020学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节能量守恒定律教学设计1鲁科版必修2

第3节能量守恒定律一、分组理论探究机械能守恒教师提出以下几种情景:1.只有重力对物体做功时物体的机械能情景1:质量为m的物体自由下落过程中,经过高度h1的A处速度为V1,下落至高度h2的B处速度为V2,不计空气阻力,分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。
情景2;从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车,经过A点时速度为V a,下滑位移S,到达B点速度为V b。
分析此过程机械能的变化.2.弹簧和物体组成的系统的机械能.情景3.以弹簧振子为例(未讲振动,不必给出弹簧振子名称,只需讲清系统特点即可),简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发:要求学习小组选择一个情景,用学过的动能定理,重力的功与重力势能变化的关系,对以上前两种情景,定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2,看机械能变化了没有,存在什么关系。
第三种情景要求定性分析。
二、学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容:根据动能定理,有①下落过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取地面为参考平面,有W G=mgh1-mgh2 ②由以上两式可以得到③情景2小组理论探究结果展示的内容:下滑过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取B 点重力势能为零,有θm gSsin w G = ④根据动能定理,有.mgSsin S 2gsin m 212as m 21)V v (m 21mv 21mv 21w 2A 2B 2A 2B G θθ=⨯=⨯=-=-=⑤ 提出问题:上述结论是否具有普遍意义呢?(作为课后作业,请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。
)学生讨论:上述两个表达式③⑤说明了什么?讨论后、学习小组代表回答。
代表甲:在表达式③中等号左边是物体在A 处的机械能,等号右边是物体在B 处的机械能,该表达式说明:物体在下落过程中,物体的机械能总量不变。
高中物理必修二课件-2.3 能量守恒定律-鲁科版

学习目标 1.清楚实验原理,实验步骤。 2.会进行实验分析和数据处理。 3.能对实验结果进行讨论,分析实验
误差,并能提出相应改进措施。
重难点 1.实验分析,数据处理。 2.误差讨论,实验改进。
可以用 AC 的平均速度代表 B 的瞬时速度。
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物 体系统内,动能和势能相互转化,总的机械能 保持不变。
2、v gt 第2种方法认为加速度为g,
n
n 由于各种摩擦阻力不可避免,
所以实际加速度必将小于g,
这样将得到机械能增加的结
论,有阻力作用机械能应该
是减少的,故这种方法也不
能用
① 电火花计时器 ② 重物 ③ 纸带 ④ 铁架台(带铁夹) ⑤ 刻度尺
① 按照课本所示装置安装打点计时器 ② 将纸带穿过计时器,下端与重物相连 ③ 先接通电源后释放纸带 ④ 更换纸带,重复以上步骤 ⑤ 选择纸带,处理数据
少 ΔEp=__m__g_s___(重力加速度为 g)。 (3)如果 ΔEp=__E__k2_-__E_k_1_,则可认为验证了机械能守恒定律。
谢谢
不需要测量物体的质量
mgh = mv2/2 只证明
gh = v2/2
如果实验要求计算势能和动能的具体数据, 那就必须知道物体的质量
(即:用天平测物体的质量)
2、能否用以下方法计算物体的速度呢?
1、vn
第1种方法是根据机械能守恒
2gh 定律得到的,而我们的目的 n 就是验证机械能守恒定律, 所以不能用
[典例2]
在误差允许的范围内,m1、 m2组成的系统机械能守恒
(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v5=__2_._4____ m/s;
高中物理第二章能的转化与守恒2.2势能的改变教学设计鲁科版必修2

2.2势能的改变本节讲述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系.由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从能量转化的角度分析,解开学生的困惑,例如可举在自由落体运动中,重力做正功,重力势能减少,同时由动能定理可知,动能增加,重力势能转化为动能.这样做也可以为下一节讲解机械能守恒定律作好准备.关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学,根据学校学生的具体情况,可以适当地展开探究,这对提升学生能力是非常有帮助的.学生已掌握动能、重力势能的概念,对本节来说已有了很好的知识基础,教学中应大胆放手,使学生对重力做功和重力势能的改变的关系进行探索,有利于培养学生的知识探究能力,培养兴趣.教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.教学难点重力势能的系统性和相对性.教具准备球(大小相同的一个钢球,一个木球)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片等.课时安排1课时三维目标一、知识与技能1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算;2.理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关;3.知道重力势能的相对性;4.了解弹性势能.二、过程与方法1.根据功和能的关系,推导出重力势能的表达式;2.学会从功和能的关系上分析和解释物理现象.三、情感态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣.教学过程导入新课放录像:节选美丽的东北雪景,紧接着过渡到大雪山的壮观,在学生正看得津津有味时,跳到雪山发生雪崩,大雪以排山倒海之势,摧毁一切,给人类和自然带来巨大的灾难.教师提问:为什么看起来非常漂亮的雪花会有如此大的破坏力呢?学生回答:由于具有巨大的能量.学生活动:接着观看录像,思考问题.重锤把水泥桩打进地里,说明重锤对水泥桩做了功.据功和能的关系,既然重锤可以对水泥桩做功,表明重锤具有能.推进新课在初中,我们已经学过:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.那么重力势能的大小与什么有关,又如何定量表示呢?除了重力势能以外还有其他形式的势能吗?本节课我们就来研究解决这些问题.一、重力势能【实验探究】1.重力势能与什么因素有关[程序一]演示实验[演示一]在一个玻璃容器内放入沙子,拿一个铁球分别从不同的高度释放,使其落到沙子中,测量铁球落入的深度.[演示二]把大小相同、质量不同的两个球从同一高度释放,测量它们落入沙子中的深度.[程序二]学生叙述实验现象:(1)当铁球质量一定时,释放点越高,铁球落入沙子中越深;(2)当释放高度一定时,铁球质量大,铁球落入沙子中越深.[程序三]据实验现象总结:物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大.在物理学中我们就用mgh 这个物理量来表示物体的重力势能.板书:E p =mghm −−→−表示物体的质量−−→−单位千克(kg) g −−→−表示重力加速度−−→−单位米/秒2(m/s 2) h −−→−表示物体的高度−−→−单位米(m) E p −−→−表示物体的重力势能−−→−单位焦耳(J) 重力势能是标量,单位:J2.重力势能的相对性和系统性教师活动:引导学生阅读课文相关内容.投影阅读思考题:(1)为什么说重力势能具有相对性?(2)什么是参考平面?参考平面的选取是唯一确定的吗?(3)选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是否相同?是否会影响有关重力势能问题的研究?(4)如果物体在参考平面的上方,重力势能取什么值?表示什么含义?(5)如果物体在参考平面的下方,重力势能取什么值?表示什么含义?学生活动:带着问题阅读教材,然后选出代表发言.教师活动:听取学生汇报,总结点评:1.重力势能总是相对于某个水平面来说的,这个水平面叫参考平面.参考平面选取不同,重力势能的数值就不同.可见,重力势能具有相对性.选择哪个水平面作为参考平面,可视具体情况而定,通常选择地面作为参考平面.2.选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,但并不影响研究有关重力势能的问题,因为在有关的问题中,有确定意义的是重力势能的差值,这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同.3.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大.4.在参考平面下方的物体,高度是负值,物体具有负的重力势能,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少.【知识拓展】重力势能和重力有关,而重力是地球施加给物体的,没有地球,也就谈不上重力势能.可见,重力势能是“地球和物体”这个系统共有的.学生活动:讨论对重力势能“系统性”的理解,并发表各自的观点.【课堂巩固】投影题目1.关于重力势能的几种理解,正确的是()A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究有关重力势能的问题答案:CD2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力.假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为()A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.-mgh思路:重力势能的大小是相对参考平面而言的,参考平面选择不同,物体的高度不同,重力势能的大小则不同.解析:据题意知,已选定桌面为参考平面,则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面的高度为零,小球在地面时的高度为-h,所以小球落到地面时,它的重力势能为E p=-mgh.答案:D二、重力做功与重力势能的改变[程序一]定性讨论:1.把一个物体举高,重力做什么功?重力势能如何变化?2.一个物体从高处下落,重力做什么功?重力势能如何变化?[程序二]学生汇报讨论结果:把一个物体举高,重力做负功,即物体克服重力做功,物体的重力势能增大;一个物体从高处下落,重力做正功,重力势能减小.[程序三]教师总结:从刚才的讨论中可知:重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加.把功和能的关系用到此处得到:1.重力势能的变化跟重力做功有密切联系.2.重力做了多少功,重力势能就改变多少.[过渡]由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能.[程序四]推导重力势能的定量表示式.[投影]一个质量为m的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点,求重力做的功.在该下落过程中,重力做的功为:W G=mgΔh=mgh1-mgh2.[程序五]讨论重力做的功与重力势能改变之间的关系.投影公式:W G=E p1-E p2[说明]W G表示重力做的功;E p1表示物体初位置的重力势能;E p2表示物体末位置的重力势能.讨论得到:1.当物体由高处运动到低处时,重力做正功,则W G >0,E p1>E p2,表示重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功. 2.当物体由低处运动到高处时,重力做负功,W G <0,E p1<E p2,表示物体克服重力做功(重力做负功)时,重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功.[推理]物体从A 运动到B ,路径有无数条,但不论沿哪条路径,从A 到B 重力做的功都等于物体重力势能的减少量.而物体重力势能的减少量mgΔh 是一定的,所以沿不同的路径把物体从一位置移动到另一位置,重力所做的功是一定的.板书:重力所做的功只跟初位置的高度h 1和末位置的高度h 2有关,跟物体运动的路径无关.【教师精讲】1.起重机以4g 的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少? 解析:由题意可知起重机的加速度4g a,物体上升高度h , 据牛顿第二定律得mg -F=ma ,所以F=mg -ma=mg -m×41g=43mg 方向竖直向上.所以拉力做功W F =Fhcos0°=43mgh 重力做功W G =mghcos180°=-mgh即物体克服重力做功为mgh又因为W G =E p1-E p2=-mghW G <0,E p1<E p2即物体的重力势能增加了mgh.2.如图所示,一条铁链长为2 m,质量为10 kg ,放在光滑的水平地面上,拿住一端匀速提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,拉力所做的功是多少?解析:由于铁链中各铁环之间在未提起时无相互作用,所以匀速提起时的拉力F 1总是等于被提起部分铁环的重力,即F 1=G 1=m 1g.由于m 1是逐渐增大的,所以拉力F 1也是逐渐增大的,所以不能用W=Fhcos α求解. 由功能关系,铁链从初状态到末状态,它的重心位置提高了2L h ,因而它的重力势能增加了ΔE p =mgh=mgL/2,又由于铁链是匀速提起,因而它的动能没有变化,所以拉力F 对铁链所做的功就等于铁链重力势能的增加量.即W F =ΔE p =21mgL=21×10×9.8×2 J=98 J. 三、弹性势能的改变【演示】装置如图所示:将一木块靠在弹簧上,压缩后松手,弹簧将木块弹出.分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验,分别把它们压缩后松手,观察现象.学生活动:观察并叙述实验现象.现象一:同一根弹簧,压缩程度越大时,弹簧把木块推得越远.现象二:两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出得远.师生共同分析,得出结论:上述实验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在恢复原状时能够对木块做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能.教师活动:多媒体演示(撑杆中的弹性势能),发生形变的物体,具有弹性势能.请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子.学生活动:观察课件演示,体会发生形变的物体,具有弹性势能;思考并举例:a.卷紧的发条b.被拉伸或压缩的弹簧c.击球的网球拍d.拉开的弓.【合作探究】教师活动:弹性势能的大小与哪些因素有关?弹性势能的表达式应该是怎样的?我们就来探究这些问题. 我们在学习重力势能时,是从哪里开始入手进行分析的?这对我们讨论弹性势能有何启示?学生活动:思考后回答:学习重力势能时,是从重力做功开始入手分析的,讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手.点评:通过知识的迁移,找到探究规律的思想方法,形成良好的思维习惯.教师活动:当弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为零,弹簧被拉长或被压缩后,就具有了弹性势能,我们只研究弹簧拉长的情况.在探究的过程中,我们要依次解决哪几个问题呢?请同学们快速阅读课本,把这几个问题找出来.学生活动:阅读教材,找出探究过程中要依次解决的问题,从总体上把握探究的思路.教师活动:倾听学生回答,进一步引导.(1)重力势能与高度h成正比,弹性势能是否也与弹簧的伸长量(或缩短量)成正比?说出你的理由.(2)在高度h相同的情况下,物体的质量越大,重力势能越大,对于不同的弹簧,其弹性势能是否也有类似的情形?(3)对弹性势能的猜测,并不能告诉我们弹性势能的表达式,这样的猜测有没有实际意义?学生活动:思考问题,学生代表发言.教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题.提出问题:重力做功,重力势能发生变化,重力做功在数值上等于重力势能的变化量.那么,弹力做功与弹性势能的变化之间的关系是怎样的?学生活动:思考问题,学生代表发言.教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题.提出问题:重力是恒力,重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积.那么,拉伸弹簧时,拉力做功该怎样计算?并在练习本上自己画图,写出拉力在整个过程中做功的表达式.学生活动:思考拉力做功的计算方法,选出代表发表自己的见解.点评:通过学生阅读,培养学生的阅读理解能力;通过学生探求变力做功的方法,初步形成微分求解变量的物理思想方法.教师活动:听取学生汇报,投影学生的求解过程,解答学生可能提出的问题.提出问题:怎样计算拉力做功的求和式?是否可以用F-l图象下梯形的面积来代表功?学生活动:在练习本上作F-l图象,推导拉力做功的表达式.教师活动:听取学生汇报,投影学生的推导过程,解答学生可能提出的问题.点评:在处理匀变速直线运动的位移时,曾利用v-t图象下梯形的面积来代表位移;这里利用F-l图象下的面积来代表功,可以培养学生知识迁移的能力.但要搞清弹簧长度和伸长量的区别,l表示伸长量,则F-l图象下是一个三角形的面积来代表功.【例题剖析】1.对弹性势能的理解[例1]一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,如图所示,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处.则()A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大B.弹簧在A点的压缩量与h无关C.h愈大,最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大解析:最终小球静止在A点时,通过受力分析,小球受自身重力与弹簧的弹力作用,由弹力公式F=kl,即可得出弹簧在A点的压缩量与h无关,弹簧的弹性势能与h无关.答案:B2.关于不同能量间的转化[例2]如图所示,表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况.分析:运动员的助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能;起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能;随着人体的继续上升,撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能,使人体上升至横杆以上;越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能.教师活动:势能也叫位能,是由相互作用的物体的相对位置决定的.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的,弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.我们以后还会学到其他形式的势能.【知识拓展】[例1]盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30 N,长L=1 m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J.金属链重力势能增加__________J,此时金属链重心位置距地面__________m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功__________.解析:从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J,金属链重力势能增加ΔE p=Gh1=10 J,此时金属链重心位置距地面h1=0.33 m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功W2=G(L-h1)=20 J. [例2]如图所示,一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为m的物体,当人沿水平地面从A点走到B点时,位移为s ,绳子方向与竖直方向成α角,原先绳子方向竖直,不计阻力.则人拉物体所做的功为多少?解析:由于人拉绳的力的方向不确定,不能用功的定义式来计算人所做的功,须通过动能定理来计算人所做的功.而重力的功根据重力做功的特点可得:)sin cos sin (αααs s mg mgh W G -==. 由动能定理可得:W-W G =0 所以人所做的功为:ααsin )cos 1(-=mgs W . 课堂小结1.势能由物体间的相互作用而产生,由它们的相对位置而决定.2.势能是标量,单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关,只跟物体运动的始、末位置有关,重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的,一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关. 布置作业高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.3能量守恒定律(鲁科版物理必修2)
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下列说法中正确的是( 例2、下列说法中正确的是( D ) 做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒; A、做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒; 做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒; B、做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒; 在平衡力作用下运动的物体,机械能一定守恒; C、在平衡力作用下运动的物体,机械能一定守恒; 物体若只有重力做功,机械能一定守恒。 D、物体若只有重力做功,机械能一定守恒。
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三、机械能守恒定律
2、定律内容: 定律内容:
在只有重力和弹力做功的系统内, 在只有重力和弹力做功的系统内,系统 有重力和弹力做功的系统内 的动能和势能可以互相转化, 的动能和势能可以互相转化,但总的机械能 保持不变。 保持不变。
3、表达式:
Ek2+EP2 = EK1+EP1
或:
E1= E2
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四、应用机械能守恒定律解题步骤
1、确定研究对象(系统) 确定研究对象(系统) 2、判断是否只有重力或弹力做功 ,确定 零势能面。( 。(是 用机械能守恒定律; 零势能面。(是:用机械能守恒定律; 用动能定理) 否:用动能定理) 3、选取参考平面,确定物体在初末状态的 选取参考平面, 机械能 4、确定初末状态机械能的表达式列方程求 解
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第3节 能量守恒定律 第3节:能量守恒定律
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一、机械能
1、 概 念 : 动能、重力势能和弹性势能的统称。 动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。 总机械能为动能和势能之和。 动能 之和 表达式: 2、表达式: E = Ek + EP 机械能是标量,具有相对性: 3、机械能是标量,具有相对性: 先选取参考平面和参考系才能确定 机械能。(一般选地面为参考系) 。(一般选地面为参考系 机械能。(一般选地面为参考系)
2019_2020学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节能量守恒定律第2课时能量守恒定律学案鲁科版必修2
第2课时 能量守恒定律1.理解动能和势能的相互转化,知道机械能包括动能和势能.2.掌握机械能守恒的条件,并学会应用机械能守恒定律分析问题. 3.了解自然界存在多种形式的能量,知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.[学生用书P28]一、机械能守恒定律1.机械能:物体的动能和势能之和.在一定条件下,物体的动能和势能可以相互转化. 如图所示,质量为m 的小球做自由落体运动的过程中经过A 、B 两点,则(1)重力做功与小球动能的关系为W G =12mv 22-12mv 21.(2)重力做功与小球重力势能变化的关系为W G =mgh 1-mgh 2. 由(1)(2)得出12mv 22-12mv 21=mgh 1-mgh 2或12mv 21+mgh 1=12mv 22+mgh 2.2.机械能守恒定律(1)定义:在只有像重力那类力做功的情况下,物体的动能与势能可以发生相互转化,但机械能的总量保持不变.(2)适用条件:只有重力做功,其他力对物体不做功,与物体的运动状态无关. (3)表达式:E k1+E p1=E k2+E p2或12mv 21+mgh 1=12mv 22+mgh 21.(1)机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用.( ) (2)物体的机械能守恒时,所受合力为零.( )(3)物体所受的合力不等于零,其机械能也可以守恒.( ) 提示:(1)× (2)× (3)√ 二、能量守恒定律1.常见的能量转化:只有重力做功时,物体的动能和重力势能相互转化;只有弹力做功时,物体的动能和弹性势能相互转化;在风力或水力发电站中,风能或水的重力势能转化为电能;物质燃烧时,化学能转化为内能和光能…2.能量守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变.3.永动机:不消耗任何能量却能持续不断地对外做功的机器.2.(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加.( )(2)某个物体的能减少,必然有其他物体的能增加.( )(3)不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成.( )提示:(1)√(2)√(3)√机械能守恒定律的理解[学生用书P29] 1.研究对象(1)当只有重力做功时,可取一个物体(其实是物体与地球构成的系统)作为研究对象.(2)当物体之间的弹力做功时,必须将这几个物体包括弹簧构成的系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力).2.机械能守恒的条件“只有重力或弹力做功”可能有以下三种情况:(1)物体只受重力或弹力作用;(2)除重力和弹力外,其他力不做功;(3)除重力和弹力外,其他力做功的代数和为零.(1)机械能守恒的条件不是物体所受的合力为零,也不是合力做的功为零.(2)判断单个物体的机械能是否守恒从机械能的定义或做功的力的特点上分析较好,而对系统的机械能是否守恒的判断,从能量转化的角度分析比较简单,即系统内的机械能没有转化为其他形式的能.命题视角1 对机械能守恒条件的理解(多选)下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是( )A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒C.合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D.只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒[解析] 做匀速直线运动的物体,若重力做功,则还有其他力做功,此时机械能不守恒,选项A错误;做匀变速直线运动的物体,可能只受重力或只有重力做功(如自由落体运动),物体机械能可能守恒,选项B正确;合外力对物体做功为零时,说明物体的动能不变,但势能有可能变化,如降落伞在空气中匀速下降,机械能减少,选项C错误;D项符合机械能守恒的条件,选项D正确.[答案] BD命题视角2 机械能守恒条件的应用如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )A.甲图中,物体在不计空气阻力时由A到B的摆动过程中机械能守恒B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B系统机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆周运动时,小球的机械能不守恒[解析] 甲图中重力和弹力做功,物体和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错误.乙图中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做负功,机械能不守恒,但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒,B错误.丙图中绳子张力对A做负功,对B 做正功,代数和为零,A、B系统机械能守恒,C正确.丁图中动能不变,势能不变,机械能守恒,D错误.[答案] C判断机械能是否守恒的方法判断机械能是否守恒,可以从各力的做功情况着手分析,也可以从能量转化情况着手分析;要根据实际情况灵活选择合适的分析方法.机械能守恒定律的应用[学生用书P29] 1.常见的表达式(1)E k1+E p1=E k2+E p2,即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和.用此式必须选择参考平面.(2)ΔE k=-ΔE p或ΔE p=-ΔE k,即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量.用此式不必选择参考平面.(3)ΔE A=-ΔE B,即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量.用此式不必选择参考平面.2.应用机械能守恒定律解题的思路命题视角1 单个物体的机械能守恒以20 m/s 的速度将一物体竖直上抛,若忽略空气阻力,g 取10 m/s 2,试求: (1)物体上升的最大高度;(2)以水平地面为参考平面,物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置. [解题探究] (1)机械能守恒的条件是什么? (2)忽略空气阻力,物体的上抛运动机械能守恒吗?[解析] (1)设物体上升的最大高度为H ,在物体整个上升过程中应用机械能守恒定律,有mgH =12mv 2解得H =v 202g =2022×10m =20 m.(2)设物体重力势能和动能相等的位置距地面的高度为h ,此时物体的速度为v ,则有mgh =12mv 2在物体被抛出到运动至该位置的过程中应用机械能守恒定律,有mgh +12mv 2=12mv 2由以上两式解得h =v 204g =2024×10m =10 m.[答案] (1)20 m (2)距地面高10 m 处 命题视角2 多个物体的机械能守恒质量分别为m 和2m 的两个小球P 和Q ,中间用轻质杆固定连接,杆长为L ,在离P 球L3处有一个光滑固定轴O ,如图所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q 球顺时针摆动到最低位置时,求:(1)若已知运动过程中Q 的速度大小是P 的2倍,小球P 的速度大小.(2)在此过程中小球P 机械能的变化量.[解析] (1)两球和杆组成的系统机械能守恒,设小球Q 摆到最低位置时P 球的速度为v ,Q 球的速度为2v .由机械能守恒定律得2mg ·23L -mg ·13L =12mv 2+122m (2v )2解得v =2gL 3. (2)小球P 机械能增加量为 ΔE =mg ·13L +12mv 2=49mgL[答案] (1)2gL 3 (2)增加49mgL 【通关练习】1.如图所示,质量m =50 kg 的跳水运动员从距水面高h =10 m 的跳台上以v 0=5 m/s 的速度斜向上起跳,最终落入水中,若忽略运动员的身高,取g =10 m/s 2.求:(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面). (2)运动员起跳时的动能. (3)运动员入水时的速度大小.解析:(1)以水面为零重力势能参考平面,则运动员在跳台上时具有的重力势能为E p =mgh =5 000 J.(2)运动员起跳时的速度为v 0=5 m/s ,则运动员起跳时的动能为E k =12mv 20=625 J.(3)运动员从起跳到入水过程中,只有重力做功,运动员的机械能守恒,则mgh +12mv 20=12mv 2,即v =15 m/s. 答案:(1)5 000 J (2)625 J (3)15 m/s2.如图所示,有一轻质杆OA 可绕O 点在竖直平面内自由转动,在杆的另一端A 点和中点B 各固定一个质量为m 的小球,杆长为L .开始时,杆静止在水平位置,求释放杆后,当杆转到竖直位置时v A =2v B ,则A 、B 两小球的速度各是多少?解析:把A 、B 两小球和杆看成一个系统,杆对A 、B 两小球的弹力为系统的内力,对系统而言,只有重力对系统做功,系统的机械能守恒.以A 球在最低点所处的水平面为零势能参考平面,则 初状态:系统动能E k1=0,重力势能E p1=2mgL末状态(即杆转到竖直位置):系统动能E k2=12mv 2A +12mv 2B ,重力势能E p2=12mgL由机械能守恒定律得 2mgL =12mgL +12mv 2A +12mv 2B① 其中v A =2v B②联立①②式解得v A = 12gL5=2 3gL5,v B = 3gL 5. 答案:23gL53gL 5对能量守恒定律的理解[学生用书P30]1.做功与能量的转化功 能量转化 关系式重力做功 重力势能的改变 W 合=-ΔE p 弹力做功 弹性势能的改变 W 合=-ΔE p 合外力做功 动能的改变W 合=ΔE k除重力、系统内 弹力以外的 其他力做功机械能的改变 W =ΔE 机(1)表达式:ΔE 减=ΔE 增. (2)含义①某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量一定和增加量相等. ②某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等. 命题视角1 做功与能量转化关系(多选)如果质量为m 的物体,从静止开始,以2g 的加速度竖直下落高度h ,那么( )A .物体的机械能守恒B .物体的机械能增加了12mghC .物体的重力势能减少了mghD .物体的机械能增加了mgh[解题探究] (1)物体下落过程中受几个力的作用? (2)各力的做功分别是多大?[解析] 由于加速度大于g ,则物体下落过程中受到外力,外力做正功,因此机械能增加,由功能关系知除重力、系统内的弹力以外的力做功等于机械能的变化,而根据牛顿第二定律,F +mg =m ·2g ,所以F =mg ,即机械能增加了mgh .由于重力做正功,所以重力势能减少了mgh .[答案] CD命题视角2 能量守恒定律的应用如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端,小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ,当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止,此时长木块对地的位移为l ,求这个过程中(1)小铁块增加的动能; (2)长木块减少的动能; (3)系统机械能的减少量; (4)系统产生的热量.[解题探究] (1)小铁块放在长木块上后受哪些力作用?有哪些力做功? (2)小铁块的动能是哪种形式的能转化的?(3)摩擦力对小铁块做的功与摩擦力对长木块做的功相等吗?[解析] 画出这一过程两物体位移示意图,如图所示.设木板的初速度为v 0,相对静止的共同速度为v .(1)根据动能定理有μmg (l -L )=12mv 2-0①即摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量. (2)摩擦力对长木块做负功,根据动能定理:μmgl =12Mv 20-12Mv 2②即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl . (3)系统机械能的减少量ΔE =μmgl -μmg (l -L ), 得ΔE =μmgL .(4)根据能量守恒定律,系统产生的热量等于系统机械能的减少量,即Q =ΔE =μmgL 即系统机械能的减少量等于摩擦力乘以相对位移. [答案] (1)μmg (l -L ) (2)μmgl (3)μmgL (4)μmgL利用能量守恒定律解题的基本思路(1)分清有哪几种形式的能(如机械能、内能等)在变化. (2)分别列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式. (3)列等式ΔE 减=ΔE 增求解.如图所示,电动机带动传送带以速度v 匀速传动,一质量为m 的小木块静止放在传送带上(传送带足够长),若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块获得的动能; (2)摩擦过程产生的热量; (3)传送带克服摩擦力所做的功; (4)电动机输出的总能量.解析:木块刚放上时速度为零,必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动,达到与传送带相同速度后不再有相对运动,整个过程中木块获得一定的动能,系统要产生摩擦热.对木块:相对滑动时,a =μg ,达到相对静止所用的时间为t =vμg,木块的位移l 1=12vt =v 22μg ,传送带的位移l 2=vt =v 2μg ,木块相对传送带的位移Δl =l 2-l 1=v 22μg. (1)小木块获得的动能E k =12mv 2.(2)产生的热量Q =F f ΔL =F f (l 2-l 1)=μmg (l 2-l 1)=12mv 2.(3)传送带克服摩擦力所做的功W =μmgl 2=mv 2.(4)电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量E =E k +Q =mv 2.答案:(1)12mv 2 (2)12mv 2 (3)mv 2 (4)mv 2[随堂检测][学生用书P31]1.下列几种情况中,系统的机械能守恒的是( )A .图甲中一颗弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动B .图乙中运动员在蹦床上越跳越高C .图丙中小车上放一木块,小车的左侧由弹簧与墙壁相连.小车在左右振动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D .图丙中如果小车振动时,木块相对于小车有滑动解析:选C.弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动时,除重力做功外,还会有其它力做功,系统机械能不守恒,故A 错误;运动员越跳越高,表明她不断做功,机械能不守恒,故B 错误;由于一对静摩擦力做的总功为零,故系统中只有弹簧弹力做功,故系统机械能守恒,故C 正确;滑动摩擦力做功,系统机械能不守恒,故D 错误.2.(多选)如图所示,一物体在直立弹簧的上方h 处下落,然后又被弹回,若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )A .物体在任何时刻的机械能都跟初始时刻的机械能相等B .物体和弹簧组成的系统任何两时刻机械能相等C .在重力和弹簧的弹力相等时,物体的速度最大D .物体在把弹簧压缩到最短时,它的机械能最小解析:选BCD.物体与弹簧接触前,自由下落,其机械能守恒,但与弹簧接触后,弹簧弹力对物体做功,物体机械能不守恒,物体与弹簧组成的系统机械能守恒,选项A 说法错误,选项B 说法正确;物体与弹簧接触后加速下落,弹簧弹力不断增大,物体下落的加速度不断减小,当弹簧弹力等于物体重力时,加速度减为零,速度达到最大,选项C 说法正确;根据能量守恒可知,弹簧被压缩至最短时,弹簧的弹性势能最大,物体的机械能最小,选项D说法正确.3.如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是( )A.重力势能减少,动能不变,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能减少C.重力势能减少,动能增加,机械能增加D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒解析:选B.小孩在下滑过程中总能量守恒,但摩擦力做负功,机械能减少,重力势能转化为动能和内能,即重力势能减少,动能增加,故选项B正确.4.如图所示,小球的质量为m,自光滑的斜槽的顶端无初速度滑下,沿虚线轨迹落地,不计空气阻力,则小球着地瞬间的动能和重力势能分别是(选取斜槽末端切线所在平面为参考平面)( )A.mg(h+H),-mgh B.mg(h+H),mghC.mgH,0 D.mgH,-mgH解析:选A.选取斜槽末端切线所在平面为零势能参考平面,小球初始状态的重力势能为E p1=mgH,落地时的重力势能为E p2=-mgh,小球下落过程机械能守恒,则有mgH=E k+(-mgh),即E k=mg(h+H),选项A正确,其他选项均错误.[课时作业][学生用书P107(单独成册)]一、单项选择题1.如图所示,某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,下列说法不正确的是( )A.橡皮条收缩,弹力对飞机做功B.模型飞机的动能增加C.橡皮条的弹性势能减少D.模型飞机的重力势能减小,转化为飞机的动能解析:选D.在飞机弹出过程中,橡皮条对飞机做正功,弹性势能减少,模型飞机的动能增加.2.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能解析:选B.由于车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功,所以缓冲器的机械能减少,选项A错误、B正确;弹簧压缩的过程中,垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能,选项C、D错误.3.在物体自由下落过程中,下列说法正确的是( )A.动能增大,势能减小,机械能增大B.动能减小,势能增大,机械能不变C.动能增大,势能减小,机械能不变D.动能不变,势能减小,机械能减小解析:选C.在自由下落过程中,只有重力做功,物体的机械能守恒,重力势能不断减小,动能不断增大,选项C正确.4.运动会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,若不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地的过程中( )A.物体的机械能先减小后增大B.物体的机械能先增大后减小C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小解析:选D.若不计空气阻力,这些物体被抛出后只有重力做功,故机械能均守恒,A 、B 均错误;因物体均被斜向上抛出,在整个运动过程中重力先做负功再做正功,因此重力势能先增大后减小,而动能先减小后增大,D 正确,C 错误.5.如图所示,质量为m 的物体,以速度v 离开高为H 的桌子,当它落到距地面高为h 的A 点时,在不计空气阻力的情况下,下列判断正确的是( )A .若取桌面为零势能面,物体在A 点具有的机械能是12mv 2+mgHB .若取桌面为零势能面,物体在A 点具有的机械能是12mv 2-mg (H -h )C .物体在A 点具有的动能是12mv 2+mg (H -h )D .物体在A 点具有的动能大小与零势能面的选取有关,因此是不确定的解析:选C.以桌面为零势能面时,物体最初机械能只有动能E 1=12mv 2,由于运动过程中只有重力做功,机械能守恒,故A 点的机械能为12mv 2,选项A 、B 错误;由动能定理知物体在A 点的动能为E k A =12mv 2+mg (H -h ),故选项C 正确,D 错误.6.水平传送带以速度v 匀速运动,一质量为m 的小木块A 由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,如图所示,在小木块与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( )A .mv 2B .2mv 2C.14mv 2D.12mv 2 解析:选D.小木块所受的滑动摩擦力为f =μmg 小木块的加速度a =f m=μg 加速至v 的时间t =v a =vμg小木块对地运动的位移s A =12vt =v22μg这段时间内传送带向前运动的位移s 带=vt =v 2μg则小木块相对于传送带向后滑动的位移为s 相对=s 带-s A =v 22μg根据能量守恒定律得ΔE 内=fs 相对=μmg ·v 22μg =12mv 2.二、多项选择题 7.如图所示,A 和B 两个小球固定在一根轻杆的两端,此杆可绕穿过其中心的水平轴O 无摩擦转动.现使轻杆从水平状态无初速度释放,发现杆绕O 沿顺时针方向转动,则杆从释放起转动90°的过程中( )A .B 球的重力势能减少,动能增加 B .A 球的重力势能增加,动能减少C .A 球的重力势能和动能都增加了D .A 球和B 球的总机械能是守恒的解析:选ACD.杆绕水平轴O 顺时针转动,故m B >m A ,则系统的总势能减少,减少的势能转化为A 、B 的动能.对于A 、B 来说,杆的弹力和重力对其做功,使得B 球的重力势能减少,动能增加;A 球的动能、重力势能都增加;但对系统来说杆做的功为0,故系统的机械能守恒.故选项A 、C 、D 正确,选项B 错误.8.节日燃放礼花弹时,要先将礼花弹放入竖直的炮筒中,然后点燃发射部分,通过火药剧烈燃烧产生高压燃气,将礼花弹由筒底射向空中.若礼花弹在由筒底发射至筒口的过程中,克服重力做功为W 1,克服炮筒阻力及空气阻力做功为W 2,高压燃气对礼花弹做功为W 3,则礼花弹在筒中的运动过程中(设它的质量不变)( )A .动能变化量为W 3-W 2-W 1B .动能变化量为W 1+W 2+W 3C .机械能增加量为W 3-W 2-W 1D .机械能增加量为W 3-W 2解析:选AD.动能变化量取决于合外力做的功,即重力、阻力、推动力做功的代数和,所以动能变化量为W 3-W 2-W 1,A 项正确,B 项错误;机械能增加量取决于除重力外的其他力做的功,所以机械能增加量为W 3-W 2,C 项错误,D 项正确.9.如图所示,上表面有一段光滑圆弧的质量为M 的小车A 置于光滑水平面上,在一质量为m 的物体B 自圆弧上端自由滑下的同时释放A ,则 ( )A .在B 下滑过程中,B 的机械能守恒 B .轨道对B 的支持力对B 不做功C .在B 下滑的过程中,A 和地球组成的系统机械能增加D .A 、B 和地球组成的系统机械能守恒解析:选CD.由于A 不固定,所以在B 下滑的过程中A 向左运动,轨道对B 的支持力与B 的运动方向不再垂直,轨道支持力对B 做负功,B 的机械能减少,故A 、B 均错误.B 对A的压力做正功,所以A 的机械能增加,故C 正确.对于A 、B 及地球组成的整体,在运动过程中只有重力做功,所以机械能守恒,故D 正确.三、非选择题 10.如图所示,在大型露天游乐场中翻滚过山车的质量为1 t ,从轨道一侧的顶点A 处由静止释放,到达底部B 处后又冲上环形轨道,使乘客头朝下通过C 点,再沿环形轨道到达底部B 处,最后冲上轨道另一侧的顶端D 处,已知D 与A 在同一水平面上.A 、B 间的高度差为20 m ,圆环半径为5 m ,如果不考虑车与轨道间的摩擦和空气阻力,g 取10 m/s 2.试求:(1)过山车通过B 点时的动能. (2)过山车通过C 点时的速度.(3)过山车通过D 点时的机械能.(取过B 点的水平面为零势能面)解析:(1)过山车由A 点运动到B 点的过程中,由机械能守恒定律ΔE k 增=ΔE p 减可得过山车在B 点时的动能12mv 2B -0=mgh AB E k B =12mv 2B =mgh AB =103×10×20 J =2×105J.(2)同理可得,过山车从A 点运动到C 点时有 12mv 2C -0=mgh AC解得v C =2gh AC =2×10×(20-2×5) m/s =10 2 m/s.(3)由机械能守恒定律可知,过山车在D 点时的机械能就等于在A 点时的机械能,取过B 点的水平面为零势能面,则有E D =E A =mgh AB =103×10×20 J =2×105 J.答案:(1)2×105J (2)10 2 m/s (3)2×105J11.如图所示,质量m =70 kg 的运动员以10 m/s 的速度,从高h =10 m 的滑雪场A 点沿斜坡自由滑下,AB 段光滑.(取g =10 m/s 2)(1)求运动员到达最低点B 时的速度大小;(2)若运动员继续沿右边斜坡向上运动,在向上运动的过程中克服阻力做功 3 500 J ,求他能到达的高度.解析:(1)根据机械能守恒定律得: 12mv 2A +mgh =12mv 2B 解得v B =10 3 m/s. (2)据动能定理得: -mgH -W 阻=0-12mv 2B解得:H =10 m运动员能到达的高度为10 m. 答案:(1)10 3 m/s (2)10 m 12.如图所示,地面上竖直放置一根带有托盘的轻质弹簧(托盘和弹簧的质量忽略不计),其下端与地面固定连接,上端的托盘内放有质量为m =2 kg 的物体P .弹簧的劲度系数为k =400 N/m ,原长为l 0=0.50 m .有一根轻细绳两端分别与托盘和地面拴接,使得弹簧处于压缩状态,此时弹簧的长度为l =0.30 m ,具有的弹性势能为E p =8 J .现将绳子剪断,此后一段时间内物体P 将向上运动,g 取10 m/s 2,试求(不计空气阻力):(1)物体P 在向上运动的过程中,弹簧恢复原长时物体P 的速率;(2)物体P 相对于地面所能够达到的最大高度H .解析:(1)弹簧和物体P 组成的系统机械能守恒,当弹簧恢复到原长时,弹簧储存的弹性势能全部转化为物体P 的动能和重力势能.设物体P 刚要离开托盘时的速率为v ,则E p =mg (l 0-l )+12mv 2解得v =2 m/s.(2)法一:由系统机械能守恒可知,当物体P 上升到最高点时,弹簧所储存的弹性势能全部转化为物体P 的重力势能,可得E p =mg (H -l )解得H =E p mg+l =0.7 m.法二:物体P 离开托盘后做竖直上抛运动,设其做竖直上抛运动上升的高度为h ,则h=v 22g=0.2 m 所以物体P 相对于地面所能够达到的最大高度H =h +l 0=0.7 m.答案:(1)2 m/s (2)0.7 m。
2.3 能量守恒定律—鲁科版高中物理必修二课件(共22张PPT)
理论探究:
质量为m的物体自由下落过程中,经过高度h1
的A点时速度为v1,下落至高度h2的B点处速度为
v2,不计空气阻力,试分析物体下落过程中能量
的转化情况?
m
A
v1
h1
B
v2
h2
• ①A→B动能定理:
WG
1 2
mv22
1 2
mv12
Ek 2
Ek1
• ②由重力做功与重力势能关系
WG mgh1mgh2 Ep1 Ep2
压缩弹簧的过程,对弹簧、物体和地球这一系 统
2、如图所示,桌面离地高为h,质量为m的小球 从离桌面高H处自由下落,不计空气阻力,假设
桌面为零势能的参考平面(,则B 小)球落地前瞬间 的机械能为
A.mgh
B.mgH
C.mg(h+H) D. mg(H-h)
A
• ③ 由以上两式:
V1
1 2
mv2
2
1 2
mv12
mgh1 mgh2
B
• 即:
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
V2
h1
h2
Ek 2 E p2 Ek1 E p1
二、机械能守恒定律
1、内容:在只有重力做功的情况下,物体的动 能与重力势能可以发生相互转化,但机械能的 总量保持不变。组.卷.网
• 由运动学公式得:
mgh 1 mv2 2
h
v0t
1 2
gt 2
4、应用机械能守恒定律解题的一般步骤:
(1)确定研究对象和研究过程; (2)对研究对象进行受力分析,明确各个力 的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条 件; (3)若符合,恰当的选取零势能面,确定物 体初、末状态的机械能;
高中物理必修二课件-2.3 能量守恒定律2-鲁科版
例2 如图物块和斜面都是光滑的,物块从静 止沿斜面下滑过程中,物块机械能是否守恒? 系统机械能是否守恒?
总结:对机械能守恒条件的认识
①从做功的角度分析:在只有重力做功的情形下
②从能的转化角度分析:重力(弹性)势能和动 能之间发生相互转化,没有与其它形式的能发生转 化,则机械能总和不变。
一般地对单个物体(省略地球)从做功的 角度判断机械能是否守恒;对由多个物体构 成的系统,从能的转化角度判断机械能是否 守恒。
3.注意事项: (1)通常对于整体(系统)来说机械能守恒,而对于 单一物体来说机械能不守恒; (2)应确定两物体的速度是否相等; (3)要弄清物体上升或下降的真实高度
学生练习: 如图所示,半径为R的光滑半圆上有两 个小球A、B,质量分别为m和M,由细线挂着,今 由静止开始无初速度自由释放,求小球A升至最高 点C时A、B两球的速度?
2.对机械能守恒定律的理解:
(3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用” 。在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这 些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为 是“只有重力做功”。
考向一:机械能是否守恒的判断
例1. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空
气阻力) (A F )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程 B.气球匀速上升的过程 C.铁球在水中下沉的过程 D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程 E.物体沿斜面加速下滑的过程 F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
例4.长为L质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小光滑的定
滑轮上,如图所示.轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳
子离开滑轮的瞬间,绳子的速度为
.
解:由机械能守恒定律,取小滑
轮处为零势能面.
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能量守恒定律
教学目的
了解各种形式的能可以相互转化,了解能量守恒定律。
对学生进行节约能源的教育。
教学过程
(一)能的转化和守恒定律
我们知道,在机械能的范围内,动能和势能之间可以相互转化。
通过学习改变物体内能的方法有做功和热传递,我们又知道了机械能和内能之间也可以相互转化。
这样,能的转化的范围便由机械能的狭小范围扩大到机械能和内能的较大范围。
过去我们还学习过电能可以转化为热能(即内能),例如电灯和电热器。
电能也可以转化为机械能,例如电风扇。
电池能提供电流,说明化学能可以转变成电能。
这些事例都说明了自然界中的现象相联系,电现象和热现象相联系,化学现象和电现象相联系。
今后我们还要学习电现象和机械运动现象相联系等等。
这些错综复杂的联系之中,都伴随着能的转化。
也可以说,能的转化的规律将自然界中的各种现象联系在一起。
在19世纪确立了自然界的一个最普遍的定律棗能的转化和守恒定律。
在外界对物体做功的情况下,机械能转化为内能。
外界对物体做了多少功,就有多少机械能转化为等量的内能。
物体对外做功,内能转化为机械能。
物体对外做了多少功,就有多少内能转化为等量的机械能。
电流做功时,电流做了多少功,就有多少电能转化为等量的其他形式的能。
电流通过电热器,完成了电能向热闹能的转化;电流通过电动机,完成了电能向机械能的转化。
所以说,做功才实现了能的转化,能的转化是通过做功才实现的。
能的转化是十分普遍的。
大量的实验事实证明,任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗了多少某种形式的能,就得到多少其他形式的能,而能的总量保持不变。
能量既不能消灭,也不能创生,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
这个规律叫能的转化和守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
从物理、化学到地质、生物,大到天体宇宙,小到原子核内部,只要有能的转化,就一定遵从能量守恒定律。
在工程技术、科学研究究中,这一规律都发挥着重要的作用。
(二)注意按客观规律办事
人们利用各种能源,都是通过能的转化来实现的。
利用电能是把电能转化为机械能带动各种机器工作;把电能转化为热能,炼钢、烧饭;把电能转化为化学能对金属进行电镀等等。
我们只有掌握了规律,按规律办事,而规律是不能随人们的意志转移的。
过去,曾有人试图制造一种所谓“永动机”,这种机器一经推动,便可以不再继续补充能量就可以做功,而且永远做功。
这种违背科学规律的设想始终没有成功,原因是机器做功时,机械能要传化为其他形式的能,消耗的机械能必须时时需要补充,应由其他物体的能量转化而来。
只消耗能量,没有得到其他形式的能量补充,就不能永远工作。
我们掌握能的转化和守恒定律,应该懂得我们所做工作是将一种形式的能转化为其他形式的能,或是使用能由一个物体转移到另一个物体,利用能的转化或转移的过程做功,而不是创造能。
但是自然界还蕴藏着大量的能源尚待我们开发,人们不仅应该注意合理地使用能,开发新的能源,也同时应该注意节约能源。
说明:
一、能的转化和守恒定律是自然界中的基本定律,也是物理学中的一个重要定律。
但是能的概念比较抽象,这就为教学增加了难度,建议教师除课本内容外,努力补充大量的实例。
使学生能了解这一定律。
二、能的转化只有通过做功才能完成,做功实现了能的转化。
能是表示物体状态的,做功是物体的状态发生改变的过程。
这个思想贯穿物理学的始终,教师应在教学中有意识地进行渗透,但是要求不宜过高。
三、本节课内容不多,还可以安排部分时间进行全章的总结或复习。
【评析】
在物理教学过程中,积极地恰当地渗透能量的观点是十分必要的。
在不影响突出课堂主题的情况下,使学生多了解一下科学的历史、现状以及展示未来,对学生来说,具有一定的教育意义。
中国书法艺术说课教案
今天我要说课的题目是中国书法艺术,下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
一、教材分析:
本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握,让学生开始对书法的入门学习有一定了解。
书法作为中国特有的一门线条艺术,在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰,是中国人民勤劳智慧的结晶,是举世公认的艺术奇葩。
早在5000年以前的甲骨文就初露端倪,书法从文字产生到形成文字的书写体系,几经变革创造了多种体式的书写艺术。
1、教学目标:
使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况,通过分析代表作品,获得如何欣赏书法作品的知识,并能作简单的书法练习。