2016版高中物理7.1-7.2追寻守恒量-能量功(情境互动课型)新人教版必修2答辩.ppt

* * 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、5～1988、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? 上滚过程 下滚过程 阶段 物理量 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? 上摆过程 下摆过程 阶段 物理量 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F与l同方向时: l A B F 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=？ F α F α 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 COSαl W2 = 0 W = W1 + W2 当力与位移夹角为α时：W = F l cosα F1 F2 【理论探究】 【探究归纳】 【拓展思考】若将位移 l 分解,结果如何? F l l1 l2 α l1=l cosα l2=l sinα W1= Fl 1= F lcos α W2= 0 90。 W= W1+ W2 当力与位移夹角为α时：W = F l cosα 【探究归纳】 探究结论：功的计算公式 力对物体所做的功，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）α是矢量F和l的夹角，0～180° （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 FN G v α 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α＝90°时，W＝0,力对物体不做功（请举例） （2）当0°＜α＜90° cosα＞0，W＞0， 力对物体做正功。 (3)当90°＜α≤180°时，cosα＜0，W＜0， 力对物体做负