人教版高一物理必修二-第七章-机械能守恒定律-说课教材分析一等奖优秀课件.ppt

1、教材分析教材分析功、机械能功、机械能(力对空间的累积力对空间的累积)动量动量（力对时间的累积）（力对时间的累积）曲线运动曲线运动万有引力与航天万有引力与航天力的知识力的知识运动学知识运动学知识基础知识基础知识基本理论基本理论重要应用重要应用牛顿运动定律牛顿运动定律（力与运动的关系）（力与运动的关系）机械振动机械振动本章在力学中的地位直线运动直线运动3 目标要求 核心素养 教材分析与教学建议 课时建议主 要 内 容目 标 要 求45 功与能的关系功与能的关系 机械能守恒定律机械能守恒定律 能量守恒定律能量守恒定律 能源与可持续发展能源与可持续发展20172017版指导意见版指导意见2.2.1 1

2、.1 12.2.1 1.4 4机械能守恒的内容在曲线运动之前；机械能守恒的内容在曲线运动之前；2.2.22.2.42.2.22.2.4关于能源与可持续发展内容放在了电关于能源与可持续发展内容放在了电场、磁场两章之后场、磁场两章之后20182018年版指导意见又做了调整，虽然学生对于年版指导意见又做了调整，虽然学生对于能量的认识不够全面，但力学知识体系更加完整能量的认识不够全面，但力学知识体系更加完整,使学生学习、研究物理问题的方法上更加完善。使学生学习、研究物理问题的方法上更加完善。目目 标标 要要 求求6课程标准课程标准北京市普通高中教学指导北京市普通高中教学指导意见（意见（20182018

3、年年）内内容容1 1、举例说明功是能量变化的、举例说明功是能量变化的量度，量度，理解理解功和功率。关心生功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大活和生产中常见机械功率的大小及其意义。小及其意义。2.1.1 2.1.1 理解理解功和功率。功和功率。了解了解生生产生活中常见机械的功率大小产生活中常见机械的功率大小及其意义。及其意义。功功能能关关系系2 2、通过实验，探究恒力做功通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。与物体动能变化的关系。理解理解动能和动能定理。动能和动能定理。用用动能定理动能定理解释生活和生产中的现象。解释生活和生产中的现象。2.1.2 2.1.2 理解理解动能和动能定理。

4、动能和动能定理。能用能用动能定理解释生产生活中动能定理解释生产生活中的现象。的现象。3 3、理解理解重力势能。重力势能。知道知道重力重力势能的变化与重力做功的关系。势能的变化与重力做功的关系。2.1.3 2.1.3 理解理解重力势能，重力势能，知道知道重重力势能的变化与重力做功的关力势能的变化与重力做功的关系。系。定性了解弹性势能。定性了解弹性势能。会考试论证当圆环运动到最低试论证当圆环运动到最低点时，地面对底座的支持点时，地面对底座的支持力力FN 3mg。17年年18年年18年合格考年合格考目目 标标 要要 求求8课程标准课程标准北京市普通高中教学指北京市普通高中教学指导意见（导意见（201

5、82018年）年）内内容容4 4、通过实验，验证机械、通过实验，验证机械能守恒定律。能守恒定律。理解理解机械能机械能守恒定律。守恒定律。用用机械能守恒机械能守恒定律分析生活和生产中的定律分析生活和生产中的有关问题。有关问题。5 5、知道知道能量守恒是最基能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之本、最普遍的自然规律之一。一。2.1.4 2.1.4 通过实验，验证通过实验，验证机械能守恒定律。机械能守恒定律。理解理解机械能守恒定律，机械能守恒定律，体会体会守恒观念对认识物理规守恒观念对认识物理规律的重要性。律的重要性。能用能用机械机械能守恒定律分析生产生能守恒定律分析生产生活中的有关问题。活中的有关问

6、题。机机械械能能守守恒恒定定律律目目 标标 要要 求求9课程标准课程标准北京市普通高中教学指导意见北京市普通高中教学指导意见（20182018年）年）内内容容5 5、了解了解自然界中存在自然界中存在多种形式的能量。多种形式的能量。2.2.1 2.2.1 了解了解利用水能、风能、太阳利用水能、风能、太阳能和核能的方式。能和核能的方式。能源能源与可与可持续持续发展发展6 6、通过能量守恒以及通过能量守恒以及能量转化和转移的方向能量转化和转移的方向性，性，认识提高效率的重认识提高效率的重要性要性。了解了解能源与人类能源与人类生存和社会发展的关系，生存和社会发展的关系，知道知道可持续发展的重大可持续发

7、展的重大意义。意义。2.2.2 2.2.2 知道知道不同形式的能量可互相转化，不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。化是有方向性的。2.2.3 2.2.3 了解了解可再生能源和不可再生能源的可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。的影响。2.2.4 2.2.4 认识环境污染的危害，了解科认识环境污染的危害，了解科学学技术技术社会社会环境协调发展的重要性，环境协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为。具有环境保护的意识和行为。10高高 考考 要要 求求内

8、容内容要求要求22.22.功功.功率功率23.23.动能、动能定理动能、动能定理24.24.重力势能、重力做功与重重力势能、重力做功与重 力势能改变的关系力势能改变的关系25.25.弹性势能弹性势能26.26.功能关系功能关系.机械能守恒定机械能守恒定 律及其应用律及其应用103.103.实验：探究动能定理实验：探究动能定理104.104.实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律11近年高考题近年高考题（2014年）年）22（16分）分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块面相切，小滑块A和和B分别静止在圆弧

9、轨道的最高点和最低点。分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将现将A无初速度释放，无初速度释放，A与与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和和B的质量相等，的质量相等，A和和B整体与桌面间的动摩擦因数整体与桌面间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度。取重力加速度g=10m/s2。求：求：（1）碰撞前瞬间）碰撞前瞬间A的速率的速率v；（2）碰撞后瞬间）碰撞后瞬间A和和B整体的速率整体的速率v；（3）A和和B整体在桌面上滑动的距离整体在桌面上滑动的距离l。12近年高考题近年高考题（2015年）年）18（

10、6分）分）“蹦极蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是正确的是A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的

11、动能最大D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力13近年高考题近年高考题（2015年）年）23（18分）分）如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿，在水平桌面上沿x轴运轴运动，与桌面间的动摩擦因数为动，与桌面间的动摩擦因数为，以弹簧原长时物块的位置为坐，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点标原点O，当弹簧的伸长量为，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量

12、。为常量。请画出请画出F随随x变化的示意图；并根据变化的示意图；并根据F-x图像求物块沿图像求物块沿x轴从轴从O点点运动到位置运动到位置x的过程中的过程中弹力所做的功弹力所做的功。物块由物块由x1向右运动到向右运动到x3，然后由，然后由x3返回到返回到x2，在这个过程中，在这个过程中，a求弹力所做的功，并据此求求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量弹性势能的变化量；b求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能摩擦力势能”的概念的概念。Ox1x2x3x14近年高考题近年高考题（2016

13、年）实验（年）实验（14分）分）(2)利用图利用图2装置做装置做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验。实验。考察：重力势能、动能考察：重力势能、动能 误差分析误差分析 图像分析图像分析15近年高考题近年高考题（2017年）实验年）实验 18分分 如图如图1所示，用质量为所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成用该装置可以完成“探究动能定理探究动能定理”的实验。的实验。考察：功的计算方法考察：功的计算方法 速度的计算方法速度的计算

14、方法 利用图像分析功与速度关系利用图像分析功与速度关系 16近年高考题近年高考题（2017年）年）22题题16分分如图所示，长如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量q=1.010-6 C，匀强电场，匀强电场的场强的场强E=3.0103 N/C，取重力加速度，取重力加速度g=10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：。求：（1）小球所受电场力）小球所

15、受电场力F的大小。的大小。（2）小球的质量）小球的质量m。（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。的大小。17近年高考题近年高考题（2018年）年）22题题 16分分 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与与弯曲滑道弯曲滑道BC平滑衔接，滑道平滑衔接，滑道BC高高h=10 m，C是半径是半径R=20 m圆圆弧的最低点。质量弧的最低点。质量m=60 kg的运动员从的运动员从A处由静止开始匀

16、加速下处由静止开始匀加速下滑，加速度滑，加速度a=4.5 m/s2，到达，到达B点时速度点时速度vB=30 m/s。取重力加。取重力加速度。速度。（1）求长直助滑道）求长直助滑道AB的长度的长度L；（2）求运动员在）求运动员在AB段所受合外力的冲量段所受合外力的冲量I的大小；的大小；（3）若不计）若不计BC段的阻力，画出运动员经过段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并点时的受力图，并求其所受支持力的大小。求其所受支持力的大小。BhCA18时时 间间内内 容容2018201822(3)22(3)动能定理动能定理23(2)(3)23(2)(3)电势能电势能、能量能量守恒定律守恒定律24(2)2

17、4(2)电磁波功率电磁波功率能量守恒能量守恒201720171616变压器功率变压器功率1818光子能量光子能量2121探究动能定理探究动能定理23(3)23(3)质能方程质能方程2424电动机电动机、发电机中的能量转化发电机中的能量转化201620161313能级跃迁能级跃迁21(2)21(2)验证机械能守验证机械能守恒定律恒定律23(3)23(3)电势电势重力势重力势19核 心 素 养 学生在接受相应学段的教育过程中，逐步学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力必备品格和关键能力20（一）（一）物理观

18、念物理观念：物质观念、运动观念、相互作用观念、物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念能量观念及其应用等要素及其应用等要素能量能量物理学物理学核心主题核心主题物质物质运动运动相互作用相互作用能量守恒与转能量守恒与转化是自然科学化是自然科学的核心内容之的核心内容之一，从更深层一，从更深层次反映了物质次反映了物质运动和相互作运动和相互作用的本质用的本质 “物理学的任务是要发现普遍的自然规物理学的任务是要发现普遍的自然规律律，而且又因为这样的规律性，而且又因为这样的规律性是是最简单的形最简单的形式之一，它表明了式之一，它表明了某种物理量的不变性某种物理量的不变性，所，所以对于以对于守恒量守恒量的寻

19、求不仅是合理的，而且也的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。是极为重要的研究方向。”诺贝尔物理学奖获得者诺贝尔物理学奖获得者劳厄劳厄 “有一个事实，如果你愿意，也可有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，以说一条定律，支配着至今所知的一切自然支配着至今所知的一切自然现象现象这条定律称做这条定律称做能量守恒定律能量守恒定律。它指。它指出某一个量，我们把它称为出某一个量，我们把它称为能量能量，在自然界，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一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个最抽象的概念”诺贝尔物理学奖获得者费恩曼诺贝尔物理学奖获得者费恩曼21（二）（二）科学

20、思维科学思维 1.1.展示前辈科学家的研究过程，体会在概念、规律的展示前辈科学家的研究过程，体会在概念、规律的发现发现过程中所凝练的科学方法和思想方法过程中所凝练的科学方法和思想方法如：如：对物质运动规律的探索中，伽利略发现了具有对物质运动规律的探索中，伽利略发现了具有启发性的事实启发性的事实不变量不变量 为比较蒸汽机的优劣，提出为比较蒸汽机的优劣，提出“力的功力的功”科学问题是怎么提出来的科学问题是怎么提出来的问题的关键情节是如何解决的问题的关键情节是如何解决的展示在这个问题上做出重要贡献的物理学家的思展示在这个问题上做出重要贡献的物理学家的思想方法想方法2223高中物理能量观念的构成高中物

21、理能量观念的构成能量的本质：能量的本质：系统的一个定量的性质系统的一个定量的性质 宏观宏观微观微观 连续连续能量子能量子 能量的形式：能量的形式：机械能、电势能、电磁能、机械能、电势能、电磁能、核能和化学能等核能和化学能等 能量的转化：能量的转化：功是功是能量转化的量度能量转化的量度 功率描述转化的快慢功率描述转化的快慢能量的守恒：能量的守恒：机械能守恒机械能守恒 能量守恒能量守恒 能量的耗散：能量的耗散：节约能源节约能源 保护能源保护能源 人与自然的和谐共生人与自然的和谐共生 二、学科素养二、学科素养（二）（二）科学思维科学思维 2.2.从多种事例归纳中概括功和能的联系，得出原理从多种事例归

22、纳中概括功和能的联系，得出原理性的认识性的认识功是能量转化的量度功是能量转化的量度重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系弹力做功与弹性势能的关系弹力做功与弹性势能的关系总功与动能的关系总功与动能的关系功能关系功能关系 通过一系列的概念的得出过程，逐步进行研通过一系列的概念的得出过程，逐步进行研究方法的渗透。究方法的渗透。243.3.极限的思想方法在物理研究中的作用极限的思想方法在物理研究中的作用平均功率到瞬时功率平均功率到瞬时功率无限分割，借助微元定义瞬时变量无限分割，借助微元定义瞬时变量如：瞬时速度、瞬时加速度、向心加速度如：瞬时速度、瞬时加速度、向心加速度微元累积，化变量为恒量微

23、元累积，化变量为恒量如：变速运动的位移、变力的功、变力的冲量如：变速运动的位移、变力的功、变力的冲量注重运用数学的研究方法，培养学生的思维习惯注重运用数学的研究方法，培养学生的思维习惯教材分析及教学建议教材分析及教学建议28（一）（一）“能量能量”概念的建立概念的建立 。2930初中人教版初中人教版：物体能够对外做功，我们就说物体具物体能够对外做功，我们就说物体具有能量。有能量。虽然能量是一个常用而且重要的物理概念，虽然能量是一个常用而且重要的物理概念，但它较为抽象而难以简明地下定义但它较为抽象而难以简明地下定义美国新课标美国新课标：能量是系统的一个定量的性质，取决于能量是系统的一个定量的性质

24、，取决于系统内物质的运动和相互作用及辐射系统内物质的运动和相互作用及辐射31高中人教版高中人教版：某个量是守恒的，并且把这个量叫作某个量是守恒的，并且把这个量叫作能量或能能量或能小球好像小球好像“记得记得”自己起始的高度，或与高度相自己起始的高度，或与高度相关的某个量。关的某个量。伽利略发现了具有启发性的事实伽利略发现了具有启发性的事实从学生的认知出发，突出守恒的思想从学生的认知出发，突出守恒的思想32 教学中可先教学中可先采用一个一个的实验，使学生采用一个一个的实验，使学生认识、认同认识、认同守恒观点，再通过研究的不断深入，使学生在头脑中逐步守恒观点，再通过研究的不断深入，使学生在头脑中逐步

25、建立建立守恒的思想守恒的思想。（二）（二）“功功”概念的建立概念的建立 早期工业发展需要，工程师们需要一个比较早期工业发展需要，工程师们需要一个比较蒸汽机效能的办法。蒸汽机效能的办法。用机械举起的重量与举起高用机械举起的重量与举起高度的乘积可以用来度量机械的效能。度的乘积可以用来度量机械的效能。初中的定义：初中的定义：33对功的概念的理解对功的概念的理解W=Flcos F、l具有同时性具有同时性 功与物体的运动状态及运动形式无关功与物体的运动状态及运动形式无关 高中阶段高中阶段用于计算恒力的功用于计算恒力的功 “l”是是“受力点对地的位移受力点对地的位移”为力和位移的夹角为力和位移的夹角 对对

26、“正功正功”“负功负功”的理解的理解 F S s Fs F s F Fs 3435例例1 1：在光滑水平面上，物体受两个沿水平方：在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、相互垂直的大小分别为向、相互垂直的大小分别为3 3N和和4 4N的恒力，的恒力，从静止开始运动从静止开始运动1010m，求每个力做的功和合力，求每个力做的功和合力做的总功做的总功。例例2 2：相互垂直的两个共点力：相互垂直的两个共点力F1 1、F2 2作用在同作用在同一个物体上，使物体移动一段位移，一个物体上，使物体移动一段位移，F1 1做功做功3 3J，F2 2做功做功4 4J，求，求F1 1、F2 2做的总功。做的总功。36

27、FF将圆周分成很多小段将圆周分成很多小段,每一小段小到能将弧每一小段小到能将弧线视作直线，力线视作直线，力F视视作恒力，则在某一微作恒力，则在某一微元上，力元上，力F所做的功所做的功可表示为可表示为W=Fl由特殊到一般；由特殊到一般；微元法微元法 化曲为直、化变为恒化曲为直、化变为恒37（三）对功率的理解（三）对功率的理解 1、功率的定义式功率的定义式 具有普遍意义，高中阶段由于数具有普遍意义，高中阶段由于数学基础问题，只能用来计算平均功率学基础问题，只能用来计算平均功率2、平均功率对应一段时间、平均功率对应一段时间cosWPvFt例：动员质量例：动员质量m50kg，1min跳跳180次。假设

28、每次次。假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率。平均功率。3、瞬时功率对应某一时刻瞬时功率对应某一时刻教参建议教参建议:为了控制教学的难度为了控制教学的难度,减轻学生负担减轻学生负担,建建议教师不要进一步讨论力与速度不在一条直线上时议教师不要进一步讨论力与速度不在一条直线上时的瞬时功率问题的瞬时功率问题384、额定功率指机器长时间正常工作时的最大输出功率额定功率指机器长时间正常工作时的最大输出功率用电器用电器额定功率额定功率用电器用电器额定功率额定

29、功率用电器用电器额定功率额定功率空调空调7355000W微波炉微波炉1000W以上以上热水器热水器1000W以上以上吸尘器吸尘器800W以上以上电吹风电吹风500W以上以上电熨斗电熨斗300750W洗衣机洗衣机约约200W台式电脑台式电脑250400W电视机电视机4090W抽油烟机抽油烟机约约200W电冰箱电冰箱65130W电扇电扇3060W笔记本电脑笔记本电脑约约100W手机充电器手机充电器约约40W手电筒手电筒约约0.5W电饭煲电饭煲3501300 W电子表电子表0.00001W计算器计算器1.53.0W5、汽车启动问题F-f=maP=FvFfavGN牛顿运动定律：牛顿运动定律：发动机的功

30、率发动机的功率注：注：F是牵引力，不是合力。是牵引力，不是合力。额定功率下的启动问题不符合实际情况额定功率下的启动问题不符合实际情况学生易错的问题：汽车功率中的力分不清、对学生易错的问题：汽车功率中的力分不清、对恒定功率问题用匀变速直线运动规律求解恒定功率问题用匀变速直线运动规律求解391.1.牵引力牵引力F怎样变化怎样变化?2.2.加速度怎样变化加速度怎样变化?3.3.汽车做什么运动汽车做什么运动?4.4.当当F=f 时，汽车做什么运动时，汽车做什么运动?5.5.怎样求最大速度怎样求最大速度?汽车恒定功率启动汽车恒定功率启动401.1.汽车的实际功率汽车的实际功率P P怎样变化怎样变化?2.

31、2.汽车匀加速行驶过程能持续下去吗汽车匀加速行驶过程能持续下去吗?3.3.匀加速行驶过程结束的条件？匀加速行驶过程结束的条件？4.4.当当P=PP=P额额后，汽车的牵引力后，汽车的牵引力F F怎样变化怎样变化?加速度怎样变化加速度怎样变化?汽车做什么运动汽车做什么运动?5.5.怎样求汽车匀加速行驶的最大速度怎样求汽车匀加速行驶的最大速度?6.6.怎样求汽车行驶能够达到的最大速度怎样求汽车行驶能够达到的最大速度?汽车匀加速启动汽车匀加速启动41重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系 hh2h1mgABhh2h1mgABlh1h2h1mgABh2h3ACBA1A2A342（四）（四）功能

32、关系的逐步渗透功能关系的逐步渗透1 1、重力做功、重力做功 由特殊到一般；微元法由特殊到一般；微元法 化曲为直、化曲为直、化变为恒化变为恒21mghmghmghWG21321mghmghmghhmghmghmgWG2 2、重力势能与重力做功的关系（结合具体情景）、重力势能与重力做功的关系（结合具体情景）21PPGEEW初状态初状态21mghmghmghWG末状态末状态43mghE P3 3、重力势能的相对性、重力势能的相对性45弹簧弹力做功与弹性势能的关系弹簧弹力做功与弹性势能的关系4546弹簧弹力做功与弹性势能的关系弹簧弹力做功与弹性势能的关系46由特殊到一般；由特殊到一般；微元法微元法 化

33、曲为直、化变为恒化曲为直、化变为恒47 以恒代变、极限的思想和方法、图像法以恒代变、极限的思想和方法、图像法221kx48图像与坐标轴所围面积表示图像与坐标轴所围面积表示弹力做功的大小弹力做功的大小2221-021-kxkxW49当弹簧从原长伸长当弹簧从原长伸长x时时，弹力做的功，弹力做的功初状态初状态末状态末状态21PPEEW弹规定原长处弹性势能为零，弹性势能的表达式为：规定原长处弹性势能为零，弹性势能的表达式为：221kxEP2221212221212121-kxkxkxkxW）（50当弹簧从伸长量当弹簧从伸长量x1 1变化到伸长量变化到伸长量x2时（时（x2x1 1)，弹力做的功弹力做的

34、功初状态初状态末状态末状态21PPEEW弹51弹性势能零点的选取弹性势能零点的选取x1x2x0 xEP0221kx52动能定理动能定理实验探究实验探究与与理论探究理论探究结合结合53动能定理的实验探究过程：动能定理的实验探究过程：方案一：方案一：利用教材中利用教材中“探究功与速度变化的探究功与速度变化的关系关系”方法进行实验，但相对来讲，实验仪方法进行实验，但相对来讲，实验仪器较粗糙。器较粗糙。打点计时器打点计时器纸带纸带橡皮筋橡皮筋课本提供方案一课本提供方案一54方案二：方案二：利用如图所示装置（验证牛顿第二定利用如图所示装置（验证牛顿第二定律实验装置），首先平衡摩擦力，并使小车的律实验装置

35、），首先平衡摩擦力，并使小车的重力远大于小桶的重力，接通打点计时器的电重力远大于小桶的重力，接通打点计时器的电源，释放小车，在纸带上取两点，分析拉力对源，释放小车，在纸带上取两点，分析拉力对小车做功（小车做功（W=Gs）与动能增量的关系。）与动能增量的关系。电源插头电源插头纸带纸带课本提供方案二课本提供方案二55方案三：方案三：利用如图所示装置（验证机械能守利用如图所示装置（验证机械能守恒），再打出的纸带上取两点，研究重力做功恒），再打出的纸带上取两点，研究重力做功与动能增量的关系。与动能增量的关系。56方案四：方案四：利用调平的气垫导轨，在不同位置安利用调平的气垫导轨，在不同位置安装两个光电

36、门，重物拉动滑块通过两个光电门，装两个光电门，重物拉动滑块通过两个光电门，记录滑块通过时的速度，研究滑块在两光电门之记录滑块通过时的速度，研究滑块在两光电门之间运动的过程中，重物重力做功与动能增量的关间运动的过程中，重物重力做功与动能增量的关系。系。57 动能定理并不是物理学的基本原理，它动能定理并不是物理学的基本原理，它之所以被称为之所以被称为“定理定理”，就是因为它可以从，就是因为它可以从牛顿第二定律和功的计算公式推演得出，因牛顿第二定律和功的计算公式推演得出，因此从理论上探究，经过逻辑推理得出动能定此从理论上探究，经过逻辑推理得出动能定理完全可行。理完全可行。58动能定理的理论探究过程：

37、动能定理的理论探究过程：情景一：情景一：如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体的物体只在只在水平水平向右的恒力向右的恒力F的作用的作用下下，沿水平方向运动向右，沿水平方向运动向右运动一段位移运动一段位移x，速度从，速度从v1 1变为变为v2 2，研究各物理，研究各物理量之间的关系。量之间的关系。mFv1mv2s根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：mFa 由运动学公式：由运动学公式：axvv22122前两式结合：前两式结合：21222121mvmvFxW59情景二：情景二：如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体水平向右的物体水平向右的恒力的恒力F的作用的作用下下，沿水平方向运动向右运动，沿水

38、平方向运动向右运动一段位移一段位移x，物块与地面间的摩擦力为，物块与地面间的摩擦力为f，速度速度从从v1 1变为变为v2 2，研究各物理量之间的关系。，研究各物理量之间的关系。根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：mfFa由运动学公式：由运动学公式：axvv22122前两式结合：前两式结合：21222121)(mvmvxfFWmFv1mv2sf60情景三：情景三：物体受到的力物体受到的力F是变力且作曲线运动是变力且作曲线运动,小球在小球在A、B两点的速度分别为两点的速度分别为v1 1、v2 2，研究各，研究各物理量之间的关系。物理量之间的关系。ABv1v2v1v2v3v4v5v6212,1121

39、21Wmvmv2,12,222121Wmvmv2,22,332121Wmvmv2,22n2121Wnmvmv 把上面各式相加，可得把上面各式相加，可得:21222121mvmvW动能定理的实质：动能定理的实质：其他形式的能与动能之其他形式的能与动能之间的转化，只不过表达式中其它形式的能间的转化，只不过表达式中其它形式的能并没有出现，而是通过做功完成这一转化。并没有出现，而是通过做功完成这一转化。情景一：情景一：质量为质量为m的小球自由下落的小球自由下落,下下落过程中经过落过程中经过1 1、2 2两点，高度由两点，高度由h1变化到变化到h2，速度由，速度由v1变化到变化到v2,不计不计空气的阻力

40、。小球在位置空气的阻力。小球在位置1 1的机械的机械能能E1和位置和位置2 2 的机械能的机械能E2关系如何？关系如何？h1h212v1v2 如果考虑空气阻力，如果考虑空气阻力，小球在位小球在位置置1的机械能的机械能E1和位置和位置2的机械能的机械能E2关系如何？关系如何？（五）（五）机械能守恒定律机械能守恒定律理论探究与实验理论探究与实验验证结合验证结合创设情景理论探究：创设情景理论探究：（五）（五）机械能守恒定律机械能守恒定律理论探究与实验理论探究与实验验证结合验证结合创设情景理论探究：创设情景理论探究：情景二：情景二：如图所示，物体沿光滑曲面滑如图所示，物体沿光滑曲面滑下。某一时刻物体处

41、在位置下。某一时刻物体处在位置A，它，它的动能为的动能为EK1，重力势能为，重力势能为EP1，总，总机械能为机械能为E1=EK1+EP1。经过一段时。经过一段时间后，间后，物体运动到位置物体运动到位置B，它的动，它的动能为能为EK2，重力势能为，重力势能为EP2，总机械，总机械能为能为E2=EK2+EP2。利用动能定理和。利用动能定理和重力做功的特点研究重力做功的特点研究E1与与E2的关系。的关系。63机械能守恒机械能守恒条件条件：课本：课本：只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的物体系统的物体系统新概念高中物理读本：新概念高中物理读本：外力为零，或外力做功为零，外力为零，或外力做功为零，又无

42、非保守内力做功又无非保守内力做功从从“做功条件做功条件”和和“能量转化能量转化”两个角度理解两个角度理解动能动能势能势能重力、弹力做功重力、弹力做功65验证机械能守恒定律实验验证机械能守恒定律实验（1 1）测不测质量？）测不测质量？（2）在测量点的选择上在测量点的选择上 纸带上取间隔较大的两点（教材）纸带上取间隔较大的两点（教材）取前两点间隔取前两点间隔2mm（原实验报告）（原实验报告）（3）产生实验误差的原因）产生实验误差的原因 纸带竖直纸带竖直在一次下落中，取多个位置，在一次下落中，取多个位置，比较动能与重力势能之和比较动能与重力势能之和选用重锤选用重锤（4）减小实验误差）减小实验误差 关

43、于速度的测量（课本关于速度的测量（课本P79）：）：学生易犯的错误：学生易犯的错误：g g取取10m/s10m/s2 2带入计算带入计算 直接用下面公式计算速度直接用下面公式计算速度 gtv 221gth ghv2v总结功能关系总结功能关系（六）（六）能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源1 1、能量守恒定律、能量守恒定律2 2、耗散与守恒没有矛盾，只是不便于再利用了。耗散与守恒没有矛盾，只是不便于再利用了。耗散反映出耗散反映出能量转化、转移的能量转化、转移的宏观方向性宏观方向性。3 3、增强节约能源和环保意识、增强节约能源和环保意识学生可以采用分组调研、收集资料、交流讨论等方式进行学学生可以采

44、用分组调研、收集资料、交流讨论等方式进行学习，拓宽学生视野，体现核心素养中的科学态度与责任。习，拓宽学生视野，体现核心素养中的科学态度与责任。渗透研究方法：渗透研究方法：实验探究、理论探究实验探究、理论探究微元分析、化曲为直、化变为恒、小量累加微元分析、化曲为直、化变为恒、小量累加明确研究方向：明确研究方向：寻求守恒量，在变化中寻找守恒，在守恒中寻求守恒量，在变化中寻找守恒，在守恒中研究变化研究变化担当社会责任：担当社会责任：开发能源、利用能源更要节约能源开发能源、利用能源更要节约能源课时建议（课时建议（1414课时）课时）第第1 1节节 追寻守恒量追寻守恒量(0.5)(0.5)第第2 2节节

45、 功功(1.5)(1.5)（2 2课时）课时）第第3 3节节 功率功率 （+汽车启动）汽车启动）（2 2课时）课时）习题课习题课 （1 1课时）课时）第第4 4节节 重力势能重力势能 （1 1课时）课时）第第5 5节节 探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 （1 1课时）课时）第第6 6节节 实验：探究功与速度变化的关系实验：探究功与速度变化的关系 （1 1课时）课时）第第7 7节节 动能和动能定理动能和动能定理 （1 1课时）课时）习题课习题课 （1 1课时）课时）第第8 8节节 机械能守恒定律机械能守恒定律 （1 1课时）课时）习题课（习题课（+总结功能关系）总结功能关系）（1 1课时）课时）第第9 9节节 实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律 （1 1课时）课时）第第1010节节 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源 （1 1课时）课时）72