《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 功和功率 第2節(jié) 功和能教學(xué)設(shè)計(jì)2 魯科版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 功和功率 第2節(jié) 功和能教學(xué)設(shè)計(jì)2 魯科版必修2.doc（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2節(jié) 功和能 推進(jìn)新課 一、提出問(wèn)題：下面我們根據(jù)已掌握的動(dòng)能定理和有關(guān)機(jī)械能的知識(shí)，分析物體機(jī)械能變化的規(guī)律。 1．物體機(jī)械能的變化 問(wèn)題：質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度h1上升到高度h2處，其速度由v1增大到v2，如圖所示，分析此過(guò)程中滑塊機(jī)械能的變化與各力做功的關(guān)系。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動(dòng)能定理進(jìn)一步分析、探討小滑塊機(jī)械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分析，明確： 選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動(dòng)能定理∑W＝ΔEk，有 由幾何關(guān)系，有sinθL＝h2-h1 即FL-fL＝E2-E1＝ΔE 引導(dǎo)學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師明確指出： (1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對(duì)物體做功，是使物體機(jī)械能發(fā)生變化的原因； (2)重力和彈簧彈力以外其它力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，等于物體機(jī)械能的變化量。這是物體機(jī)械能變化所遵循的基本規(guī)律。 2．對(duì)物體機(jī)械能變化規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) (1)物體機(jī)械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外＝E2-E1或W外＝ΔE 其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和，E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能，ΔE表示物體機(jī)械能變化量。 (2)對(duì)W外＝E2-E1進(jìn)一步分析可知： (i)當(dāng)W外＞0時(shí)，E2＞E1，物體機(jī)械能增加；當(dāng)W外＜0時(shí)，E2＜E1，物體機(jī)械能減少。 (ii)若W外＝0，則E2＝E1，即物體機(jī)械能守恒。由此可以看出，W外＝E2-E1是包含了機(jī)械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達(dá)式。 (3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是其它形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 例1．質(zhì)量4.0103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進(jìn)100m，其高度升高2m。上坡時(shí)汽車速度為5m/s，沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍，試求：(1)此過(guò)程中汽車所受牽引力做功多少？(2)汽車所受平均牽引力多大？取g＝10m/s2。本題要求用物體機(jī)械能變化規(guī)律求解。 引導(dǎo)學(xué)生思考與分析： (1)如何依據(jù)W外＝E2-E1求解本題？應(yīng)用該規(guī)律求解問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ (2)用W外＝E2-E1求解本題，與應(yīng)用動(dòng)能定理∑W＝Ek2-Ek1有什么區(qū)別？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確給出例題求解的主要過(guò)程： 取汽車開始時(shí)所在位置為參考平面，應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律W外＝E2-E1解題時(shí)，要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對(duì)物體所做的功，以及此過(guò)程中物體機(jī)械能的變化。這既是應(yīng)用此規(guī)律解題的基本要求，也是與應(yīng)用動(dòng)能定理解題的重要區(qū)別。 例2．將一個(gè)小物體以100J的初動(dòng)能從地面豎直向上拋出。物體向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)某一位置P時(shí)，它的動(dòng)能減少了80J，此時(shí)其重力勢(shì)能增加了60J。已知物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時(shí)動(dòng)能多大？ 引導(dǎo)學(xué)生分析思考： (1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(包括上升和下落)，什么力對(duì)小物體做功？做正功還是做負(fù)功？能否知道這些力對(duì)物體所做功的比例關(guān)系？ (2)小物體動(dòng)能、重力勢(shì)能以及機(jī)械能變化的關(guān)系如何？每一種形式能量的變化，應(yīng)該用什么力所做的功量度？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確指出： (1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力和阻力對(duì)小物體做功。 (2)小物體動(dòng)能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度；重力勢(shì)能的變化用重力做功量度；機(jī)械能的變化用阻力做功量度。 (3)由于重力和阻力大小不變，在某一過(guò)程中各力做功的比例關(guān)系可以通過(guò)相應(yīng)能量的變化求出。 (4)根據(jù)物體的機(jī)械能E＝Ek+Ep，可以知道經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，物體動(dòng)能變化量大小ΔEk＝80J，機(jī)械能變化量大小ΔE＝20J。 例題求解主要過(guò)程： 上升到最高點(diǎn)時(shí)，物體機(jī)械能損失量為 由于物體所受阻力大小不變，下落過(guò)程中物體損失的機(jī)械能與上升過(guò)程相同，因此下落返回地面時(shí)，物體的動(dòng)能大小為 E′k＝Ek0-2ΔE′＝50J 本例題小結(jié)： 通過(guò)本例題分析，應(yīng)該對(duì)功和能量變化有更具體的認(rèn)識(shí)，同時(shí)應(yīng)注意學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用動(dòng)能定理和物體機(jī)械能變化規(guī)律解決問(wèn)題的方法。 思考題(留給學(xué)生課后練習(xí))： (1)運(yùn)動(dòng)中物體所受阻力是其重力的幾分之幾？ (2)物體經(jīng)過(guò)P點(diǎn)后還能上升多高？是前一段高度的幾分之幾？ 二、課堂小結(jié)： 本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項(xiàng)內(nèi)容，也是本章的小結(jié)。 3．功和能 (1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，物體運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化，物體的能都相應(yīng)隨之變化；做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應(yīng)的力做功量度。 (2)力對(duì)物體做功使物體能量發(fā)生變化，不能理解為功變成能，而是通過(guò)力做功的過(guò)程，使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。 (3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化，但能的總量是保持不變的。自然界中，物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過(guò)程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。 三、板書設(shè)計(jì) 1．物體機(jī)械能的變化 2．對(duì)物體機(jī)械能變化規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) 3．功和能 四、布置作業(yè)： 課后題