2022年高一物理 第七章机械能 三、功和能(第一课时) 人教大纲版第一册

2022年高一物理 第七章机械能 三、功和能(第一课时) 人教大纲版第一册本节教材分析本节讲述功和能之间的关系，属于过渡性一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量地研究机械能，为后面两节定量地讲述能和重力势能做好准备.在本节的教学中，要结合初中学过的知识，通过实例使学生理解做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，功是能量转化的量度，知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题，但是对于功和能的关系的认识要有一个过程，要通过本章的学习以及今后的学习，使学生逐步加深体会，这一节只要求有个初步理解就可以了.教学目标一、知识目标1.知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量.2.知道物体能够对外做功是因为物体具有能量.3.理解功是能量转化的量度.4.理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒.二、能力目标1.能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量问题.2.知道功和能之间的区别和联系.三、德育目标通过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角度去探索自然规律.教学重点1.理解功和能的关系.2.知道能量的转化用做功来量度.教学难点在具体的问题中如何得到能量的具体转化情况，并用做功来定量地反映这种转化.教学方法实验法、举例法.教学用具投影片、CAI课件.课时安排1课时教学过程一、复习导入1.初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会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，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变.2.导入新课初中我们已初步学会功和能的有关知识，对功和能有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系.二、新课教学(一)能的概念1.用多媒体展示下列物理情景，并把四幅图对比在同一画面上（1）流动的河水冲走小石块.（2）飞行的子弹穿过木板.（3）自由下落的重物在地上砸了一个坑.（4）压缩的弹簧把物体弹出去.2.分析概括图片中流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功.3.总结：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能.(板书)4.请同学们结合生活，举些物体具有能量的例子.张紧的弓能够做功，所以它具有能.电动机通电后能够做功，它具有能.打夯机能做功，它具有能.流动的空气能做功，它具有能.5.结合学生所举的例子总结：物质的不同运动形式对应着不同的能.例如：有形变的弹簧具有弹性势能，流动的空气具有动能等.6.（1）演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动.（2）分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能.松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能.（3）总结：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒.7.用多媒体展示几种现象，学生分析能量的转化情况.（1）水冲击水轮发电机发电.机械能 电能（2）太阳出来，照耀森林.太阳能 生物能（3）傍晚，电灯亮了.电能 光能(内能)过渡：上边我们分析了几个能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功.那么功和能之间到底有什么关系呢?(二)功和能的关系1.用多媒体展示下边几个过程（1）人拉重物在光滑水平面上由静止而运动.（2）在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动.（3）火车在铁路上前进.2.师生共同分析（1）在人对重物做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能.（2）在水力发电厂中，水流冲击水轮机冲击，带动水轮机转动.从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能.（3）火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能.在上述过程中，发生了能量转化且都伴随着做功过程，（板书）做功使不同形式的能量发生转化.过渡：那么在能量转化中，能量的转化和所做的功之间有什么关系呢?3.举例说明（1）举重运动员把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增加，同时运动员消耗了体内的化学能，且运动员做了多少功就有多少化学能转化为重力势能.（2）被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小，且弹簧对小球做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能.类似的例子还很多，归纳得到：做了多少功，就有多少能量发生转化.（板书）功是能量转化的量度.过渡：通过上述分析，功和能之间有着密切的联系，那么它们之间有什么不同呢?4.教师概括功和能的不同（1）功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量.能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量.（2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度的.但功和能不能相互转化.三、巩固练习1.关于功和能，下列说法正确的是A.功就是能，功可以转化为能B.做功越大，物体的能越大C.能量转化中，做的功越多，能量转化越多D.功是物体能量的量度2.运动员将质量为150kg的杠铃举高2 m：（1）运动员做了多少功?（2）有多少化学能转化为杠铃的重力势能?参考答案：1.C 2.（1）3103J （2）3103J四、小结通过本节课的学习，我们知道了做功的过程就是能量转化的过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化.在以后的学习中，要注意运用功和能的观点、能的转化与守恒定律来分析和解决问题.五、作业(一)阅读课文，掌握功和能的关系(二)思考题1.一个质量分布均匀的长方形木块，放在粗糙的水平地面上，长为2a，宽为a，若要把它从图中所在的位置直立起来，外力至少要做多少功?2.挂在竖直墙壁上的长1.80m的画，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，将它沿墙缓慢卷起，g取10ms2，需做_J的功.参考答案：1. mga 2.54六、板书设计七、本节优化训练设计1.做功的过程是_的过程，功是_的量度.2.一根重为G，长为的均匀链条平放在水平面上，将链条的一端竖直向上慢慢提起，直到另一端刚离地为止，外力所做的功为_.3.一个人用10ms的速度踢出质量为0.2kg的足球，g取10ms2，足球在地面上运动一段距离后，滚上斜面，在斜面上1m高处速度变为零.人踢球做功是_J.足球运动中克服阻力所做的功是_J.4.质量为20kg的小孩，平推一个质量为4kg的物体使它得到对地4ms的速度，若小孩背靠着墙，则小孩做功为_ J；若小孩是站在光滑的冰面上，则小孩做功为_ J.5.长为a，高为h，重为G的均匀长方体放在水平桌面上，开始时长方体右侧面与桌面的边缘对齐.现在左侧面中心加水平力推长木块.使其沿桌面匀速移动，设长方体与桌面间的动摩擦因数为，那么从开始到长方体下翻，水平力做的功为多少?6.质量为m的物体从距地面高度H处以速度v0被竖直向上抛出，已知它运动时受到的阻力大小恒为Ff，且Ffmg，假定每次与地面碰撞时损失的机械能可忽略不计，它在停止运动以前在空中通过的路程s_.7.如图所示，重为G的物体静止于倾角为的粗糙斜面上，现使斜面向右做匀速直线运动，位移为s，求：（1）弹力做的功为多少?（2）静摩擦力做的功为多少?（3）重力做的功为多少?8.如图所示，A、B是位于水平桌面上的两个质量相等的小木块(可视为质点)，离墙壁的距离分别为L和，与桌面间的动摩擦因数分别为A和B.今给A以某一初速度，使之从桌面的右端向左端运动.假定A、B之间、B与墙之间碰撞时间都很短.且碰撞时无动能损失.若要使木块A最后不从桌面上掉下来，则A的初速度最大为多少?9.如图所示，A、B两物体质量分别为m和M，B静止在光滑的水平面上，若A以速度v0与B碰撞后又与右边的墙壁发生碰撞，且碰后两物体的速度相等，若碰撞过程中无机械能损失.求M：m？参考答案：1.能量转化；能量转化 2. 3.10；84.32；38.4 提示：小孩在光滑的水平冰面上时，利用动量守恒求得小孩获得的速度：小孩做的功等于物体与小孩获得的动能之和.5. （ah） 提示：设长方体的位移为x时开始翻倒，由力矩平衡得（x），解得x（ah），因此Wx.6. 提示：在运动过程中fE，Emv02mg fFfs7.（1）Gssincos （2）Gssincos (3)08.2提示：质量相等的木块相碰无动能损失，若要使A恰不离开桌面，物体在运动的过程中克服摩擦力做功应恰等于A的初动能，即mvA22Amg（l）2Bgl，可解得vA.9.31提示：应用动量守恒和机械能守恒，即：mv0（Mm）v；Mv02Mv2mv2，即可解得.