能量和功

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,劳厄,费 恩 曼,创,设,情,境,1,伽利略的理想实验说明什么？,2,什么是势能和动能？,3,你能举出生活中的守恒事例吗？,一 追寻守恒量,自,主,学,习,科,学,探,索,伽利略的理想实验：,伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）,A,B,h,h,科,学,探,索,下滚过程,上滚过程,高 度,速 度,此消彼长,在不变中又蕴涵了什么呢？,伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。,说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。,问,题,归,纳,几种常见的能量形式,相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。势能包括,重力势能,和,弹性势能,物体由于运动而具有的能，叫做动能。,实,例,分,析,探究,1,：,滚摆中的能量转化,探究,2,：,单摆中的能量转化,1,在图,5-1,所示的伽利略的斜面理想实验中（斜面光滑），以下说法正确的是,( ),A,小球从,A,到,B,运动的过程动能保持不变,B,小球从,A,到,B,运动的过程势能减少,C,只有小球从,B,到,C,运动的过程中动能和势能的总和不变,D,小球在斜面,CD,上运动的最大距离等于,AB,2,下列实例中,动能转化为势能的是,( ),A,竖直上抛的正在上升的石块,.,B,上紧发条的玩具汽车正在行驶,.,C,从高处下落的乒乓球,D,从斜槽上滚下的钢珠,B,A,学,生,练,习,3,关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的是 （ ）,A,无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同,.,B,实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些,.,C,只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同,.,D,伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量,.,BCD,学,生,练,习,创,设,情,境,在认识,能量,的历史过程中，人们建,立了,功,的概念，因而,功,和,能,是两个密切,联系的物理量，即如果物体在,力,的作用,下,能量,发生了变化，那么这个,力,一定对,物体做了,功,。,那么，功的概念是怎么建立的，我们,又怎样计算呢？,请同学们回忆初中学过的功的知识，举例说明什么是做功过程？做功过程需要满足什么条件？,创,设,情,境,做功的两个必要因素：,公式,:,W,=,Fl,功的单位,:,焦耳 符号,:,J,力,物体在力的方向上通过一定的距离,发生位移,二 功,问,题,归,纳,F,F,如图,物块在水平拉力,F,作用下发生位移,l,拉力,F,做功,W,=,Fl,F,l,mg,f,重力,mg,不做功,支持力,F,N,不做功,F,N,问,题,归,纳,做功的两个必要因素：,力,物体在力的方向上,发生位移,力的方向,和,位移的方向,相同时，,W,=,Fl,力的方向,和,位移的方向,垂直时，,不做功,力的方向,和,位移的方向,夹角 时,？,设,置,疑,问,F,结论：,l,F,F,F,F,其中,为,力的方向,与,位移的方向,之间的夹角,方案,1,：分解力,合,作,探,究,结论：,F,l,l,l,F,其中,为,力的方向,与,位移的方向,之间的夹角,方案,2,：分解位移,合,作,探,究,说明,:,力和位移必须具备,同时性,只适用于求,恒力,做功,F,表示力的大小，,l,表示位移的大小，,表示力的方向和位移的方向之间的夹角,问,题,归,纳,如何判断,力的方向,与,位移的方向,之间,的夹角？,数学知识：,两条直线的夹角,两条有向线段的夹角,知,识,回,顾,讨论,:,当 时,当 时,当 时,合,作,探,究,W, 0,，力对物体做,正功,；,W,= 0,，力对物体,不做功,；,W, 0,，力对物体做,负功,或说成,物体克服这个力做功,.,丁,F,l,F,l,丙,甲,F,l,乙,F,l,小车的位移为,l,，水平向右，,求外力,F,做的功,合,作,探,究,思考：功是标量还是矢量？,如何判断一个物理量是标量还是矢量？,1,、标量没有方向，矢量有方向,2,、运算法则,标量代数相加减，矢量加减满足平行四边形法则,设,置,问,题,在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为,3N,和,4N,的恒力，从静止开始运动,10m,，求每个力做的功和合力做的功。,4N,3N,F=,5N,结论：功是标量,代数和,功的正、负号不表示方向，仅表示做功的效果不同,合,作,探,究,计算几个力所做总功的方法：,（,2,）先求出各个力所做的功，再求其代数和,（,1,）先求出这几个力的合力,F,的大小和方向，再求合力,F,所做的功，即为总功,分,组,探,究,例,1 :,一个质量,m =,150kg,的雪橇，受到与水平方,向成 角斜向上方的拉力,F,=500N,，在,水平地面上移动的距离,l,=5m,。物体与地面的,滑动摩擦力,f,=100N,，求力对物体所做的总功。,学生练习,例,2 :,如图所示,光滑斜面长为,l,底角为 ，固,定在水平地面上，一质量为,m,的物块（不,计大小）由斜面顶端开始下滑,求物块下滑,至底端的过程中各力做的功,.,mg,F,N,mg,F,N,l,学生练习,例,3:,如图所示，在倾角,= 37,的斜面上，质,量,m,=10 kg,的物体在平行斜面向上的拉力,F,=,120 N,作用下，沿斜面上滑距离,l,=,2 m,，,已知物体与斜面间动摩擦因数,=,0.5,。,（,1,）计算各力对物体做的功；,（,2,）计算物体所受各力所做的总功。,（取,g,=,10 m/s,2,）,F,学生练习,例,4:,如图所示,物体,A,放置在,水平桌面上，其右侧,固定着一个定滑轮,O,，细绳跨过定滑轮,一端,P,固定在墙壁上，在另一端,Q,用水平力,F,向右，,物体,A,向右滑动,l,的过程中，力,F,做了多少功,?,（上、下两段绳均保持水平，不计滑,轮及绳的质量）,P,Q,F,A,O,学生练习,正代表动力做功,使物体的能量增加，,负代表阻力做功,使物体的能量减少,功是标量，没有方向、但是有正负,.,只适用于求,恒力,做功,课,堂,小,结,一、伽利略斜面实验表明：,“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。,1,、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。,2,、动能：物体由于运动而具有的能量。,二 功,