2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案27 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案27 新人教版必修2 一、教材內(nèi)容分析 本節(jié)課是新課標(biāo)新加的內(nèi)容，旨在介紹能量的有關(guān)概念，使學(xué)生對(duì)能量這一抽象的概念有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，能量是一個(gè)很不容易理解的概念，看不見(jiàn)、摸不著，本節(jié)課從守恒現(xiàn)象出發(fā)，引出能量的概念，進(jìn)一步引出勢(shì)能和動(dòng)能的概念，學(xué)生理解起來(lái)雖然有些困難，但能使學(xué)生大致有個(gè)印象，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)各種能量打下基礎(chǔ)。 二、新課標(biāo)三維目標(biāo) [知識(shí)與技能] 理解動(dòng)能、勢(shì)能及能量的概念與意義，領(lǐng)會(huì)能量的更深層次的含義。 [過(guò)程與方法] 會(huì)分析動(dòng)能與勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。 [情感態(tài)度與價(jià)值觀] 通過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化來(lái)研究生活中的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活的熱愛(ài)，對(duì)物理規(guī)律的探究熱情。 三、新知探究過(guò)程 （一） 創(chuàng)設(shè)情景，引入新課 [教師提問(wèn)]同學(xué)們?cè)诔踔性?jīng)初步探究過(guò)關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，下面請(qǐng)學(xué)生列舉一些生活中能量轉(zhuǎn)化的例子。 讓學(xué)生積極思考，列舉實(shí)例。學(xué)生代表發(fā)言，其他同學(xué)補(bǔ)充。 教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)學(xué)生的發(fā)言情況，引導(dǎo)學(xué)生初步體會(huì)“能量”在人類(lèi)生活中的重要性。 （二） 提出問(wèn)題，引導(dǎo)探究 教師請(qǐng)一位學(xué)生當(dāng)眾朗讀教材開(kāi)頭費(fèi)恩曼的話，其他同學(xué)仔細(xì)傾聽(tīng)。讓學(xué)生們從先賢的話中體會(huì)能量守恒定律的重要性。 可通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)展示“伽利略斜面實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生們形象地感受到“有某一量是守恒的”。 讓學(xué)生認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)。 [教師提示]小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中“有某一量是守恒的”這一守恒的量就叫做“能量”或“能”。 讓學(xué)生體會(huì)、思考到底什么是“能量”，其深層次的含義又是什么？ [教師板書(shū)]小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中“有某一量是守恒的”這一守恒的量就叫做“能量”或“能”。 （三）勢(shì)能概念的教學(xué)策略 [課件展示]通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)展示英國(guó)“巨石陣”，讓學(xué)生們形象地感受到“物體由于被舉高而具有的一種形式的能”。 讓學(xué)生認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)。 教師引導(dǎo)學(xué)生得出“勢(shì)能”的概念，并讓同學(xué)們看教材第2頁(yè)下半部分，領(lǐng)會(huì)勢(shì)能的概念。 讓學(xué)生認(rèn)真閱讀教材相應(yīng)部分，互相討論、領(lǐng)會(huì)勢(shì)能的概念。 [教師板書(shū)]相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能。 （四）動(dòng)能概念的教學(xué)策略 [課件展示]通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)展示“行駛的汽車(chē)”，讓學(xué)生們形象地感受到“物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能”。 讓學(xué)生認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)。 教師引導(dǎo)學(xué)生得出“動(dòng)能”的概念。 讓學(xué)生互相討論、領(lǐng)會(huì)動(dòng)能的概念。 [教師板書(shū)]物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。 （五）勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的教學(xué) 教師通過(guò)課件展示“勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化”，讓學(xué)生感受到“勢(shì)能和動(dòng)能”是可以轉(zhuǎn)化的，但總和是不變的。 讓學(xué)生認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)，并發(fā)表見(jiàn)解。 教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并用能量的觀點(diǎn)，解釋“小球”釋放后為什么會(huì)重新回到原來(lái)的高度。 教師提出問(wèn)題：如果不采用能量的概念，用我們以前的語(yǔ)言能否解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)？這種描述具有什么局限？ 讓學(xué)生思考老師的問(wèn)題，討論后學(xué)生代表發(fā)言。 教師針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 四、知能總結(jié)與升華 [教師引導(dǎo)]同學(xué)們通過(guò)本節(jié)課，學(xué)習(xí)到了那些知識(shí)與方法？ [思考與討論]學(xué)深個(gè)體思考，分組交流。 [總結(jié)發(fā)言] [教師評(píng)價(jià)]教師要肯定學(xué)生總結(jié)，并引導(dǎo)啟發(fā)，要使學(xué)生有一些閃光的發(fā)言，要大加鼓勵(lì)，并在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上適當(dāng)升華。 [教師提煉] 知識(shí)要點(diǎn)：能量、動(dòng)能和勢(shì)能。 規(guī)律：在“伽利略斜面實(shí)驗(yàn)”中，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中“有某一量是守恒的”這一守恒的量就叫做“能量”或“能”。 方法：通過(guò)具體的現(xiàn)象總結(jié)出抽象的結(jié)論的方法、用轉(zhuǎn)化和守恒的思想考慮問(wèn)題的方法。 【教學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)析】 能量是物理學(xué)中最難理解、最抽象的概念之一。本節(jié)課主要是通過(guò)一些物理現(xiàn)象，從“守恒量”這一觀點(diǎn)得出能量的概念。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生不一定能準(zhǔn)確無(wú)誤地理解好能量的概念，但可以形成一個(gè)關(guān)于能量概念的印象，體會(huì)本節(jié)課蘊(yùn)涵著的深刻的物理思想。本節(jié)課意在啟迪學(xué)生，在學(xué)生心中埋下物理思想的種子。 【案例展示】 《功》課堂教學(xué)實(shí)錄 人教版必修2第七章第2節(jié) 一、問(wèn)題激疑，引入新知 [教師提問(wèn)]請(qǐng)同學(xué)們考慮：初中我們學(xué)過(guò)做功的兩個(gè)因素是什么? [學(xué)生思考、回答]一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。 [教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)]高中我們已學(xué)習(xí)了位移這一物理量，所以做功的兩個(gè)要素我們現(xiàn)在可以認(rèn)為是：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上發(fā)生的位移。 [教師板書(shū)]1、做功的兩個(gè)要素是：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上發(fā)生的位移。 [教師提問(wèn)]舉幾個(gè)例子說(shuō)明力對(duì)物體做了功。 [學(xué)生思考、回答] 人推車(chē)前進(jìn)時(shí)，車(chē)在人的推力作用下發(fā)生了一段位移。我們說(shuō)推力對(duì)車(chē)做了功。起重機(jī)提起貨物，貨物在起重機(jī)鋼繩的拉力作用下發(fā)生了一段位移，拉力對(duì)貨物做了功。列車(chē)在機(jī)車(chē)的牽引力作用下發(fā)生了一段位移，牽引力對(duì)列車(chē)做了功。 [課件展示]利用多媒體展示幾個(gè)做功實(shí)例的物理情景。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)。 [教師強(qiáng)調(diào)] 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因素。 [教師引導(dǎo)]一個(gè)物體受到力的作用，且在力的方向上移動(dòng)了一段位移，這時(shí)，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢？相反呢？力對(duì)物體做不做功？若做了功，又做了多少功？怎樣計(jì)算這些功呢？本節(jié)課我們來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí)，在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展、進(jìn)一步深化。 二、師生互動(dòng) ，探究新知 [教師提示]我們已經(jīng)知道了做功的兩個(gè)不可缺少的因素，那么如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向完全一致，該怎樣計(jì)算功呢？ [課件展示]投影問(wèn)題1：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖甲所示，求力F對(duì)物體所做的功。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真觀看課件演示，思考老師提出的問(wèn)題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。 [教師活動(dòng)]利用多媒體投影部分學(xué)生的解答過(guò)程，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。 [課件展示]利用多媒體投影本題的解答過(guò)程：力和位移方向一致，這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。W=Fs [教師提示]如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，該怎樣計(jì)算功呢？ [課件展示]投影問(wèn)題2：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，如圖乙所示，求力F對(duì)物體所做的功。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真觀看課件演示，思考老師提出的問(wèn)題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。 [教師活動(dòng)]利用多媒體投影部分學(xué)生的解答過(guò)程，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。 [課件展示]利用多媒體投影本題的解答過(guò)程：由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角α，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示： 據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知：分力F1對(duì)物體所做的功等于F1s。而分力F 2的方向跟位移的方向垂直，物體在F 2的方向上沒(méi)有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα [教師總結(jié)] 力F對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即： W=Fscosα W表示力對(duì)物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，α力F和位移之間的夾角。 功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。 [教師板書(shū)] 2、功等于力的大小和在力的方向上位移大小的乘積。 3、功的公式：W= Fscosα [教師提問(wèn)]功的單位是什么？請(qǐng)同學(xué)們推倒。 [學(xué)生思考、推倒、回答] [教師總結(jié)]在SI制中，功的單位為焦。1J=1Nm 。 在用功的公式計(jì)算時(shí)，各量要求統(tǒng)一采用國(guó)際單位制。 [教師板書(shū)]4、功的單位：焦耳。 [教師指導(dǎo)]通過(guò)上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是０≤α≤180。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi)，cosα可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請(qǐng)畫(huà)出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。請(qǐng)同學(xué)們帶著這些問(wèn)題閱讀教材第5頁(yè)關(guān)于正功和負(fù)功的幾段闡述。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真閱讀教材，思考老師的問(wèn)題，通過(guò)畫(huà)圖解決。 [教師活動(dòng)]利用多媒體投影部分學(xué)生的解答過(guò)程，傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。 [課件展示]利用多媒體投影本題的解答過(guò)程： ①當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功； ②當(dāng)α＜π/2時(shí)，cosα＞0，W＞0。這表示力F對(duì)物體做正功； ③當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。 [課件展示] α的取值 cosα W 含義 α=0 1 W=Fs 力對(duì)物體做正功 0<α<π/2 大于0 W=Fscosα 力對(duì)物體做正功 α=π/2 0 W=0 力的方向跟位移垂直時(shí)，力不做功 π/2<α<π 小于0 W<0 力對(duì)物體做負(fù)功 [教師板書(shū)] 5、功的正負(fù)。 [課件展示]利用多媒體投影問(wèn)題：試分析下列物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中支持力N是否做功。 [學(xué)生認(rèn)真審題、解決問(wèn)題] [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，正確引導(dǎo)學(xué)生的思路。 [課件展示]利用多媒體投影：在三個(gè)圖中，支持力N都不做功。 [教師總結(jié)] ①功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功 功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說(shuō)明做功的力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí)，該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。 ②功的正負(fù)是借以區(qū)別誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)志 功是標(biāo)量，只有量值，沒(méi)有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過(guò)程，既可以從做正功的一方來(lái)表述也可以從做負(fù)功的一方來(lái)表述。 一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，往往說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功。打個(gè)比喻，甲借了乙10元錢(qián)，那么從甲的角度表述，是甲借了錢(qián)；從乙的角度表述，乙將錢(qián)借給了別人。例如：一個(gè)力對(duì)物體做了-6J的功，可以說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了6J的功。 [教師提示]剛才我們探究的全是一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢?請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立解決下面問(wèn)題。 [教師板書(shū)]6、總功的求法。 [課件展示]多媒體投影：如圖所示，一個(gè)物體在拉力F1的作用下，水平向右移動(dòng)位移為s，求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少? [學(xué)生認(rèn)真審題、解決問(wèn)題] [教師活動(dòng)]利用多媒體投影部分學(xué)生的解答過(guò)程，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。 [課件展示]利用多媒體投影本題的解答過(guò)程： 解析：物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。 重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90；F1所做的功為：W1=Fscosα，滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180=-F2s。 各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s 根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右，與位移同向； 合力所做的功為：W=Fscos０=（F1cosα-F2）s [教師總結(jié)]當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解：（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。 [教師說(shuō)明]下面同學(xué)們利用以上方法解決下面具體問(wèn)題。 [課件展示]利用多媒體投影例題：一個(gè)質(zhì)量m=10kg的木箱，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力F1=100N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=42N。求外力對(duì)物體所做的總功。 [學(xué)生認(rèn)真審題、解決問(wèn)題] [教師活動(dòng)]利用多媒體投影部分學(xué)生的解答過(guò)程，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。 [課件展示]利用多媒體投影本題的解答過(guò)程： 解析：{方法1：出各個(gè)力所做的功，再求各個(gè)力所做功的代數(shù)和。} 拉力F1對(duì)物體所做的功為：W1= F1scos37=160J。 摩擦力F2對(duì)物體所做的功為：W2= F2scos180= -84J。 外力對(duì)物體所做的總功：W=W1＋W2=76J。 {方法2：先求合力，再求總功} 水平方向合力為：F＝ cos37－F2＝38N 合外力對(duì)物體所做的功為：W= Fscos０＝76J 三、遷移應(yīng)用、自主提高 問(wèn)題1 [投影]水流從高處落下，對(duì)水輪機(jī)做3108J 的功，對(duì)這句話的正確理解是（ ） A．水流在對(duì)水輪機(jī)做功前，具有3108J的能量 B．水流在對(duì)水輪機(jī)做功時(shí)，具有 3108J的能量 C．水流在對(duì)水輪機(jī)做功后，具有 3108J的能量 D．水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，能量減少3108J [學(xué)生解答] [投影]根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知，水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，有能量參與轉(zhuǎn)化，水流對(duì)水輪機(jī)做了3108J的功，則有3108J的機(jī)械能減少了。故答案應(yīng)選D。 注意：功是能量轉(zhuǎn)化的量度是指做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，絕不能說(shuō)功是能量的量度。 問(wèn)題2 [投影]起重機(jī)將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動(dòng)了2ｍ，下列三種情況下，做功的力各有哪幾個(gè)?每個(gè)力做了多少功?是正功還是負(fù)功?（不計(jì)阻力，ｇ=9.8ｍ/s2） （1）勻加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2； （2）勻速提高； （3）勻減速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2. [學(xué)生解答] [投影]解析：（1）拉力和重力；W拉=2103J，WＧ= -1.96103 J；拉力做正功，重力做負(fù)功； （2）拉力和重力；均等于1.96103 J；拉力做正功，重力做負(fù)功； （3）拉力和重力；拉力做功-2103 J；重力做功1.96103 J；拉力做負(fù)功，重力做正功。 問(wèn)題3 [投影] 一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2N。求外力對(duì)物體所做的總功。 [學(xué)生解答] [投影] 解析：拉力F1對(duì)物體所做的功為W1= F1scos37=16J。 摩擦力F2對(duì)物體所做的功為W2= F2scos180= -8.4J。 外力對(duì)物體所做的總功W=W1＋W2=7.6J。 （注意：也可以先求合力，再求總功） 問(wèn)題4 [投影]如右圖1,質(zhì)量為m的物體沿著傾角為α的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面長(zhǎng)度為s，則各力的做功情況是怎樣的？ [學(xué)生解答] [投影]解析：物體的受力情況如右圖1所示物體在斜面方向受力情況如右圖2所示其中F表示拉力，f表示摩擦力，F(xiàn)1表示重力沿斜面向下的分力 N=mgcosα f＝μN(yùn)＝μmgcosα F1＝mgsinα F＝F1＋f＝mgsinα＋μmgcosα 下面是各個(gè)力做功情況： 力F做的功： WF = mg(sinα+μcosα)s 力N做的功：WN = mgcosαscos90 =0 力f:做的功：Wf = μmgcosαscos180 = - μmgscosα 重力mg做的功：:WG = mgssin(90+α) = - mgssinα 四、師生總結(jié)、知能升華 [教師引導(dǎo)]同學(xué)們通過(guò)本節(jié)課，學(xué)習(xí)到了那些知識(shí)與方法？ [思考與討論]學(xué)深個(gè)體思考，分組交流。 [總結(jié)發(fā)言] [教師評(píng)價(jià)]教師要肯定學(xué)生總結(jié)，并引導(dǎo)啟發(fā)，要使學(xué)生有一些閃光的發(fā)言，要大加鼓勵(lì)，并在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上適當(dāng)升華。 [教師提煉] 知識(shí)要點(diǎn)： 1、做功的兩個(gè)要素是：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上發(fā)生的位移。 2、功是一個(gè)可以有正負(fù)的標(biāo)題，它的正負(fù)是由cosα的正負(fù)決定的。 規(guī)律：功的求解公式W= Fscosα，其中α指的是F和s之間的夾角。 方法：求解力對(duì)物體所做總功的兩種方法： a、求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。 b、求出各力的合力，則總功等于合力所做的功。 [板書(shū)設(shè)計(jì)] 7.2 功 1、做功的兩個(gè)要素是：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上發(fā)生的位移。 2、功等于力的大小和在力的方向上位移大小的乘積。 3、功的公式：W= Fscosα 4、功的單位：焦耳。 5、功的正負(fù)。 6、總功的求法。 【教學(xué)反思】 本節(jié)課是物理概念的形成課，是“功”這一重要物理概念進(jìn)行引入、形成、理解、應(yīng)用的一節(jié)課?！肮Α边@一重要物理概念在初中已經(jīng)接觸過(guò)，但是理解地不夠深刻。本節(jié)課在初中理解的基礎(chǔ)之上，一層層深入。在進(jìn)行過(guò)程中，既給學(xué)生充足的時(shí)間和空間，思考、討論、發(fā)言，訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的各種能力，又解決了課時(shí)緊張、內(nèi)容較多的矛盾。 教師在教學(xué)過(guò)程中很好地貫徹了新課標(biāo)新理念，與實(shí)際相結(jié)合；滲透學(xué)科思想方法，遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律。 【案例展示】 《功率》課堂教學(xué)實(shí)錄 人教版必修2第七章第3節(jié) 一、動(dòng)畫(huà)設(shè)疑，引入新知 [教師提示]請(qǐng)同學(xué)們觀看兩段動(dòng)畫(huà)，并進(jìn)行對(duì)比。 [課件展示]用多媒體動(dòng)畫(huà)分別演示兩段動(dòng)畫(huà)。 動(dòng)畫(huà)一：一臺(tái)起重機(jī)在1分鐘內(nèi)把1噸重的貨物勻速提到預(yù)定的高度。 動(dòng)畫(huà)二：另一臺(tái)起重機(jī)在30秒內(nèi)把1噸貨物體勻速提到相同的高度。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們分析：剛才畫(huà)面上展示的兩個(gè)過(guò)程中，兩臺(tái)起重機(jī)都對(duì)物體做了功，那么做的功是否相同？為什么？ [學(xué)生思考、回答]兩臺(tái)起重機(jī)對(duì)物體做了相同功。因?yàn)橛昧讼嗤牧Γㄟ^(guò)了相同的位移。 [教師提問(wèn)]兩臺(tái)起重機(jī)完成這些功所用的時(shí)間相同不？這說(shuō)明了什么？ [學(xué)生思考、回答]它們完成這些功所用的時(shí)間不同，第一臺(tái)起重機(jī)做功所用時(shí)間長(zhǎng)，這說(shuō)明它做功慢；第二臺(tái)起重面做同樣的功，所用的時(shí)間短，這說(shuō)明它做功快。 [教師引導(dǎo)]通過(guò)上述例子，我們知道力對(duì)物體做功有快慢之分，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)表示物體做功快慢的物理量。 二、師生互動(dòng) ，探究新知 [教師板書(shū)課題]7.3 功率 [教師提示]請(qǐng)同學(xué)們思考、回答下面問(wèn)題。 [課件展示]用多媒體投影問(wèn)題：力F1對(duì)甲物體做功為W1，所用時(shí)間為t1；力F2對(duì)乙物體做功為W2，所用時(shí)間為t2，在下列條件下，哪個(gè)力做功快？ A．W1=W2，t1＞t2 B．W1=W2，t1＜t2 C．W1＞W(wǎng)2，t1=t2 D．W1＜W2，t1=t2 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真思考，分組討論，選出代表回答。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)。 [點(diǎn)評(píng)：上述條件下，哪個(gè)力做功快的問(wèn)題學(xué)生都能作出判斷，其實(shí)都是根據(jù)W/t這一比值進(jìn)行分析判斷的。讓學(xué)生把這個(gè)意思說(shuō)出來(lái)，然后總結(jié)。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的方法。] [師生共同總結(jié)]做功快慢的比較有兩種方式：一是比較完成相同的功所用的時(shí)間；另一是比較在相同的時(shí)間內(nèi)完成的功。 在物理學(xué)中，一個(gè)力所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值，叫做功率。用P表示，則 物理意義：功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。 上式是功率的定義式，也是功率的量度式，P與W、t間無(wú)比例關(guān)系，做功的快慢由做功的物體本身決定。根據(jù)這一公式求出的是平均功率，同時(shí)這個(gè)公式變形后給我們提供了一種求功的方法：W=Pt。 [教師板書(shū)] 1、 物理意義：功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。 [教師指導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第7頁(yè)中間部分，并考慮： 1、功率的單位是什么？ 2、公式是平均功率還是瞬時(shí)功率？就課本第7頁(yè)“說(shuō)一說(shuō)”欄目中提出的問(wèn)題分組討論后回答。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真閱讀教材、積極討論并回答。 1、由功率的定義式可知，功率的單位由功和時(shí)間的單位決定，在SI制中，功率的單位是：瓦特=W），1W=1J/s，常用單位：千瓦（kW） 1kW=1000 W 2、指平均功率，當(dāng)時(shí)，即表示瞬時(shí)功率。 [教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)] [教師板書(shū)]2、功率的單位是：瓦特(W)，1W=1J/s， 指平均功率，當(dāng)時(shí)，即表示瞬時(shí)功率。 [教師指導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第7頁(yè)“額定功率和實(shí)際功率”一段，并考慮：你對(duì)“額定功率和實(shí)際功率”是怎樣理解的？ [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真閱讀教材、積極討論并回答。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 1、額定功率：指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值。 2、實(shí)際功率：指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率。 注意：1、機(jī)器不一定都在額定功率下工作。實(shí)際功率總是小于或等于額定功率。實(shí)際功率如果大于額定功率容易將機(jī)器損壞。 1、 機(jī)車(chē)起動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。 [教師板書(shū)]3、額定功率、實(shí)際功率 [教師提出問(wèn)題]力、位移、時(shí)間都與功率相聯(lián)系，請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過(guò)的知識(shí)推導(dǎo)出功率與速度的關(guān)系式；推不出來(lái)的同學(xué)可以先閱讀教材“功率與速度”部分，然后自己再推導(dǎo)。 [學(xué)生思考、閱讀、推導(dǎo)功率與速度的關(guān)系式] [教師活動(dòng)]巡回指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)幫助學(xué)生解決問(wèn)題。投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。分析公式的意義。 [課件展示]用多媒體投影問(wèn)題解決過(guò)程： 一個(gè)物體在F的作用下，在時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移為s，已各作用力F的方向和位移方向相同，求： （1）力F所做的功：W=Fs （2）力F的功率： 由此得到功率的另一種求解公式P=Fv 即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。 [師生共同分析并得出結(jié)論] 1、P=Fv，即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。當(dāng)F與v不在一條直線上時(shí)，則用它們?cè)谝粭l直線上的分量相乘。 2、公式P=Fv中若v表示在時(shí)間t內(nèi)的平均速度，P表示力F在這段時(shí)間t內(nèi)的平均功率； 2、 如果時(shí)間t取得足夠小，公式P=Fv中的v表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度時(shí)，P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。 [教師板書(shū)]4、 P=Fv [教師提出問(wèn)題]汽車(chē)等交通工具在啟動(dòng)和行駛過(guò)程中，其牽引力和行駛速度是怎樣變化的？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，并參照“投影”用自己的話加以解釋。 [課件展示] 用多媒體投影相關(guān)知識(shí)介紹： 1、機(jī)車(chē)起動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引的功率而不是合外力或阻力的功率。 1、 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，指的是該機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，并不是任何時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的功率都等于額定功率，實(shí)際輸出功率可在零和額定值之間取值。 [教師板書(shū)]5、汽車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題分析 [學(xué)生閱讀教材，討論、推理、作答] [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 根據(jù)公式P=Fv： 1、當(dāng)功率P一定時(shí)，F(xiàn)與v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。 當(dāng)交通工具的功率一定時(shí)，要增大牽引力，就要減小速度。所以汽車(chē)上坡時(shí)，司機(jī)用換檔的辦法減小速度來(lái)得到較大的牽引力。 2當(dāng)速度v一定時(shí)，P與F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。 汽車(chē)從平路到上坡時(shí)，若要保持速率不變，必須加大油門(mén)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來(lái)得到較大的牽引力。 3、當(dāng)力F一定時(shí)，功率P與速度v成正比，即速度越大，功率越大。 [教師進(jìn)一步提出問(wèn)題]請(qǐng)同學(xué)們思考并解答下面問(wèn)題：起重機(jī)吊起同一物體時(shí)以不同的速度勻速上升，輸出的功率不等，速度越大，起重機(jī)輸出的功率越大。 [學(xué)生活動(dòng)]獨(dú)立審題，分析題意，思考、求解。 [教師活動(dòng)]投影學(xué)生的求解過(guò)程，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。 三、遷移應(yīng)用、自主提高 問(wèn)題1 [投影]對(duì)于公式P=Fv a、當(dāng)P一定時(shí)，F(xiàn)和v有什么關(guān)系？ b、當(dāng)F一定時(shí)，P和v有什么關(guān)系？ c、當(dāng)v一定時(shí)，F(xiàn)和P有什么關(guān)系？ [學(xué)生解答] [投影] 當(dāng)P一定時(shí)，F(xiàn)和v成反比。 當(dāng)F一定時(shí)，P和v成正比。 當(dāng)v一定時(shí)，F(xiàn)和P成正比。 問(wèn)題2 [投影] 質(zhì)量m=3 kg的物體，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=3 s，求： （1）力F在t=3 s內(nèi)對(duì)物體所做的功。 （2）力F在t=3 s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率。 （3）在3 s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。 [學(xué)生解答] [投影]解析：物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，可求出加速度a==2 m/s2，則： 物體在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物體在3 s內(nèi)的位移s=at2=9 m （1）力F做的功W=Fs=69 J=54 J （2）力F在3 s內(nèi)的平均功率P==18 W（或W=18 W （3）3 s末力F的瞬時(shí)功率P=Fv=66 W=36 W 問(wèn)題3 [投影] 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車(chē)質(zhì)量為5t，汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車(chē)重的0.1倍，g取10ｍ/s2，問(wèn)： （1）汽車(chē)保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少? （2）若汽車(chē)保持0.5ｍ/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間? [學(xué)生解答] [投影] 解析：（1）當(dāng)牽引力F大小等于阻力f時(shí)，汽車(chē)的加速度a=０，速度達(dá)到最大值vm，據(jù)公式Ｐ=Fv，可得出汽車(chē)最大速度vm P額=Fv=fvm 12m/s （2）汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間應(yīng)該從開(kāi)始到汽車(chē)達(dá)到額定功率的時(shí)候，設(shè)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為F牽，阻力為f，據(jù)牛頓第二定律，有 F牽=f＋ma=0.1mg＋ma=7500Ｎ 當(dāng)汽車(chē)的功率增大到額定功率時(shí)，汽車(chē)做勻加速過(guò)程結(jié)束，設(shè)這時(shí)汽車(chē)的速度為v′m，據(jù)功率公式P=Fv 得： 8 m/s 設(shè)汽車(chē)能維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，則：vm′ =at0 得：t0=vm′ /a=16s 四、師生總結(jié)、知能升華 [教師引導(dǎo)]同學(xué)們通過(guò)本節(jié)課，學(xué)習(xí)到了那些知識(shí)與方法？ [思考與討論]學(xué)深個(gè)體思考，分組交流。 [總結(jié)發(fā)言] [教師評(píng)價(jià)]教師要肯定學(xué)生總結(jié)，并引導(dǎo)啟發(fā)，要使學(xué)生有一些閃光的發(fā)言，要大加鼓勵(lì)，并在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上適當(dāng)升華。 [教師提煉] 知識(shí)要點(diǎn)： 1、功率：一個(gè)力所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值。 2、功率物理意義：功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。 3、 瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻的功率。 4、 平均功率：某一段時(shí)間的功率。 5、額定功率：指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值。 6、實(shí)際功率：指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率。 規(guī)律：汽車(chē)啟動(dòng)過(guò)程既遵從牛頓運(yùn)動(dòng)定律又遵從功率關(guān)系。 方法：求解功率的方法有兩個(gè)： 1、 2、P=Fv [板書(shū)設(shè)計(jì)] 7.3 功率 1、 物理意義：功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。 2、功率的單位是：瓦特(W)，1W=1J/s， 指平均功率，當(dāng)時(shí)，即表示瞬時(shí)功率。 3、額定功率、實(shí)際功率 4、P=Fv 5、汽車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題分析 【教學(xué)反思】 本節(jié)又是一節(jié)物理概念的形成課，是“功率”這一重要物理概念進(jìn)行引入、形成、理解、應(yīng)用的一節(jié)課，功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)課通過(guò)循序漸進(jìn)使學(xué)生能感悟出功率是描述做功快慢的物理量。要使學(xué)生確切地理解公式P=Fv的意義，要通過(guò)例題的教學(xué)，使學(xué)生會(huì)應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)平均功率和瞬時(shí)功率有所理解。 瞬時(shí)功率的概念學(xué)生較難理解，這是難點(diǎn)。學(xué)生往往認(rèn)為，在某瞬時(shí)物體沒(méi)有位移就沒(méi)有做功問(wèn)題，更談不上功率了。因此本節(jié)通過(guò)與瞬時(shí)速相類(lèi)比這個(gè)難點(diǎn)就容易突破，因此，在前面講清楚功率的物理意義很有必要，它是理解瞬時(shí)功率概念和物理意義的基礎(chǔ)。 關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與汽車(chē)的最大速率之間的關(guān)系，讓同學(xué)們自己動(dòng)手推導(dǎo)，使學(xué)生養(yǎng)成分析物理過(guò)程的習(xí)慣，避免簡(jiǎn)單地套用公式，效果很好。 【案例展示】 《重力勢(shì)能》課堂教學(xué)實(shí)錄 人教版必修2第七章第4節(jié) 一、動(dòng)畫(huà)設(shè)疑，引入新知 [教師提示]請(qǐng)同學(xué)們觀看動(dòng)畫(huà)，從中，你能發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？ [課件展示]用多媒體動(dòng)畫(huà)分別演示兩段動(dòng)畫(huà)。 動(dòng)畫(huà)一：打樁機(jī)的重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里。 動(dòng)畫(huà)二：攔河壩把水位升高，水流下來(lái)沖動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真觀看課件演示，思考問(wèn)題、回答。 重錘把水泥樁打進(jìn)地里，說(shuō)明重錘對(duì)水泥樁做了功；攔河壩把水位升高，水流下來(lái)沖動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明水對(duì)水輪機(jī)做了功。既然重錘可以對(duì)水泥樁做功，表明重錘具有能；既然水對(duì)水輪機(jī)做了功，表明水具有能。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 [教師引導(dǎo)]在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能。那么重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢？本節(jié)課我們就來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。 二、師生互動(dòng) ，探究新知 [教師板書(shū)課題]5.4 重力勢(shì)能 [課件展示]用多媒體投影教材第10頁(yè)圖5.4－1，圖5.4－2，圖5.4－3。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第11頁(yè)“重力的功”部分。一邊閱讀，一邊在練習(xí)本上把推導(dǎo)過(guò)程寫(xiě)出來(lái)。通過(guò)推導(dǎo)重力在這幾種不同情況下做的功，可以得出什么結(jié)論？ [學(xué)生活動(dòng)]閱讀教材，推導(dǎo)三種情況下重力做的功。發(fā)表自己的見(jiàn)解。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 [師生共同得出結(jié)論]物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和重點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們思考下面問(wèn)題。 [課件展示]用多媒體投影問(wèn)題：沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說(shuō)法中正確的是： A．沿著坡度小、長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多； B．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多； C．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多； D．上述幾種情況重力做功同樣多。 [學(xué)生思考、回答] [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、糾正、總結(jié)。 [課件展示]用多媒體投影正確答案：D [教師板書(shū)]1、重力的功 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。 WG=mg△h=mg(h1- h2) [教師引導(dǎo)]可見(jiàn)，物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個(gè)具有特殊意義的物理量。 [教師引導(dǎo)] 請(qǐng)同學(xué)們思考：打樁機(jī)的重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里。怎樣更容易把水泥樁打進(jìn)地里？ [學(xué)生思考、回答]重錘的質(zhì)量越大，舉的越高，就越容易將水泥樁打進(jìn)地里。 [教師引導(dǎo)] 我們能否作出這樣的猜想：重力勢(shì)能的大小與高度和質(zhì)量有關(guān)？能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這一猜想？請(qǐng)同學(xué)們討論、思考。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真思考問(wèn)題、積極討論、踴躍發(fā)表自己的設(shè)計(jì)方案。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察演示實(shí)驗(yàn)，并考慮由本實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論。 [演示實(shí)驗(yàn)]在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)鐵球分別從不同的高度釋放，使其落到沙子中，觀察鐵球落入的深度.；把大小相同的一個(gè)鐵球和一個(gè)塑料球（質(zhì)量比鐵球?。耐桓叨柔尫?，觀察它們落入沙子中的深度. [學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論] 1.當(dāng)鐵球質(zhì)量一定時(shí)，釋放點(diǎn)越高，鐵球落入沙子中越深； 2.當(dāng)釋放高度一定時(shí)，鐵球質(zhì)量越大，鐵球落入沙子中越深. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明：物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢(shì)能就越大。 [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第11、12頁(yè)“重力勢(shì)能”部分。明確重力勢(shì)能的概念。同時(shí)思考下列問(wèn)題： （1）怎樣定量表示物體的重力勢(shì)能？ （2）重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)？你能否列舉生活中的實(shí)例加以說(shuō)明？ （3）重力勢(shì)能的改變和重力作功之間的關(guān)系是怎樣的？寫(xiě)出它們之間的關(guān)系式。 [學(xué)生活動(dòng)]認(rèn)真閱讀教材、思考相關(guān)問(wèn)題。積極發(fā)表自己的見(jiàn)解。 [教師活動(dòng)]聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)。 [教師板書(shū)] 2、重力勢(shì)能EP=mgh [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)重力勢(shì)能的單位。 [學(xué)生思考、推導(dǎo)、回答] [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。并投影： [教師板書(shū)]單位：焦耳（J） h1 h2 Δh A B C [課件展示]用多媒體投影物理情景：如圖所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們思考下列問(wèn)題。 [課件展示]用多媒體投影問(wèn)題： 1、物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)過(guò)程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系是怎樣的？ 2、若物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)后，再平移到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，重力做的功是多少？重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系又如何？如圖所示。 3、若物體是從A點(diǎn)沿斜面滑到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，上述關(guān)系是否成立？ 4、物體從B點(diǎn)分別勻速、加速、減速上升到A點(diǎn)，上述關(guān)系又是如何呢？ [學(xué)生思考、回答] [教師活動(dòng)]傾聽(tīng)學(xué)生回答，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、總結(jié)。 1、物體下落受到阻力，只影響物體動(dòng)能的變化，不影響重力的功，重力勢(shì)能的變化只與A、B兩點(diǎn)的高度差有關(guān)。 WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢(shì)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 2、物體由B到C過(guò)程中重力不做功，重力勢(shì)能也不變化，因此物體由A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中，重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。 3、設(shè)AC之間長(zhǎng)為S，且與水平方向成θ角。 重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2 由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟初末位置高度有關(guān)，物體減少的重力勢(shì)能仍等于重力所做的功。 4、無(wú)論物體從B點(diǎn)上升到A點(diǎn)是勻速、加速、減速，重力都做負(fù)功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢(shì)能都增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動(dòng)能的變化量等于合外力的功，動(dòng)能變化量不相同。 [師生共同得出結(jié)論]重力勢(shì)能變化只與重力做的功有關(guān)，兩者關(guān)系如下： 當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少。減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。 當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，重力勢(shì)能增加。增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。 [教師引導(dǎo)]請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第12、13頁(yè)“重力勢(shì)能的相對(duì)性”和“勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的”兩部分。一邊閱讀，以便思考下列問(wèn)題。 [課件展示]用多媒體投影閱讀思考題： 1.為什么說(shuō)重力勢(shì)能是相對(duì)的？ 2.什么是參考平面？參考平面的選取是唯一確定的嗎？ 3.選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是否相同？是否會(huì)影響有關(guān)重力勢(shì)能變化問(wèn)題的研究？ 4.如果物體在參考平面的上方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？ 5.如果物體在參考平面的下方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？ 6.為什么說(shuō)“勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的”？ [學(xué)生活動(dòng)]帶著問(wèn)題閱讀教材。然后選出代表發(fā)言。 [教師活動(dòng)]聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)： 1、重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫參考平面.參考平面選取不同，重力勢(shì)能的數(shù)值就不同?？梢?jiàn)，重力勢(shì)能具有相對(duì)性。 2、選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面。 3、選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能變化的問(wèn)題，因?yàn)樵谟嘘P(guān)的問(wèn)題中，有確定意義的是重力勢(shì)能的差值，這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同. 4、對(duì)選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢(shì)能也是正值，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面具有的重力勢(shì)能要大. 5、在參考平面下方的物體，高度是負(fù)值，物體具有負(fù)的重力勢(shì)能，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能要少。 6、重力勢(shì)能根重力有關(guān)，而重力是地球施加給物體的，沒(méi)有地球，也就談不上重力勢(shì)能?？梢?jiàn)，重力勢(shì)能是“地球和物體”這個(gè)系統(tǒng)共有的。 [教師板書(shū)]3、重力勢(shì)能具有相對(duì)性。 選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的。 1、 是系統(tǒng)所共有的。 重力勢(shì)能是“地球和物體”這個(gè)系統(tǒng)共有的。 三、遷移應(yīng)用、自主提高 問(wèn)題1 [投影] 關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定 B.物體與零勢(shì)面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大 C.一個(gè)物體的重力勢(shì)能從﹣5 J變化到﹣3 J，重力勢(shì)能變小了 D.重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功 [學(xué)生解答] [投影] 解析：物體的重力勢(shì)能與參考面的選取有關(guān)，同一物體在同一位置相對(duì)不同的參考面的重力勢(shì)能不同，A選項(xiàng)錯(cuò).物體在零勢(shì)能面以上，距零勢(shì)面的距離越大，重力勢(shì)能越大，物體在零勢(shì)面以下，距零勢(shì)面的距離越大，重力勢(shì)能越小，B選項(xiàng)錯(cuò)，重力勢(shì)能中的正、負(fù)號(hào)表示大小，﹣5 J的重力勢(shì)能小于﹣3 J的重力勢(shì)能，C選項(xiàng)錯(cuò)，重力做的功量度了重力勢(shì)能的變化，D選項(xiàng)正確. 答案：D 問(wèn)題2 [投影]如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為0，則小球落到地面前瞬間的重力勢(shì)能為 A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D.-mgh [學(xué)生解答] [投影]解析：重力勢(shì)能的大小是相對(duì)于一定的參考平面而言的，參考平面選擇不同，物體的高度就不同，重力勢(shì)能的大小就不同. 根據(jù)題意可知：已選定桌面為參考平面，則小球在最高點(diǎn)時(shí)的高度為H，小球在桌面的高度為零，小球在地面時(shí)的高度為－h(huán)，所以小球落到地面時(shí)，它的重力勢(shì)能為Ep=-mgh. 答案：D 問(wèn)題3 [投影] 一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點(diǎn)與C點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是 A.沿AB面重力做功多 B.沿兩個(gè)面重力做的功相同 C.沿AB面重力勢(shì)能減少多 D.沿兩個(gè)面減少的重力勢(shì)能不相同 [學(xué)生解答] [投影]答案：B 問(wèn)題4 [投影] 起重機(jī)以的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢(shì)能變化了多少. [學(xué)生解答] [投影]解析：由題意可知起重機(jī)的加速度a=，物體上升高度h， 據(jù)牛頓第二定律得mg-F=ma所以力F=mg-ma=mg-mg=mg 方向豎直向上. 由功的定義式W=Fscosα得 拉力做功 WF = Fhcos0=mgh 重力做功 WG=mghcos180=-mgh 即物體克服重力做功為mgh 又因?yàn)? WG =Ep1-Ep2=-mgh WG<0，Ep1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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