机械能守恒定律备课讲座.ppt
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本章内容的地位与作用在前六章研究了物体受力、物体的运动及力与运动的关系的基础上,本章从能量的角度研究物体运动的变化,建立功和能的概念,研究力做功与物体动能变化的关系动能定理,讨论机械能守恒的条件及其规律,阐明功与能的关系:功是能量转化的量度,揭示了自然界的三大规律之一:能量守恒定律。机械能是引导学生从更本质的视角研究物体的运动,是力学的核心内容,也是力学问题的基础和综合,解决力学问题,特别是比较复杂的曲线运动和一些非匀变速运动问题用能量的观点来分析,是牛顿运动定律所不能取代的。从能量的角度研究问题不仅是力学研究的重点,在热学、电学、近代物理的研究中更有广阔的应用,是学生今后物理学知识的学习重要基础。通过本章教学,不但应使学生加深对功、动能、势能概念的认识,掌握动能定理及其应用,掌握机械能守恒定律及其应用,而且应该使学生进一步学习科学探究的方法。教材特点〔原〕第八章机械能一、功二、功率三、功和能四、动能动能定理五、重力势能六、机械能守恒定律七、机械能守恒定律的应用*八、伯努利方程九、实验:验证机械能守恒定律〔新〕第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量2功3功率4重力势能5探究弹性势能的表达式6实验:探究功与速度变化的关系7动能和动能定理8机械能守恒定律9实验:验证机械能守恒定律10能量守恒定律与能源1追寻守恒量,追寻的是什么?1586,荷兰科学家斯泰芬出版《静力学原理》费曼的《物理学讲义》里关于积木的比喻。引入了守恒的思想◆能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要,就是因为这是一个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的关系,从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的。因为它“是极为重要的研究方向”。根据这种认识,本书把守恒思想的提出放到了具体的概念之前,即从追寻守恒量出发引入能量概念,并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程中,这既是学科教学的需要,跟课程所倡导的教学理念也是吻合的。◆“追寻守恒量”主要是一种思想性教育,目的是对学生进行方法与观念的教育,使学生了解守恒思想的重要性,希望学生在今后的学习中用这种观念去认识问题。3、如何追寻?同课异构教学研讨活动二、关于功如图所示,小物块沿斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力的作功情况怎样?1、若力是均匀变化的,可用求平均力的方法将变力转化为恒力;【例1】一弹簧原长20cm,劲度系数为K=2×103N/m,今将它从20cm拉长到24cm,需克服弹力做多少功?【分析】2、用微元方法求变力的功【例2】水平桌面上有一只小球,在拉力F作用下作半经为R的圆周运动,已知拉力F始终与速度方向一致,求:运动半周的过程中拉力F做功的大小。(W=FπR)3、运用示功图求解。☆关于万有引力的功试题:自动扶梯以恒定的速度v运转。第一次某人站在扶梯上相对于扶梯静止而被运送上楼,这过程中扶梯做功为W1,扶梯做功的功率为P1;第二次该人同时相对于扶梯以速度u向上运动而被运送上楼,这过程中扶梯做功为W2,扶梯做功的功率为P2。则()A.W1>W2P1=P2B.W1<W2P1=P2C.W1=W2P1>P2D.W1=W2P1<P22、一种观点认为是“做功变少”3、另一种观点则认为是“做功变快”上述两种解答似乎都有道理,但结论却截然不同。那么,随着人从“与自动扶梯相对静止”变为“与自动扶梯相对运动”,究竟是扶梯“做功变少”还是扶梯“做功变快”呢?其实,之所以对自动扶梯所提出的“做功变化”问题会形成两种截然不同的观点,是因为对问题中“扶梯所做的功”这一基本概念产生了不同的理解:如果把问题中的“扶梯所做的功”理解为是包括作为动力装置的电动机在内的“扶梯”所做的功,那么这部分功就应该是指作为扶梯的动力装置的电动机驱动包括站立在扶梯上的人在内的扶梯时所做的功,电动机在完成这部分功时所转化的能量除了增加人的重力势能外,还将在克服传动系统的内摩擦时转化为内能。在这种理解的基础上,就可以根据“维持扶梯运转的动力大小和扶梯运转的速度都不变”做出“做功快慢不变而做功变少”的判断。如果把问题中的“扶梯所做的功”理解为是不包括作为动力装置的电动机在内的“扶梯”所做的功,那么这部分功就应该是指扶梯直接对扶梯上的人所做的功,扶梯在完成这部分功时所转化的能量仅仅是增加了人的重力势能。在这种理解的基础上,就可以根据“扶梯对人的作用力和人对地的位移都不变”而做出“做功多少不变而做功变快”的判断。事实上,当人相对于扶梯运动时,整个“人体”已经不能被视为一个质点,且由于“人体”的各部分间的相对运动中的“耗散内力”必将使“人体”内一部分其他形式的能转化为“人体”的动能。此时,“人体”实质上是一个各部分间存在着相互作用的非保守