《高中物理《動能 勢能》教案1 粵教版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高中物理《動能 勢能》教案1 粵教版必修1(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、動能 勢能
一、教學目的:
1.知道做功的過程就是物體能量的轉化過程。知道功是能量轉化的量度。
2.正確理解動能的概念,會用動能的定義式進行計算.
3.理解重力勢能的概念和相對性,會用重力勢能的定義式進行計算.
4.理解重力勢能的變化和重力做功的關系.知道重力做功與路徑無關.
5.了解彈性勢能.
二、重點難點:
重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系.
三、教學過程
(一)引入新課
復習提問:在初中,我們已經(jīng)學過關于能的初步知識,請說出學過哪幾種形式的能?
(機械能、熱能、電能、化學能等)。
不同形式的能量是可以相互轉化的,各種形式的能量之間的轉化是由什
2、么量來量度呢?
(二)進行新課
一.提問:請同學們舉出課本里的物體能夠做功的例子。
(引導學生分析物體能夠做功的共同點就是都有做功的本領-----能)
1.一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量
提問:我們知道,各種不同形式的能量可以相互轉化,而且在轉化過程中守恒,那么在這個轉化過程中,功扮演著怎樣的角色?
2.功是能量轉化的量度
轉化過程中,轉化了的能量的多少可以用做功的多少來量度.功這個物理量重要的意義在于它表示了有多少數(shù)量的能從一種形式轉化為另一種形式,做功的過程就是物體能量的轉化過程,做了多少功,就表示有多少能量發(fā)生了轉化.
知道了功和能的這種關系,就可以通過做
3、功的多少,定量地研究能量及其轉化的問題了。
二.動能
(1)定義:在物理學中用這個量表示物體的動能,動能的符號為Ek=.
(2)單位:在國際單位制中,動能的單位是:1kg.m2/s2=1N.m=1J.
(3)動能是標量,只有大小,沒有方向。
(4)動能是一個狀態(tài)量,是針對某物體在某時刻而言。因此,動能表達式中的v只能是瞬時速度。
例題1:質量m=3kg的物體以v0= 5m/s的初速度豎直上拋,經(jīng)過一段時間后,速度變?yōu)樨Q直向下的vt=4m/s,求這段時間內物體動能的變化量。
(學生獨立分析,教師巡回指導)
三.重力勢能的大小與什么因素有關呢?
怎樣定量地表示重力勢能呢?
把一
4、個物體舉高,要克服重力做功,同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落,重力做功,同時重力勢力能減小??梢娭亓菽芨亓ψ龉τ忻芮嘘P系。
h1
h2
Δh
A
B
圖1
如圖1所示,設一個質量為m的物體,從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點,重力所做的功為:
WG=mgΔh=mgh1-mgh2
我們可以看出WG等于mgh這個量的變化。在物理學中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。
1.重力勢能
(1)定義:由于物體被舉高而具有的能量。
(2)重力勢能的計算式:EP=mgh.
即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。
(3)重力勢能是標
5、量,其單位與功的單位相同,在國際單位中 都是焦耳(J)
2.對EP=mgh的理解:
(1)式中h應為物體重心的高度。
(2)重力勢能具有相對性,是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時,應該明確選取零勢面。
(3)重力勢能可正可負,在零勢面上方重力勢能為正值,在零勢面下方重力勢能為負值。
(4)選取不同的零勢面,物體的勢能值是不同的,但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。
3.重力勢能的變化和重力做功的關系
引導學生進一步分析:圖1中,重力做正功,重力勢能減少,減少的重力勢能轉化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等
6、于重力所做的功?重力做功有什么特點?
討論課本P64的討論與交流1:
重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2
由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無關,只跟初末位置高度有關,物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。
師生共同總結出重力勢能變化只與重力做的功有關,兩者關系如下:
當物體由高處運動到低處時,重力做正功,重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。
當物體由低處運動到高處時,重力做負功,即物體克服重力做功,重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。
引導學生總結出重力做功的特點:
4.重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關,跟物體的運動路徑
7、無關。
5.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復原狀時能夠對外界做功,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。
引導學生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關。
分析:彈簧被拉伸或壓縮的長度越大,恢復原狀時對外做的功就越多,彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關,被拉伸或壓縮的長度相同時,勁度越大的彈簧彈性勢能越大。
重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的,所以勢能又叫位能。今后還將學習其它形式的勢能。
【例題2】沿著高度相同,坡度不同,粗
8、糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端,以下說法中正確的是:
A.沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多;
B.沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;
C.沿長度大、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。
學生先做,老師再評講。正確答案為D。
(三)課堂小結:
1.重力勢能:由于物體被舉高而具有的能量;重力勢能的計算式:EP=mgh.,即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積;重力勢能是標量,其單位與功的單位相同,在國際單位中都是焦耳。
2.重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關,跟物體的運動路徑
9、無關。
3.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復原狀時能夠對外界做功,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。
(四)課外作業(yè):
把課本中的本節(jié)課后練習(4)、(5)題做在作業(yè)本上。
說明:
1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系,是同時引人的,理由與上一節(jié)同時引人動能和動能定理是相同的。
2.重力做正功時,重力勢能減少;克服重力做功(重力做負功)時,重力勢能增加。這個結論與動能定理的表述不一致,學生往往不理解。教師最好能舉出一些實例,從能量轉化的角度加以分析,解開學生的困惑。例如在自由落體運動中,重力做正功,重力勢能減少,同時由動能定理可知,動能增加,重力勢能轉化動能。這樣做,也可為下一節(jié)講解機械能守恒定律做好準備。
3.重力所做的功只跟物體初位置的高度h1和末位置的高度h2有關,跟物體運動的路徑無關。這一點,只要求學生知道。