2022年高中物理《動(dòng)能 勢(shì)能》教案1 粵教版必修1

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1、2022年高中物理《動(dòng)能 勢(shì)能》教案1 粵教版必修1 一、教學(xué)目的: 1.知道做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程。知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 2.正確理解動(dòng)能的概念,會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算. 3.理解重力勢(shì)能的概念和相對(duì)性,會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算.   4.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系.知道重力做功與路徑無關(guān).   5.了解彈性勢(shì)能. 二、重點(diǎn)難點(diǎn): 重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系. 三、教學(xué)過程 (一)引入新課 復(fù)習(xí)提問:在初中,我們已經(jīng)學(xué)過關(guān)于能的初步知識(shí),請(qǐng)說出學(xué)過哪幾種形式的能? (機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等)。 不同形式的能量是可以相

2、互轉(zhuǎn)化的,各種形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是由什么量來量度呢? (二)進(jìn)行新課 一.提問:請(qǐng)同學(xué)們舉出課本里的物體能夠做功的例子。 (引導(dǎo)學(xué)生分析物體能夠做功的共同點(diǎn)就是都有做功的本領(lǐng)-----能) 1.一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說這個(gè)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(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過程中守恒,那么在這個(gè)轉(zhuǎn)化過程中,功扮演著怎樣的角色? 2.功是能量轉(zhuǎn)化的量度 轉(zhuǎn)化過程中,轉(zhuǎn)化了的能量的多少可以用做功的多少來量度.功這個(gè)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(zhuǎn)化為另一種形式,做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功,就表示有多少能量發(fā)生了

3、轉(zhuǎn)化. 知道了功和能的這種關(guān)系,就可以通過做功的多少,定量地研究能量及其轉(zhuǎn)化的問題了。 二.動(dòng)能 (1)定義:在物理學(xué)中用這個(gè)量表示物體的動(dòng)能,動(dòng)能的符號(hào)為Ek=. (2)單位:在國(guó)際單位制中,動(dòng)能的單位是:1kg.m2/s2=1N.m=1J. (3)動(dòng)能是標(biāo)量,只有大小,沒有方向。 (4)動(dòng)能是一個(gè)狀態(tài)量,是針對(duì)某物體在某時(shí)刻而言。因此,動(dòng)能表達(dá)式中的v只能是瞬時(shí)速度。 例題1:質(zhì)量m=3kg的物體以v0= 5m/s的初速度豎直上拋,經(jīng)過一段時(shí)間后,速度變?yōu)樨Q直向下的vt=4m/s,求這段時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)能的變化量。 (學(xué)生獨(dú)立分析,教師巡回指導(dǎo)) 三.重力勢(shì)能的大小與什么因素

4、有關(guān)呢? 怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢? 把一個(gè)物體舉高,要克服重力做功,同時(shí)物體的重力勢(shì)能增加。一個(gè)物體從高處下落,重力做功,同時(shí)重力勢(shì)力能減小??梢娭亓?shì)能跟重力做功有密切關(guān)系。 h1 h2 Δh A B 圖1 如圖1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),重力所做的功為: WG=mgΔh=mgh1-mgh2 我們可以看出WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用EP來表示。 1.重力勢(shì)能 (1)定義:由于物體被舉高而具有的能量。 (2)重力勢(shì)能的計(jì)算式:EP=mgh. 即物體的重力勢(shì)能等于物體

5、的重量和它的高度的乘積。 (3)重力勢(shì)能是標(biāo)量,其單位與功的單位相同,在國(guó)際單位中 都是焦耳(J) 2.對(duì)EP=mgh的理解: (1)式中h應(yīng)為物體重心的高度。 (2)重力勢(shì)能具有相對(duì)性,是相對(duì)于選取的參考面而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí),應(yīng)該明確選取零勢(shì)面。 (3)重力勢(shì)能可正可負(fù),在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值,在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。 (4)選取不同的零勢(shì)面,物體的勢(shì)能值是不同的,但勢(shì)能的變化量不會(huì)因零勢(shì)面的不同而不同。 3.重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析:圖1中,重力做正功,重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物

6、體的動(dòng)能了。重力勢(shì)能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功?重力做功有什么特點(diǎn)? 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(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。 師生共同總結(jié)出重力勢(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。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點(diǎn): 4.重力做功的特點(diǎn):重力所做的功只跟初

7、始位置的高度和末位置的高度有關(guān),跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。 5.彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉Γ覀儼盐矬w因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。 引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢(shì)能物體的實(shí)例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢(shì)能。初步了解彈簧所具有彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)。 分析:彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越大,恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)外做的功就越多,彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈簧的彈性勢(shì)能不跟彈簧的勁度有關(guān),被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度相同時(shí),勁度越大的彈簧彈性勢(shì)能越大。 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是由相互作用物體的相對(duì)位置決定的,所以勢(shì)能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式

8、的勢(shì)能。 【例題2】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)生先做,老師再評(píng)講。正確答案為D。 (三)課堂小結(jié): 1.重力勢(shì)能:由于物體被舉高而具有的能量;重力勢(shì)能的計(jì)算式:EP=mgh.,即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積;重力勢(shì)能是標(biāo)量,其單位與功的單位相同,在國(guó)際單位中都是焦耳。 2.重力做功的特點(diǎn):重力所做的功只跟初

9、始位置的高度和末位置的高度有關(guān),跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。 3.彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉Γ覀儼盐矬w因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。 (四)課外作業(yè): 把課本中的本節(jié)課后練習(xí)(4)、(5)題做在作業(yè)本上。 說明: 1.重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系,是同時(shí)引人的,理由與上一節(jié)同時(shí)引人動(dòng)能和動(dòng)能定理是相同的。 2.重力做正功時(shí),重力勢(shì)能減少;克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí),重力勢(shì)能增加。這個(gè)結(jié)論與動(dòng)能定理的表述不一致,學(xué)生往往不理解。教師最好能舉出一些實(shí)例,從能量轉(zhuǎn)化的角度加以分析,解開學(xué)生的困惑。例如在自由落體運(yùn)動(dòng)中,重力做正功,重力勢(shì)能減少,同時(shí)由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能增加,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能。這樣做,也可為下一節(jié)講解機(jī)械能守恒定律做好準(zhǔn)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(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。這一點(diǎn),只要求學(xué)生知道。

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