高中物理《動能 勢能》教案1 粵教版必修1

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1、動能 勢能 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(guān)系.知道重力做功與路徑無關(guān).   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(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,請說出學(xué)過哪幾種形式的能? (機械能、熱能、電能、化學(xué)能等)。 不同形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的,各種形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是由什

2、么量來量度呢? (二)進行新課 一.提問:請同學(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就是都有做功的本領(lǐng)-----能) 1.一個物體能夠?qū)ν庾龉?,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(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過程中守恒,那么在這個轉(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)生了轉(zhuǎn)化. 知道了功和能的這種關(guān)系,就可以通過做

3、功的多少,定量地研究能量及其轉(zhuǎn)化的問題了。 二.動能 (1)定義:在物理學(xué)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(biāo)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(zhì)量m=3kg的物體以v0= 5m/s的初速度豎直上拋,經(jīng)過一段時間后,速度變?yōu)樨Q直向下的vt=4m/s,求這段時間內(nèi)物體動能的變化量。 (學(xué)生獨立分析,教師巡回指導(dǎo)) 三.重力勢能的大小與什么因素有關(guān)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(guān)系。 h1 h2 Δh A B 圖1 如圖1所示,設(shè)一個質(zhì)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(xué)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(biāo)

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(yīng)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(yīng)該明確選取零勢面。 (3)重力勢能可正可負(fù),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(fù)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(guān)系 引導(dǎo)學(xué)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(zhuǎn)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(guān),只跟初末位置高度有關(guān),物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。 師生共同總結(jié)出重力勢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(dāng)物體由低處運動到高處時,重力做負(fù)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(dǎo)學(xué)生總結(jié)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(guān),跟物體的運動路徑

7、無關(guān)。 5.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν饨缱龉?,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(dǎo)學(xué)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(guān)。 分析:彈簧被拉伸或壓縮的長度越大,恢復(fù)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(guān),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(xué)習(xí)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(xué)生先做,老師再評講。正確答案為D。 (三)課堂小結(jié): 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(biāo)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(guān),跟物體的運動路徑

9、無關(guān)。 3.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν饨缱龉?,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(xí)(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(guān)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(fù)功)時,重力勢能增加。這個結(jié)論與動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(zhuǎn)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(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),跟物體運動的路徑無關(guān)。這一點,只要求學(xué)生知道。

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