2019-2020年高一物理第四章 第2節(jié)動能 勢能教案 粵教版 必修2.doc

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2019-2020年高一物理第四章 第2節(jié)動能 勢能教案 粵教版 必修2 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(jìn)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(jìn)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： 1．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(jī)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)化是由什么量來量度呢？ （二）進(jìn)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(dá)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。可見重力勢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)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動路徑無關(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(yùn)動路徑無關(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Γ覀儼盐矬w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(yùn)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(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)動的路徑無關(guān)。這一點，只要求學(xué)生知道。