第4章功和能机械能守恒定律习题说课材料
功和能机械能守恒定律教案
功和能机械能守恒定律教案第一章：引言1.1 学习目标：让学生了解功和能的概念。
让学生了解机械能守恒定律的内容。
1.2 教学内容：引入功和能的概念，解释它们之间的关系。
介绍机械能守恒定律的定义和意义。
1.3 教学活动：教师通过实例展示功和能的概念，引导学生理解它们之间的关系。
教师通过实验或图片展示机械能守恒的现象，引导学生理解机械能守恒定律的内容。
第二章：功的概念2.1 学习目标：让学生了解功的定义和计算方法。
让学生能够运用功的概念解决实际问题。
2.2 教学内容：介绍功的定义和计算方法，包括力、位移和力的方向的关系。
解释功的单位和国际制单位。
2.3 教学活动：教师通过示例和练习题，引导学生理解和掌握功的计算方法。
教师通过实际问题，让学生运用功的概念解决实际问题。
第三章：能的概念3.1 学习目标：让学生了解能的概念和分类。
让学生能够运用能的概念解决实际问题。
3.2 教学内容：介绍能的概念和分类，包括动能、势能和热能等。
解释能量守恒定律的内容和意义。
3.3 教学活动：教师通过示例和练习题，引导学生理解和掌握能的概念和分类。
教师通过实验或图片展示能量守恒的现象，引导学生理解能量守恒定律的内容。
第四章：机械能守恒定律4.1 学习目标：让学生了解机械能守恒定律的内容和证明。
让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
4.2 教学内容：介绍机械能守恒定律的内容和证明方法。
解释机械能守恒定律的应用和限制。
4.3 教学活动：教师通过实验或图片展示机械能守恒的现象，引导学生理解机械能守恒定律的内容。
教师通过示例和练习题，引导学生理解和掌握机械能守恒定律的应用和限制。
第五章：应用实例5.1 学习目标：让学生能够运用功和能的概念以及机械能守恒定律解决实际问题。
让学生能够分析实际问题并得出合理的结论。
5.2 教学内容：分析实际问题，运用功和能的概念以及机械能守恒定律解决实际问题。
引导学生进行问题分析和解决，得出合理的结论。
《机械能守恒定律》说课稿
《机械能守恒定律》说课稿《机械能守恒定律》说课稿范文《机械能守恒定律》说课稿1一、说教材（过渡句：教材是进行教学的评判凭据，是学生获取知识的重要来源。
首先，我对本节教材进行一定的分析。
）《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节，本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。
学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响，但是如果这三种能量都参与转化，会出现怎样的情况，这是学生亟待解决的问题，本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候；其次，本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。
因此，本节课就本章内容而言，有着举足轻重的地位。
二、说学情（过渡句：学生是学习的主人，学生已有的知识结构和认知水平，是教师授课的依据与出发点。
）我所面对的是高一学生，他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念，对机械能并不陌生，接受起来相对轻松。
通过前几节内容的学习，学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识，在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标【知识与技能目标】知道机械能的概念，能够分析动能和势能之间的相互转化问题；理解机械能守恒定律的内容和适用条件，会判断机械能是否守恒。
【过程与方法目标】学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法，初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
【情感态度价值观目标】体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，提高科学素养。
四、说教学重、难点【重点】机械能守恒定律的推导及内容。
【难点】对机械能守恒定律条件的理解。
五、说教学方法本节课主要采用的教学方法有实验演示法、问答法、多媒体演示法等。
《机械能守恒定律》说课稿2一、说教材《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。
本节主要内容为：学生利用打点计时器，打下纸带，通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。
本节课，可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解，培养学生科学严谨的态度。
功和能机械能守恒定律教案
功和能机械能守恒定律教案一、教学目标1. 让学生理解功的概念，掌握功的计算方法。
2. 让学生了解能量的转化和守恒，理解机械能的概念。
3. 让学生掌握机械能守恒定律，并能运用其分析和解决问题。
二、教学内容1. 功的概念及其计算2. 能量的转化和守恒3. 机械能的概念4. 机械能守恒定律的定义及判断5. 机械能守恒定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：功的概念及其计算，能量的转化和守恒，机械能守恒定律的应用。
2. 教学难点：机械能守恒定律的判断及应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探索。
2. 利用实验和动画演示，增强学生的直观感受。
3. 运用例题分析，让学生学会运用机械能守恒定律解决问题。
4. 开展小组讨论，促进学生之间的交流与合作。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的实验，让学生感受功的作用。
2. 功的概念及其计算：讲解功的定义，引导学生掌握功的计算方法。
3. 能量的转化和守恒：介绍能量的概念，讲解能量的转化和守恒原理。
4. 机械能的概念：讲解机械能的定义，让学生了解机械能的组成。
5. 机械能守恒定律的定义及判断：阐述机械能守恒定律的内容，教授如何判断机械能是否守恒。
6. 机械能守恒定律的应用：通过例题，让学生学会运用机械能守恒定律解决问题。
7. 课堂小结：回顾本节课所学内容，巩固知识点。
8. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
9. 教学反馈：收集学生作业，了解掌握情况，为下一步教学做好准备。
10. 教学拓展：介绍机械能守恒定律在现实生活中的应用，激发学生兴趣。
六、教学活动设计1. 导入活动：通过一个有趣的物理现象——滚摆上升和下降过程中速度和高度的变化，引发学生对机械能的关注。
2. 主体活动：引导学生通过观察、实验、讨论等方式，探究机械能守恒定律的原理及应用。
3. 巩固活动：通过小组合作，让学生运用机械能守恒定律解决实际问题，如滑块与斜面问题、抛体运动问题等。
4. 拓展活动：组织学生进行课外调查，了解机械能守恒定律在现实生活中的应用，如节能减排、机械设备设计等。
《机械能守恒定律》说课稿优秀3篇
《机械能守恒定律》说课稿优秀3篇机械能守恒定律说课稿篇一学习目标：1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2、进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点： 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2、验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点：验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容：一、实验原理物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。
如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。
设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度"，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。
二、实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。
三、实验步骤（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V~6 V 的交流低压电源上）。
（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
（4）换几条纸带，重做上面的实验。
（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
高中物理 第4章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律学案(含解析)粤教版必修2
第四节机械能守恒定律学习目标知识脉络1.能够分析动能和势能之间的相互转化问题．2．能够推导机械能守恒定律．3．会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒．(重点)4．能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性．(重点、难点)一、动能、势能的相互转化1．动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变．2．动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能．3．机械能动能、势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化．二、机械能守恒定律(1)内容在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变．可以证明，在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，机械能的总量也保持不变．(2)表达式①E k1＋E p1＝E k2＋E p2.②E k2－E k1＝E p1－E p2即ΔE k增＝ΔE p减．③E2＝E1.(3)守恒条件只有重力(或弹力)做功．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物体自由下落时，重力做正功，物体的动能和重力势能都增加．( )(2)射箭时将弹性势能转化为动能．( )(3)通过重力或弹力做功，机械能可以转化为非机械能．( )(4)物体自由下落过程中经过A、B两位置，如图甲所示，此过程中物体的机械能一定守恒．( )(5)物块沿斜面匀速下滑，如图乙所示，此过程中物块机械能守恒．( )(6)光滑水平面上，被压缩的弹簧能将小球向右弹出，如图丙所示，在弹簧恢复原状的过程中，小球的机械能守恒．( )【提示】(1)×自由下落时，物体的动能和重力势能之和不变．(2)√(3)×只有重力或弹力做功，机械能守恒．(4)√(5)×有摩擦力做功，机械能不守恒．(6)×小球和弹簧组成系统机械能守恒．2．(多选)一物体在做自由落体运动过程中，重力做了2 J的功，则( )A．该物体重力势能减少2 JB．该物体重力势能增加2 JC．该物体动能减少2 JD．该物体动能增加2 JAD[在自由下落过程中，重力做了2 J的功，重力势能减少2 J．通过重力做功，重力势能转化为动能，则物体动能增加了2 J，故A、D正确，B、C错误．]3．一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是( )A.12mv20B．mghC.12mv 20＋mgh D.12mv 20－mgh A [在整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，总量都是12mv 20，因在高度h 处，速度可能不为零，所以B 项错误；C 、D 也错误．]机械能守恒条件的理解1．从能量特点看：只有系统动能和势能相互转化，无其他形式能量(如内能)之间转化，则系统机械能守恒．2．从机械能的定义看：根据动能与势能之和是否变化判断机械能是否守恒，如一个物体沿水平方向匀速运动时，动能和势能之和不变，机械能守恒；但沿竖直方向匀速运动时，动能不变，势能变化，机械能不守恒．3．从做功特点看：只有重力和系统内的弹力做功．思路点拨：由机械能守恒的条件分析．CD [物块沿固定斜面匀速下滑，在斜面上物块受力平衡，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，机械能减少；物块在力F 作用下沿固定光滑斜面上滑时，力F 做正功，机械能增加；小球沿光滑半圆形固定轨道下滑，只有重力做功，小球机械能守恒；用细线拴住小球绕O点来回摆动，只有重力做功，小球机械能守恒，选项C、D正确．]1．(多选)如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中( )A．弹簧的弹性势能不断增加B．弹簧的弹性势能不断减少C．小球和弹簧组成的系统机械能不断减少D．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变AD[从B到C，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A正确，B错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C错误，D正确．]机械能守恒定律的应用1.(1)E2＝E1或E k1＋E p1＝E k2＋E p2，表示系统在初状态的机械能等于其末状态的机械能．一般来说，当始、末状态的机械能的总和相等，运用这种形式表达时，应选好零势能面，且初、末状态的高度已知，系统除地球外，只有一个物体时，用这种表达形式较方便．(2)ΔE p＝－ΔE k，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的动能．应用时，关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差．这种表达方式一般用于始末状态的高度未知，但高度变化已知的情况．(3)ΔE A增＝ΔE B减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B 部分物体机械能的减少量相等．以上三种表达方式中，(1)是最基本的表达方式，易于理解和掌握，但始末状态的动能和势能要分析全，防止遗漏某种形式的机械能．应用(2)(3)方式列出的方程简捷，但在分析势能的变化时易出错，要引起注意．2．应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)分析题意，明确研究对象；(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清楚物体所受各力做功的情况，判断机械能是否守恒；(3)确定研究对象在始末状态时的机械能(或动能、势能的变化量)；(4)根据机械能守恒定律选取合适的表达式列出方程进行求解，并对结果进行必要的讨论和说明．【例2】 如图所示，质量m ＝70 kg 的运动员以10 m/s 的速度从高h ＝10 m 的滑雪场A 点沿斜坡自由滑下，以最低点B 所在的水平面为零势能面，一切阻力可忽略不计．求运动员：(取g ＝10 m/s 2)(1)在A 点时的机械能； (2)到达最低点B 时的速度大小； (3)相对于B 点能到达的最大高度． 思路点拨：①由E ＝E k ＋E p 计算A 点机械能．②A 点到B 点和B 点向右运动过程由机械能守恒分析．[解析] (1)运动员在A 点时的机械能E ＝E k ＋E p ＝12mv 2＋mgh ＝12×70×102 J ＋70×10×10J ＝10 500 J.(2)运动员从A 点运动到B 点的过程，根据机械能守恒定律得E ＝12mv 2B ，解得v B ＝2Em＝2×10 50070m/s ＝10 3 m/s (3)运动员从A 点运动到斜坡上最高点的过程中，由机械能守恒定律得E ＝mgh ′，解得h ′＝E mg ＝10 50070×10m ＝15 m. [答案] (1)10 500 J (2)10 3 m/s (3)15 m判断机械能是否守恒应注意的问题1．合外力为零是物体处于平衡状态的条件．物体受到的合外力为零时，它一定处于匀速运动状态或静止状态，但它的机械能不一定守恒．2．合外力做功为零是物体动能守恒的条件．合外力对物体不做功，它的动能一定不变，但它的机械能不一定守恒．3．只有重力做功或系统内弹力做功是机械能守恒的条件．只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒；只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能一定守恒．2．如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如果坡高2 m ，电车到a 点的速度是25.2 km/h ，此后便切断电动机的电源．如果不考虑电车所受的摩擦力，则：(1)电车到a 点电源切断后，能不能冲上站台？(2)如果能冲上，它到达b 点时的速度是多大？(g 取10 m/s 2)[解析] (1)取a 所在水平面为重力势能的参考面，电车在a 点的机械能为E 1＝12mv 21式中v 1＝25.2 km/h ＝7 m/s.将这些动能全部转化为势能，据机械能守恒定律有mgh ′＝12mv 21所以h ′＝v 212g ＝722×10m ＝2.45 m.因为h ′>h ，所以电车能够冲上站台．(2)设电车到达b 点时的速度为v 2，根据机械能守恒定律有12mv 21＝mgh ＋12mv 22所以v 2＝v 21－2gh ＝72－2×10×2 m/s ＝3 m/s. [答案] (1)能 (2)3 m/s1．(多选)下列物体中，机械能守恒的是( ) A ．做平抛运动的物体 B ．被匀速吊起的集装箱 C ．光滑曲面上自由运动的物体D ．物体以45g 的加速度竖直向上做匀减速运动[答案] AC2．如图所示，一轻质弹簧固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点B 的过程中( )A ．系统的弹性势能不变B ．重物的重力势能增大C ．重物的机械能不变D ．重物的机械能减少D [重物从A 点释放后，在从A 点向B 点运动的过程中，重物的重力势能逐渐减少，动能逐渐增加，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增加，所以，重物减少的重力势能一部分转化为动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，对重物和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对重物来说，其机械能减少，选项D 正确．]3．如图所示，从光滑的14圆弧槽的最高点滑下的小物块，滑出槽口时速度沿水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面在水平面内，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R 1，半球的半径为R 2，则R 1与R 2的关系为( )A ．R 1≤R 2B ．R 1≥R 2C ．R 1≤R 22D ．R 1≥R 22D [小物块沿光滑的14圆弧槽下滑的过程，只有重力做功，机械能守恒，故有mgR 1＝12mv 2①要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，即做平抛运动，则mg ≤m v 2R 2②由①②解得R 1≥R 22.]。
2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 1 功教案2 教科版必修2
功一、教材分析1．教学内容本节内容是人民教育出版社普通高中课程标准实验教材物理必修2第七章《机械能守恒》的第二节，主要内容是掌握判断力对物体做功的条件、理解功的一般计算式W=FXCOSa，并能基本运用W=FXCOSa计算有关的实际问题，知道做功有正功与负功的区别，正确掌握合力做功的计算方法。
2．地位与作用本节课“功”是本章知识链中非常重要的环节，是为了进一步提出“能”这一更为广泛、更为重要的概念服务。
做功的过程反映了能量的变化过程，因此只有正确认识“功”这一节内容在教材中的重要地位，才能很好地把握教学的深度和广度，更好地实施教学活动，为后面即将学习的动能定律、能量守恒定律等相关知识的学习做好铺垫。
二、学情分析1．知识基础：学生在初中已经学习了有关“功”基础知识，并能用这些知识解决简单问题。
但其对功的认识和理解仅仅局限于力与位移同向、共线的情况。
2．认知水平和能力：学生通过必修Ⅰ的学习具有初步的观察、分析、概括能力，有了一定的学习经验及活动经验，形成了较好的参与意识和合作意识。
并能在教师引导下低起点、小步距进行探究。
抽象思维虽有所提高但其抽象思维能力还需加强，所以在教学中应引入和利用多媒体教学手段更多的为他们提供生活实例和实验探究活动。
三、三维目标1、知识与技能（1）理解功的概念，知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素。
（2）理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功。
（3）知道合外力所做的总功等于各个力所做的功的代数和。
（4）知道在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）；知道功是标量。
2、过程与方法（1）掌握合力做功的意义和总功的含义。
（2）掌握公式W=FX cosα的应用条件，并能进行有关计算。
3、情感、态度与价值观培养学生“温故而知新”的学习习惯。
四、教学重点重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素。
五、教学难点1、难点是物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移容易混淆，需要讲透、讲白。
4.4 功能原理 机械能守恒定律
30° A o
B
Ep = 0
20
4.4 功能原理 机械能守恒定律 第4章 功和能 功能原理
例：如图所示，轻质弹簧劲度系数为k，两端各固定一 质量均为M的物块A和B，放在水平光滑桌面上静止。 今有一质量为m的子弹沿弹簧的轴线方向以速度υ0射入 A 物块而不复出。求：此后弹簧的最大压缩长度。
解：第一阶段： 子弹射入到相对静止
第4章 功和能 功能原理
人们在总结各种自然过程中发现：
如果一个系统是孤立的、与外界无能量交换，系 统内部各种形式的能量可以相互转换，或由一个物体 传递给另一个物体。但是不论如何转换，这些能量的 总和却保持不变。能量既不能消灭，也不能创造。这 一结论叫做能量守恒定律。
例如：利用水位差推动水轮机转动，能使发电机发 电，将机械能转换为电能。
例：有一轻弹簧, 其一端系在铅直放置的圆环的顶点 P， 另一端系一质量为m 的小球，小球穿过圆环并在 圆环上运动(不计摩擦)。开始小球静止于点 A，弹簧处 于自然状态，其长度为圆环半径R； 当小球运动到圆 环的底端点B时，小球对圆环没有压力。
求：弹簧的劲度系数。
P
解 以弹簧、小球和地球为一系统，
R
Q A → B 只有保守内力做功 ∴系统机械能守恒 EB = EA
υ0
mA
B
于物块中。
由于时间极短，可认为物块还没有移动，
应用动量守恒定律，求得物块A的速度υA
mυ0 = ( M + m )υA
∴ υA
=
m (M +
m)
υ0
21
4.4 功能原理 机械能守恒定律 第4章 功和能 功能原理
第二阶段：A移动，直到当A 和B有相同的速度时，弹簧 压缩最大。应用动量守恒定
2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 1 功教案1 教科版必修2
功是标量。
【追问】推动小车的过程中，支持力对小车动能的变化有贡献么？
【追问】若力与位移有夹角呢？如何求F 做的功？
点评、总结，得出功的计算式。
力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。
x cos
W Fα
=
【追问】如何减少物体的动能？垂直，不改变速度大小，对动
能没有贡献
学
生
做知识导学第1题
分解力：
α
cos
1
F
F=
α
sin
2
F
F=
分力F1对物体所做的功
而分力F2的方向跟位移的方向
垂直，所以分力F2所做的功等
于零。
所以，力F所做的功
x cos
W Fα
=
学生讨论：施加与物体运动方
向相反的力。
学生做知识导学第2题
学生讨论计算结果的正负
学生填表
学会求
功，了解
计算式中
各物理量
的确切含
义。
加深学生
对公式的
理解
8min
11min。
高三物理《功和能》《机械能守恒》专题课件
考点一 功和功率
题点全练·查缺漏
1．[ 多选] 质量为 m 的物体静止在光滑的水平面上，物体在下列
四种变化规律不同的合外力 F 作用下都通过相同的位移 x0。
下列说法正确的是
()
A．甲图和乙图合外力做功相等 B．丙图和丁图合外力做功相等 C．四个图合外力做功均相等 D．四个图中合外力做功最多的是丙图
保分专题三/ 功和能
[ 知识·规律要理清] 一、功和功率 1．功的公式：W＝Flcos α，适用于恒力做功的计算。 2．功率
(1)平均功率：P＝Wt 或 P＝F v cos α。 (2)瞬时功率：P＝Fvcos α，需要特别注意力与速度方向不在 同一直线上的情况。
二、动能定理 1．内容：合外力做的功等于动能的变化。 2．表达式：W＝12mv22－12mv12。 3．运用动能定理解题的优越性
3．(2018·全国卷Ⅰ)如图，abc 是竖直面内的
光
滑固定轨道❶，ab 水平，长度为 2R；bc 是
半径为 R 的四分之一圆弧，与 ab 相切于 b 点。一质量为 m
的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力❷的作用，自 a
点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为 g。小球从 a
点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为
答案：BCD
2．(2017·全国卷Ⅱ)如图，半圆形光滑轨道❶固定在
水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物
块以速度 v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上
端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径
关，此距离最大时❷对应的轨道半径为(重力加速度大小为
g) v2
A.16g
v2 B.8g
()
v2 C.4g
解析：F-x 图像中，图像与坐标轴围成的面积表示力 F 所做的 功，由图像可知，甲、乙的面积相等，丙的面积最大，丁的 面积最小，故甲、乙做功相等，丙做功最多，丁做功最少， 选项 A、D 正确。 答案：AD
高中物理第四章机械能和能源第5节机械能守恒定律教学案教科版必修2(new)
第5节机械能守恒定律1．重力或弹力做正功，势能向动能转化，重力或弹力做负功，动能向势能转化。
2．在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
3．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,若有其他力做功，但其他力做功的代数和为零时，系统的机械能也保持不变.4．机械能守恒定律的表达式为:E p1＋E k1＝E p2＋E k2.一、动能和势能的相互转化1．动能和势能的转化实例（1）自行车下坡时，重力势能减少,动能增加.（2）荡秋千过程中，向上摆动时，动能减少，重力势能增加，向下摆动时，动能增加，重力势能减少。
(3)撑竿跳高过程中，脱离杆之前，动能、重力势能、弹性势能在相互转化，脱离杆后，只有动能和重力势能在相互转化.2．动能和势能相互转化时的特点重力或弹力做正功时，势能向动能转化,做负功时，动能向势能转化.二、机械能守恒定律1．实验探究(1）实验装置：将螺母用细线挂在铁架台上制成单摆.（2)实验步骤：把螺母拉起一个较小的角度，放手后，它能摆至另一侧的等高位置；在铁架台的杆上固定一个夹子,当螺母摆到最低点时,细线被夹子挡住，但螺母仍能摆到另一侧的等高位置。
(3)实验结论：忽略空气阻力，只有重力做功时，动能和势能在相互转化的过程中,总量不变.2．理论探究（1）探究情景：物体做平抛运动的过程，如图4。
5.1所示。
图4.5。
1（2）推导过程：A位置的机械能E A＝mgh1＋12mv12。
B位置的机械能E B＝mgh2＋错误!mv22。
对A到B过程由动能定理有:mg（h1－h2）＝错误!mv22－错误!mv12。
即mgh1＋错误!mv12＝mgh2＋错误!mv22。
即E A＝E B。
3．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变.（2）表达式:E p1＋E k1＝E p2＋E k2，即E1＝E2。
1．自主思考——判一判（1)通过重力做功,可以实现动能与重力势能的相互转化。
2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 2 功率教案1 教科版必修2
功教材分析功这个概念虽然在初中物理中就已经涉及到，但是那只是一些概念上的简单认识，高中物理中，我们揭示功更重要的身份。
因此在教学设计中教师可以紧紧围绕“功是能量转化的量度”这条主线展开。
这样不仅可以使学生明白“为什么要引入功”，同时也为后面学习重力势能、探究弹性势能的表达式、动能定律等知识打好基础。
可以这样说，“功是能量转化的量度”是贯穿于整个第四章的主线，在教学设计、探究过程中应始终立足于这条主线上。
情分析对于功这个概念，学生通过初中的学习已经有了初步的认识，知道求功的两个要素以及求功的简单公式w=FS在学习能力方面学生已经能主动学着去探究一些知识，在教师的引导下能很好的通过讨论探究等方式得到知识三维教学目标（一）知识与技能1．理解功的概念，知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少的因素。
2．知道功的计算公式W=Flcosα，会用这个公式进行计算。
3．理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力对物体做正功或负功。
4．知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。
（二）过程与方法1、从“为什么要引入功”得出“功是能量转化的量度”。
，首先学习功。
．观看视频，说明功是能量转化的量度，如书本P52图7.2-1甲：货物在起重机的作用下重力势能增加了；乙：列在机车牵引下动能增加了；丙：握力器在手的压力下弹性势能增加了。
上事例也说明能量发生变化，一定有力对物体做了功，反过来，力对物体做多少的功，就意味着有多少的能量发生了转化。
可见，功是能量转化的量。
．通过启发式探究，使学生明白“功”的来历并掌握做功的两个因素。
学生思考：这个“功”和工作的“工”是否相同？（学生讨论）动演示：请甲和乙两名同学各举着一本书。
师“命令”：“甲同学你把书抛到空中”，乙同学“你今天的‘工作’就举着这本书站一个小时”，教师活动提问学生：“这个同学有没有在工？”，“有没有使这张课桌的能量发生改变？”（学生思考讨论）绕“功是能量转化的量度”使学生明白乙这种情况是劳而无“功”，对书运动能量并无影响。
第四章机械能及其守恒定律之摩擦力做功与能量转化课件
d
S
课堂小结
1.静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功，也 可以对物体做负功，还可以不做功。
2、一对静摩擦力对物体做功，没有相对位移,因此 不会产生内能。
知识回顾
问题1：怎样区分滑动摩擦和静摩擦？ 问题2：功的计算公式是？ 位移X的含义。 W＝FXcosα 问题3：如何判断力是做正功还是负功？
问题4：搓手时摩擦力做功，能量如何转化？ 机械能转化为内能！
探究1：
做功和能量转化
• ◆如图，放在水平桌面上的物体A在水平拉力F的作用下静止。
。
A
F
• ◆如图，A和B叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F的作
3.一对滑动摩擦力做功的过程中，有相对位移，会 产生内能。 Q=f∆x
4. 能量转化：系统减小的机械能转化为增加的内能
Q=f滑d =E机
• 课后习题:如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水 平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左 端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始 做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t， 小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端( )
如图，上表面粗糙的长木板B，放在光滑的水平地面上， A
v0
一小物块A以速度V0 从木板的左端滑上木板，当物块A
B
和木板B相对静止时木板B相对地面滑动的距离为S，小
物块A相对木行受力分析（水平方向）
s
d
（2）分别计算摩擦力对A、B做了多少功
（3）计算A、B之间这对摩擦力的总功
功能关系-能量守恒定律备课讲稿
规律总结 力学范围内,应牢固掌握以下三条功能 关系: (1)重力的功等于重力势能的变化,弹力的功等于弹 性势能的变化. (2)合外力的功等于动能的变化. (3)除重力、弹力外,其他力的功等于机械能的变化. 运用功能关系解题时,应弄清楚重力做什么功,合外 力做什么功,除重力、弹力外的力做什么功,从而判 断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化.
热点二 对能量守恒定律的理解和应用 1.对定律的理解
(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能 增加,且减少量和增加量一定相等. (2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的 能量增加,且减少量和增加量一定相等. 这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本 思路. 2.应用定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能［如动能、势能(包括重 力势能、弹性势能、电势能)、内能等］在变化.
一对相互作用的滑动摩擦力
一对静摩擦 对物体系统所做的总功,等于
不 一对摩
力所做功的 摩擦力与相对路程的乘积,即
同 点
擦力做 功方面
代数总和等 Wf=-Ff·l相表示物体克服摩
于零
擦力做功,系统损失的机械能
转变成内能
相 同
正负功、 不做功
两种摩擦力都可以对物体做正功、负功,还 可以不做功
点
方面
特别提示
Hale Waihona Puke (2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减 少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增 的表达式. (3)列出能量守恒关系式:ΔE减=ΔE增. 特别提示 1.应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确 分析有多少种形式的能量在变化,求出减少的总能 量ΔE减和增加的总能量ΔE增,然后再依据能量守 恒定律列式求解. 2.高考考查该类问题,常综合平抛运动、圆周运 动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力.
大学物理第四章 功和能
dA F d r
P F dr F v dt
单位：W或Js-1 量纲：ML2T－3
例1：某质点在力 F 4 5xiˆ 的作用下沿
x轴做直线运动 ， 求在从x=0移到x=10m的 过程中，力 F 所做的功。
解：
b
10
A Fxdx (4 5x)dx 290 (J)
拉力对小环所做的功为 -0.207 J B
提示：
A (E P2 - EP1)
R
(
1 2
k x22
1 2
k x12
)
A
O
c
x2 2R l0 R x1 2R l0 2 1 R
§4 功能原理 机械能守恒定律
1、质点系的功能原理
质点系的动能定理：A外+A内=EkB - EkA
2、机械能守恒定律
如果 A外＝0 A非保内＝0 则EB ＝ EA＝常量
在只有保守内力做功的情况下，质点系的机 械能保持不变。
3、能量守恒定律
一个封闭系统内经历任何变化时，该系统的所有能 量的总和保持不变。这是普遍的能量守恒定律。
4、守恒定律的特点及其应用
特点和优点：不追究过程细节而能对系统的状态下
1）沿圆弧（a—b）；2）沿直径（a—b）
解： Aab
b
fs
drLeabharlann bfs
dr
圆弧 a
a
m fs dr
a
Rb
(b)
fs ds mg R
(a)
Aab fs r mg2R 直径
摩擦力的功与路径有关 一定是负的吗？
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第 4 章功和能机械能守恒定律习题
第4章功和能机械能守恒定律习题
4-5如图所示，
A 球的质量为m,以速度v飞行，与一静止的球B碰撞后，A球的速度变为V1，其方向与v方向成90°角。
B球的质量为5m，它被碰撞后以速度V.2飞行，V2的方向与v间夹角为arcsin(3.；5)。
求：
(i)两球相碰后速度V i、V2的大小；
(2)碰撞前后两小球动能的变化
v v 1
v? ------------------- v
5cos 5“ sin2 4
v 3 3
v-i 5v2 sin 5 v
4 5 4
2A球动能的变化
解:
于是得
mv 5mv? cos
mq 5mv2si n
(1)由动量守恒定律
5mv2cos 5mv2sin
B 球动能的变化
2
1
1 2
5
2
E kB
m B v ； 0 5m(—v)2 mv 2
2
2 4
32
碰撞过程动能的变化
或如图所示，A 球的质量为m ，以速度u 飞行，与一静止的小球
度变为W 其方向与u 方向成900，B 球的质量为5m ，它被撞后以速度 V 2飞行，v 2的方向
3
arcs in )角。
求:
5
（1）求两小球相撞后速度 「
2的大小;
碰撞前后两小球动能的变化为
1 3u 2
1 2
7
2
E KA m —
mu mu KA
2 4
2
32
2
L 1厂
u
5 2
E KB
5m — 0 --
mu 2 4
32
4- 6在半径为R 的光滑球面的顶点处，一物体由静止开始下滑，则物体与顶点
的高度差h 为多大时，开始脱离球面？ 解：根据牛顿第二定律
1m(3v)2 2 4
2
mv
2
2
mv 32
1 2
2
1 2
二 mv -m B v 2
mv 2
2
2
2 2 mv 32
B 碰撞后，A 球的速
水平： mu 5m 2 cos （1） 垂直：
0 5m 2sin
m j
（2）
联解（1） 、（2 ）式，可得两小球相撞后速度大小分
别为
3u
1
4
1
2 4u
A c
r
V]
k
（2）求碰撞前后两小球动能的变化。
解取A 球和B 球为一系统，其碰撞过程中无外力作用，由动量守恒定律得
图
2
v
mg cos N m — y
R
2
v
N mg cos m
物体脱离球面的条件是N=0,即
2
v m 0 R
由能量守恒
第6章狭义相对论基础习题
6-1 一飞船静止在地面上测量时的长度为 20m ，当它以0.8c 在空中竖直向上匀
速直线飞行时，地面上观察者测得其长度为多少？若宇航员举一次手需 2.4s ， 则地面观察者测得他举手的时间是多少? 解：（1）地面上观察者测得飞船长度为
mg cos
1 mv 2
mgh
由图可知
cos
由此解得
(2)地面观察者测得宇航员举手的时间
6-3某不稳定粒子固有寿命是1.0 10 6s ，在实验室参照系中测得它的速度为
2.0 108 m s ，则此粒子从产生到湮灭能飞行的距离是多少? 解：由时间膨胀公式可知实验室测得粒子寿命是
「0 10 s J I 2^
.(3.0 10 )
粒子从产生到湮灭能飞行的距离是
8 6 2
I v 2.0 10
1.34 10 m
2.7 10 m
1.34 10 6s
I
4.0s。