高中物理必修同步资料机械能守恒定律节省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

第1节追寻守恒量——能量

第2节功学习目标关键提炼1.了解动能、势能及能量概念与意义。1个定律——能量转化与守恒定律4个概念——动能、势能、能量、功1个表示式——W＝Flcosα2.能独立分析伽利略理想斜面试验能量转换和守恒关系。3.了解功概念和做功两个要素。4.会利用公式W＝Flcosα进行相关运算。5.了解正功、负功含义，能解释相关现象。第1页一、追寻守恒量

阅读教材第55～56页第1节内容，了解伽利略对能量探究，知道势能、动能概念，知道能量相互转化。1．伽利略斜面试验探究过程将小球由斜面A上某位置由_____释放，小球运动到斜面B上现象小球在斜面B上速度变为0时，即抵达最高点时高度与它出发时高度______结论这一事实说明某个量是守恒，在物理学上我们把这个量叫做______或者_____静止相同能量能第2页2.动能与势能：(1)动能：物体因为_______而含有能量。 (2)势能：相互作用物体凭借其______而含有能量。 (3)能量转化：小球动能和势能____(A.能够B．不能够)相互转化。运动A位置第3页思维拓展1.如图1所表示，射箭运动员正在参加射箭比赛。结合图分析射箭过程中能量是怎样转化。图12.如图2所表示，在游乐场里，“过山车”运动是一个非常有趣刺激性游戏活动。结合图分析过山车运动过程中能量是怎样转化。图2第4页

答案

1.在射箭过程中，运动员将弓拉开过程，是把人体生物能(化学能)转化为弓弹性势能；而箭在射出过程中，又将弓弹性势能转化为箭动能。 2.过山车从高处滑向低处时，重力势能转化为动能；过山车从低处向高处运动时，动能转化为重力势能。第5页二、功

阅读教材第57～59页第2节内容，知道功概念，初步了解正功和负功判断方法。1.概念：一个物体受到力作用，并在_____________发生了一段位移，这个力就对物体做了功。力方向上2.做功两个原因：力位移第6页3.公式： (1)力F与位移l同向时，W＝_____。 (2)力F与位移l夹角为α时，W＝______。其中F、l、α分别为__________、___________和__________方向夹角。4.单位：国际单位制中，功单位是_____，符号是____。FlFlcosα力大小位移大小力与位移焦耳J第7页5.正功和负功α取值W取值含义α＝W＝0力F_______0≤α＜W＞0力F对物体做_______＜α≤πW＜0力F对物体做______(或说成物体克服力F做功)不做功正功负功6.总功计算 (1)各个分力分别对物体所做功_______。 (2)几个力______对物体所做功。代数和协力第8页思维拓展1.如图3所表示，人推着木箱在水平地面上运动。人推木箱前进时，推力和摩擦力对木箱有没有做功？假如做功，分别做是正功还是负功？图32.一个物体受到两个力作用，其中F1做功10J，F2做功－15J，力F1和F2哪个力做功多？两力做总功是多少？答案

1.做功。推力方向与木箱运动方向一致，做正功；摩擦力方向与木箱运动方向相反，做负功。2.F2做功多。两力做总功为W＝W1＋W2＝10J－15J＝－5J。第9页

[关键点归纳]对功了解1.功是过程量：描述了力作用效果在空间上累积，它总与一个详细过程相联络。2.对公式W＝Flcosα了解 (1)相关性：由公式W＝Flcosα能够看出力对物体做功，只与F、l、α相关，与物体运动状态及物体是否还受其它作用力等原因均无关。第10页(2)同时性：计算时应注意F与l必须含有同时性，即l必须是力F作用过程中物体发生位移。(3)同一性：同一个客观运动，相对于不一样参考系，位移l是不一样，在中学物理中约定，计算功都以地面为参考系，即l应了解为“受力质点对地位移”。(4)适用性：明确公式W＝Flcosα适合用于计算恒力做功，若是变力做功，此公式不再适用。第11页3.正功与负功 (1)功是标量，只有正、负，没有方向，功正负不表示大小。 (2)正功、负功物理意义

动力学角度能量角度正功表示这个力对物体来说是动力力对物体做正功，使物体取得能量负功表示这个力是阻力，对物体运动起妨碍作用物体克服外力做功，使物体失去能量(3)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。第12页[精典示例][例1]

如图4所表示，物体在力作用下在水平面上发生一段位移l，试分别计算这四种情况下力F对物体所做功。设在这四种情况下力F和位移l大小都相同：F＝10N，l＝1m，角θ大小如图所表示，分别说明每种情况下力F做功正负，并求出功。图4第13页答案看法析第14页[针对训练1]

一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速运动过程，则电梯支持力对人做功情况是(

) A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B.加速时做正功，匀速和减速时做负功 C.加速和匀速时做正功，减速时做负功 D.一直做正功解析要判断功正负，可依据公式W＝Flcosα中力和位移夹角α来判断。在加速、匀速、减速过程中，支持力与人位移方向一直相同，所以支持力一直对人做正功，故D对。答案D第15页[关键点归纳]总功两种求解思绪(1)先确定物体所受协力，再依据公式W合＝F合lcosα求解协力功。该方法适合用于物体协力不变情况，常见是发生位移l过程中，物体所受各力均没有发生改变。求解流程：第16页(2)先依据W＝Flcosα，求出每个分力做功W1、W2…Wn，再依据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求解协力功，即协力做功等于各个分力做功代数和。该方法适用范围更广，求解流程：第17页[精典示例][例2]

如图5所表示，质量为m＝2kg物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10N拉力作用，物体移动了l＝2m，物体与地面间动摩擦因数μ＝0.3，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：图5(1)拉力F所做功W1；(2)摩擦力Ff所做功W2；(3)重力G所做功W3；(4)弹力FN所做功W4；(5)协力F合所做功W。第18页解析(1)对物体进行受力分析，如图所表示。W1＝Flcosθ＝10×2×0.8J＝16J(2)FN＝G－Fsinθ＝20N－10×0.6N＝14NFf＝μFN＝0.3×14N＝4.2NW2＝Ff

lcos180°＝－4.2×2J＝－8.4J(3)W3＝Glcos90°＝0(4)W4＝FNlcos90°＝0(5)W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6J也可由协力争总功F合＝Fcosθ－Ff＝10×0.8N－4.2N＝3.8NF合与l方向相同，所以W＝F合l＝3.8×2J＝7.6J答案(1)16J

(2)－8.4J

(3)0

(4)0

(5)7.6J第19页第20页[针对训练2]

一物体置于光滑水平面上，受相互垂直水平力F1、F2作用，如图6所表示，经一段位移后，F1做功为6J，克服F2做功为8J，则F1、F2协力做功为(

)图6A.14J B.10JC.－2J D.2J答案

C第21页1.(对功了解)(·莆田高一检测)如图7示，用一样力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)图中经过一样距离，则拉力F做功情况是(

)图7A.甲中做功最少 B.丁中做功最多C.做功一样多 D.无法比较答案

C第22页2.(功计算)(·西安高一检测)(多项选择)如图8所表示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角斜向下推力F作用下沿平面向右移动了距离s，若物体质量为m，物体与地面之间摩擦力大小为Ff，则在此过程中(

)图8A.摩擦力做功为－Ff

sB.力F做功为FscosθC.协力F合做功为Fssinθ－Ff

sD.重力做功为mgs第23页解析物体与地面之间摩擦力大小为Ff，物体位移大小为s，由功公式可得W＝－Ff

s，所以选项A正确；力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向分力为Fsinθ，故F做功为Fssinθ，所以选项B错误；物体所受协力F合＝Fsinθ－Ff，故协力做功W合＝(Fsinθ－Ff)s＝Fssinθ－Ff

s，选项C正确；重力在竖直方向上，物体在竖直方向位移是0，所以重力功为0，选项D错误。答案

AC第24页3.(变力做功)如图9所表示，一根绳子绕过高4m滑轮(大小、摩擦均不计)，绳一端拴一质量为10kg物体m，另一侧沿竖直方向绳被人拉住。若人拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，g取10m/s2。则人拉绳所做功为(

)图9A.500J B.300JC.100J D.50J第25页答案

C第26页4.(正、负功判断)(多项选择)质量为m物体，静止在倾角为θ斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离x，如图10所表示。物体相对斜面静止，则以下说法正确是(

)图10A.重力对物体m做正功B.协力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支持力对物体m做正功第27页解析物体受力和移动位移如图所表示。重力与位移垂直，故重力不做功，A选项错误；摩擦力Ff与位移x夹角大于90°，故摩擦力做负功，C选项正确；支持力FN与位移x夹角α<90°，故支持力做正功，D选项正确；物体做匀速运动，所受协力为零，协力不做功，故B选项正确。答案BCD第28页5.(作用力和反作用力做功)如图11所表示，木块静止在光滑水平面上，一子弹沿水平方向射入木块并留在其中。在此过程中，子弹钻入木块深度为d，木块位移为l，木块对子弹阻力大小为F。则木块对子弹阻力做功为__________，子弹对木块作用力做功为____________