下载文档原格式
文华高中高一物理必修二7．1追寻守恒量—能量7.2功编制人班级姓名小组学习目标：1.了解动能、势能的概念。
会分析生活中有关机械能转化的问题。
2..初步认识做功与能量转化的关系。
3.理解功的概念，知道做功的两个要素。
明确功是标量，知道W=Fl cosα的适用范围，会用功的公式进行计算。
4.理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功重点难点1、功的概念及功的计算2、利用功的定义式解决有关问题。
一、自主学习：（一）能量1、伽利略理想斜面实验：在伽利略的理想实验中，小球从光滑的斜面Ａ上从高为h1处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h２，h1和h２的大小关系怎样？如果减小斜面的倾角呢？你发现有一种什么样的启发性的事实？这一事实说明了什么？结论：某个量是守恒的，并把这个量叫做2、势能：(1)物体凭借其_________而具有的能量叫做势能。
（2）势能与有关，当改变时，势能也随之改变。
3、动能(1)物体由于_________而具有的能量叫做动能（Kinetic energy）。
（2）牛顿力学仅适用于________参考系，因此本处运动的参考系也是指____________，没有特殊说明，一般指地面参考系。
知道当物体的发生变化时，物体的动能也将发生变化。
4、在机械运动中，势能和动能可以相互转化，在这种转化时，势能减少的同时，__________在增加，动能减少的同时，_________在增加。
5、在下面的事例中，说明能量的转化①斜面实验中，小球自斜面A 滚下的过程中，滚上B 的过程中②小球被竖直上抛，小球上升过程中，小球下落过程中③三峡水电站的发电过程：水坝的水从高水位下落的过程水流推动发电机涡轮的过程。
（二）功为了定量的计算一个物体能量的变化的多少，人们引入了功的定义和运算方法。
因此，功是能量变化的量度，一个物体的能量变化了多少，必然意味着有力做了多少功。
这个思想将伴随我们整个这一章的学习。
7.1 追寻守恒量——能量7.2 功【学习目标】1．相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能；物体由于运动而具有的能量叫做动能。
在伽利略的斜面实验中小球的动能和势能可以相互转化。
2．如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。
3．功的公式W＝Fl cos α，α为力与位移方向的夹角。
该公式只能计算恒力做的功。
4．功是标量，但有正负之分。
当力促进物体的运动时，做正功；当力阻碍物体的运动时，做负功。
5．当几个力对物体都做功时，这几个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功。
【自主预习导学】一、追寻守恒量1．伽利略的实验探究如图所示：过程让小球从斜面A滚落，它会继续滚上斜面B无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这现象点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度结论这一事实说明某个量是的，在物理学中我们把这个量叫做能量或能2.势能：相互作用的物体凭借其而具有的能量。
3．动能：物体由于而具有的能量。
4．势能和动能的转化：从伽利略的斜面实验可以看出，势能和动能可以相互转化。
小球从斜面上某一高度滚落至斜面底端的过程中转化为；小球从斜面底端沿斜面升高时，又转化为，若忽略空气阻力和摩擦，在动能与势能转化过程中能量是守恒的。
[说明]伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的。
这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
采用理想实验说明问题是物理学的一种常用方法，理想实验在物理学的发展中起着重要的作用。
[选一选]在伽利略的斜面实验中，小球停下来的高度为h1，与它出发时的高度h2相同，这一事实说明“某个量是守恒的”，下面说法中正确的是()A．小球在运动的过程中速度是守恒的B．小球在运动的过程中高度是守恒的C．小球在运动的过程中动能是守恒的D．小球在运动的过程中能量是守恒的二、功、功的正负1. 功的概念：物体受到力的作用，并在的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
7.1追寻守恒量7.2 功1．关于功和能，下列说法正确的是( ) A ．功就是能，功可以转化为能 B ．做功越多，物体的能越大C ．能量转化中，做的功越多，能量转化越多D ．物体能量变化多少，就做了多少功2．如图所示，滑块A 和B 叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑．已知B 与斜面体间光滑接触，则在A 、B 下滑的过程中，下列说法正确的是( )A ．B 对A 的支持力不做功 B ．B 对A 的支持力做负功C ．B 对A 的摩擦力做正功D ．B 对A 的摩擦力做负功3．如图所示，力F 大小相等，A 、B 、C 、D 物体沿地面向右运动的位移l 也相同，哪种情况F 做功最小( )图7－1－154．质量为2 kg 的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F 的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，2 s 后撤去F ，其运动的速度图象如图所示，g 取10 m/s 2，则下列说法中正确的是( )A ．拉力F 对物体做功150 JB ．拉力F 对物体做功500 JC ．物体克服摩擦力做功100 JD ．物体克服摩擦力做功175 J5．如图所示，质量为3 kg 的物体，受到与斜面平行向下的拉力F ＝10 N ，沿固定斜面下滑距离l ＝2 m ．斜面倾角θ＝30°，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝33，求各力对物体所做的功，以及合力对物体所做的总功．(g 取10 m/s 2)．一、选择题1．足球运动员用20 N的力，把重力为10 N的足球踢出10 m远，在这一过程中运动员对足球做的功为()A．200 J B．100 J C．98 J D．无法确定2．如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B之间有相互作用的摩擦力，则对摩擦力做功的情况，下列说法中正确的是()A．A、B都克服摩擦力做功B．摩擦力对A不做功C．摩擦力对B做负功D．摩擦力对A、B都不做功3．如图所示，某力F＝10 N作用于半径R＝1 m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为()A．0 J B．20π J C．10 J D．20 J4．如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平恒力F作用下，从平衡位置P点移到Q点，则水平力F所做的功为() A．mgl cosθB．Fl sinθC．mgl(1－cosθ) D．Flθ5．有一根轻绳系一个物体，如图所示，在悬点O以加速度a向下做匀减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是()A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功6．一质量为4 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑水平面上向右滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一个向左的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向左，大小仍为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为()A．0 B．8 J C．16 J D．32 J7．如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中()A．物体A克服摩擦力做的功最多B．物体B克服摩擦力做的功最多C．物体C克服摩擦力做的功最多D．三物体克服摩擦力做的功一样多8．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是()A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＜W3＜W2D．W1＝W2＜W39．如图所示，站在平板卡车上的人用水平力F推车，脚对车的静摩擦力向后为F f，则下列说法中正确的是()对车做的功代数和为零A．当车匀速前进时，F和FB．当车加速前进时，F和F f对车做的功代数和为正值C．当车减速前进时，F和F f对车做的功代数和为正值D．不管车如何运动，F和F f对车做的功代数和均为零二、非选择题10．放在地面上的木块与一劲度系数为k＝200 N/m的轻弹簧相连．现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动l1＝0.2 m时，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了l2＝0.4 m的位移，求上述过程中拉力所做的功．11．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10 kg的物体，以大小为a＝2 m/s2的加速度匀加速上升，求前3 s内力F做的功．(g取10 m/s2)12．如图所示，水平的传送带以速度v顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为l ＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3 ，在以下两种情况下物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)参考答案1．解析：选CD.功与能是两个不同的物理量，物体能量的大小与功无关，但能量的转化却由做功来实现，做了多少功，就表明有多少能发生了转化，做的功越多，能量转化就越多，故C 、D 正确．2．解析：选BC.B 对A 的支持力竖直向上，与A 的位移方向夹角α满足90°<α<180°，故做负功，A 错B 对；B 对A 的摩擦力水平向左，与A 的位移方向夹角β<90°，故做正功，C 对D 错．3．解析：选D.选项A 中，力F 做的功W 1＝Fl ；选项B 中，力F 做的功W 2＝Fl cos30°＝32Fl ；选项C 中，力F 做的功W 3＝Fl cos30°＝32Fl ；选项D 中，力F 做的功W 4＝Fl cos60°＝12Fl . 4．解析：选AD.前2秒的加速度a 1＝10－52＝2.5 m/s 2,2秒～6秒的加速度a 2＝0－106－2m/s＝－2.5 m/s 2，由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma 1①，F f ＝ma 2②，解得：F ＝10 N ，F f ＝5 N ，前2秒位移：x 1＝12(5＋10)×2 m ＝15 m,2秒～6秒位移：x 2＝12×(10＋0)×4 m ＝20 m ，∴W F ＝Fx 1＝150 J, WF f ＝F f (x 1＋x 2)＝175 J ，故A 、D 对．5．解析：如图所示，物体受到重力 mg ，拉力F ，斜面的支持力F N 和摩擦力F f 的作用，做直线运动，其位移为l ，所以重力做功为W G ＝mgl cos(90°－θ) ＝3×10×2×cos60° J ＝30 J支持力与物体运动方向垂直，故WF N ＝0. 摩擦力方向与位移方向相反，做负功，即 WF f ＝－(μmg cos θ)l＝－33×3×10×2×32J ＝－30 J.拉力所做的功W F ＝Fl ＝10×2 J ＝20 J ， 总功W 总＝W G ＋W F ＋WF N ＋WF f ＝30 J ＋20 J ＋(－30)J ＝20 J. 答案：见解析1．解析：选D.足球运动员用20 N 的力作用在足球上，一瞬间就能把球踢出去，足球在这个力的作用下的位移不知道，所以无法计算运动员对足球所做的功．题中的10 m 是足球的位移，不是力的作用点的位移，故正确答案为D.2．解析：选BC.对A 、B 受力分析如图所示，物体A 在F f2作用下没有位移，故选项B 对．对物体B ，F f1与位移夹角为180°，做负功，故选项C 对．3．解析：选B.把圆周分成无限个小元段，每个小元段可认为与力在同一直线上，故ΔW ＝F Δs ，则转一周中各个小元段做功的代数和为W ＝F ×2πR ＝10×2π J ＝20π J ，故B 正确．4．解析：选B.F 为恒力，故可以用功的定义式进行求解，关键是力F 与位移的夹角α的确定．设小球的位移大小为s ，力F 与位移的夹角为α，由功的公式得：W ＝F ·s cos α，由几何知识得s cos α＝l sin θ，所以W ＝F ·l sin θ，只有B 对．5．解析：选A.由W ＝Fl cos α可知W G ＝Gl >0，W F ＝－Fl <0，W 合＝－mal <0，A 对，B 、C 、D 错．6．解析：选A.功是一个过程量，只与力和物体在力的方向上发生的位移有关．该滑块在向左的水平力的作用下，速度减为零时所走的位移与该滑块在该力的作用下向左运动达到4 m/s 时的位移大小相同．即该滑块在这段时间内又回到了原位置，位移为0，故在这段时间内水平力做的功为零，A 选项正确．7．解析：选D.设底边长度为b ，则W F f ＝－μmg cos θ·bcos θ＝－μmgb ，即克服摩擦力做功为定值μmgb ，只有D 正确．8．解析：选B.由v －t 图象可知第1秒内、第2秒内、第3秒内的力和位移均为正方向，x 1＝v 02t ＝12 m ，x 2＝v 02t ＝12m ，x 3＝v 0t ＝1 m ，F 1＝1 N ，F 2＝3 N ，F 3＝2 N ，则W 1＝F 1x 1＝12 J ，W 2＝F 2x 2＝32J ，W 3＝F 3x 3＝2 J所以W 1＜W 2＜W 3. 9．解析：选AC.对人匀速时受力平衡，则F ＝F f ，即A 对．加速时对人有F f －F ＝ma >0，即B 错．减速时F －F f ＝ma >0，即C 对，D 错．10．解析：本题考查变力做功．由题意作出F －l 图象如图所示，在木块运动之前，弹簧弹力与弹簧伸长量的变化量是线性关系．木块缓慢移动时弹簧的弹力不变．图线与横轴所围梯形面积即为拉力所做的功，即W ＝12×(0.6＋0.4)×40 J ＝20 J.答案：20 J11．解析：物体受到两个力的作用：拉力F ′和重力mg ，由牛顿第二定律得F ′－mg ＝ma ，所以F ′＝m (g ＋a )＝10×(10＋2)N ＝120 N.则F ＝12F ′＝60 N.物体从静止开始运动，3 s 内的位移为x ＝12at 2＝12×2×32 m ＝9 m. 力F 的作用点为绳的端点，而在物体发生9 m 位移的过程中，绳的端点的位移为2x ＝18 m ，所以，力F 做的功为W ＝F ·2x ＝60×18 J ＝1080 J. 答案：1080 J12．解析：物体在传送带上加速运动时a ＝μg ＝3 m/s 2.刚好加速运动10 m 时速度v 0＝2al ＝60 m/s ＝215 m/s.(1)由于v ＝6 m/s<v 0＝215 m/s ，所以物体是加速至6 m/s 再匀速，加速过程位移为l ′＝v 22a ＝362×3m ＝6 m ．传送带摩擦力做功W ＝Fl ′＝μmgl ′＝9×6 J ＝54 J. (2)由于v ＝9 m/s>v 0＝215 m/s ，所以物体从M 至N 的过程中一直加速，摩擦力做功W ＝Fl ＝μmgl ＝9×10 J ＝90 J. 答案：(1)54 J (2)90 J。
高中物理新教材篇一：浅谈高中物理新教材的使用浅谈高中物理新教材的使用姓名：陈林学号：作为从事高中物理教学工作一年半的新老师，在使用新教材时有许多自己的感悟，结合同事的一些分析和看法，浅谈我们高中物理老师应该如何正确使用新教材呢？首先我们来了解老教材和新教材的区别。
一、新老教材的优缺点对比1、老教材逻辑强，新教材板块化凌乱在老教材中每章每节都按照一定的逻辑先后顺序学习，让学生对知识的掌握更有条理性；而新教材中有些节先后顺序是有些逻辑问题的，这样也会加大学生对相关知识掌握的难度，例如新教材必修2中第五章的第五节向心加速度和第六节向心力就存在这个逻辑问题，其一是先有向心加速度还是先有向心力呢，答案肯定是先有力才有对应的加速度；另外由于向心力比向心加速度更形象，学生更易理解，因此先讲向心力学生理解后很自然就理解了向心加速度，但是反过来学习却会增加难度。
2、老教材中学科间交叉很好，新教材却很差在老教材中学生学习v-t图像的斜率问题时数学上一定是在数学上已经学习了函数斜率之后，学科间交叉的非常合理，但是新教材中却是物理上先使用斜率问题，数学上后来才学，这无形之中加大了物理教学的难度和学生学好物理的难度。
再如高中物理中需要求解很多的方程组，学生数学能力不够总解不出来，而且物理还要经常求解一元二次方程，需要用到数学的十字交叉法，但是很多学生却没学习过，这是什么情况？物理老师还得时常客串数学老师教数学。
3、老教材死板，新教材更新颖在老教材中图片很少，导致除了学习知识还是知识，但新教材中引入了更多的漂亮新奇的图片，课外知识，新科技和新实验等等，这点上会更吸引学生的学习兴趣，老师的教学活动也可以更加丰富多彩。
但是新教材太过于简单，学生往往能听懂却发现一道题都不会做，在教师的评价制度不变的今天，这绝对是不可能长久实施的一种教学方法，因此几乎所有教师都会在课本基础上加上很多重要的比较难的相关知识点，重新走上叫老教材的老路，从这点上看，新教材又是失败的。
第7章MOSFET原理7.1 金属、半导体的功函数在绝对零度时，金属中的电子填满了费米能级EF以下的所有能级，而高于费米能级E的所有能级全部F是空的。
温度升高时，只有费米能级E附近的少数电F子受到热激发，由低于E的能级跃迁到高于F E的能级F上，但大部分电子仍不能脱离金属而逃逸出体外。
这意味着金属中的电子虽然能够在金属中自由运动，但绝大多数电子所处的能级都低于体外（真空）的能级。
要使金属中的电子从金属中逸出，必须由外界给它以足够的能量。
从量子力学的观点看，金属中的电子是在一个势阱运动。
用E表示真空中静止电子的能量。
如图7.1所示。
定义某种材料的功函数为：真空电子能量E与材料的费米能级E的差值。
F则金属的功函数为()07.1m FmW E E =- 半导体的功函数为()07.2s Fs W E E =-功函数的物理意义：表示电子从起始能量等于F E 由金属内逸出（跳到真空）需要的最小能量。
注意：半导体的费米能级随掺杂浓度改变，因而其功函数也随掺杂浓度变化。
图7.1 还显示了从0c E E 的能量间隔χ，χ称谓电子亲和能，表示使处于半导体导带底的电子逃逸出体外（跳到真空能级）需要的最小能量。
即()07.3c E E χ=-利用电子的亲和能，半导体的功函数又可以表示为 []()[]7.4()S c FS n c FS n W E E e E E e N semiconductor χχφφ=+-=+-=-表7.1 列出了硅在不同掺杂浓度下对应的功函数 ()()()331415161415167.11010101010104.37 4.31 4.25 4.87 4.93 4.99S d a W eV n type N cm p type N cm Si ----表硅的功函数与掺杂浓度的关系（计算值）半导体材料功函数7.2金属－氧化物－半导体场效应晶体管(MOSFET) 引言：MOS 器件的发明先于双极器件，但由于加工工艺条件的限制，双极器件的商品化要早于MOS 器件。
