高中物理体育运动中的功和能专题辅导
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《功》教案高中物理必修二一、教学内容本节课选自高中物理必修二第三章《能量与能源》,主要涉及第5节《功》。
详细内容包括:功的定义、计算公式、功的性质;恒力做功的计算,变力做功的求解方法;功与能的关系。
二、教学目标1. 理解并掌握功的定义,能够运用功的计算公式解决实际问题。
2. 掌握恒力做功的计算方法,了解变力做功的求解方法。
3. 了解功与能的关系,理解能量守恒定律。
三、教学难点与重点重点:功的定义、计算公式,恒力做功的计算。
难点:变力做功的求解方法,功与能的关系。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、挂图、模型。
学具:课本、练习本、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示运动员举重、扔标枪等实例,引导学生思考力与位移的关系。
2. 知识讲解:a. 介绍功的定义,引导学生理解功的概念。
b. 讲解功的计算公式,通过例题进行解释。
c. 分析恒力做功的计算方法,举例说明。
d. 简要介绍变力做功的求解方法,如微元法。
3. 例题讲解:a. 恒力做功的例题。
b. 变力做功的例题。
4. 随堂练习:a. 设计恒力做功的练习题,学生独立完成。
b. 设计变力做功的练习题,学生分组讨论完成。
六、板书设计1. 功的定义、计算公式。
2. 恒力做功的计算方法。
3. 变力做功的求解方法。
4. 功与能的关系。
七、作业设计1. 作业题目:a. 计算一个物体在水平方向上受到恒力作用下的功。
b. 计算一个物体在竖直方向上受到变力作用下的功。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对功的定义和计算公式的掌握情况,以及随堂练习的完成情况。
2. 拓展延伸:引导学生思考生活中的实例,如电梯、自行车等,了解功与能的转化关系。
布置一道拓展性思考题,让学生深入研究功与能的关系。
重点和难点解析1. 功的定义和计算公式的理解。
2. 恒力做功和变力做功的计算方法。
3. 功与能的关系的深入理解。
4. 实践情景引入的恰当选择和运用。
5. 作业设计和拓展延伸的合理配置。
高中物理功的教案教案:高中物理功一、导言在高中物理教学中,功是一个重要的概念,它涉及到能量、力和运动等多个方面。
正确理解和掌握功的概念对于学生的物理学习至关重要。
本教案将围绕高中物理功这一主题展开,帮助学生深入理解和应用相关知识。
二、教学目标1. 理解功的定义和计算方法;2. 掌握不同情况下的功的计算;3. 运用功的概念分析物理问题;4. 培养学生动手能力和创新思维。
三、教学内容1. 功的定义- 功的概念和相关术语;- 功的计算公式及单位。
2. 功的计算- 计算物体在力的作用下所做的功;- 外力做功和内力做功的区别;- 功的正负和方向规律。
3. 功的应用- 机械能守恒定律及其应用;- 功率的计算与应用。
四、教学方法1. 示范教学:通过示范实验和计算实例,帮助学生理解难点和解决问题。
2. 互动讨论:引导学生参与讨论,激发学生学习兴趣。
3. 小组合作:组织学生分组合作,完成实际操作和探究性学习。
4. 多媒体辅助:利用多媒体技术呈现生动有趣的内容,提高教学效果。
五、教学过程1. 引入:通过引入力和能量的概念,引起学生对功的兴趣。
2. 讲解:介绍功的定义和计算方法,让学生掌握基本概念。
3. 实验:设计一些简单的实验,让学生动手操作,体会功的意义。
4. 计算:给学生一些计算题目,让学生熟练运用功的计算方法。
5. 应用:引导学生思考功在实际生活中的应用,并举例说明。
6. 总结:对本节课所学内容进行总结,强化重点,帮助学生理解记忆。
六、教学评估1. 口头提问:通过提问考察学生对功概念的理解。
2. 作业布置:布置一些功的计算题目作为作业,检验学生掌握情况。
3. 实验报告:要求学生记录实验过程和结果,培养学生动手能力。
七、教学反思本教案围绕高中物理功的教学展开,通过理论讲解、实验演示和应用练习等环节,帮助学生深入理解功的概念和应用。
教师在教学过程中要注重激发学生的学习兴趣,引导学生思考,培养学生的创新能力和动手能力。
功和能物理高中知识点功和能物理高中知识点1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}10.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}11.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}12.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W 合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}13.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2物理答题注意事项在读题时不仅要注意那些给出具体数字或字母的显性条件,更要抓住另外一些叙述性的语言,特别是一些关键词语。
所谓关键词语,指的是题目中提出的一些限制性语言,它们或是对题目中所涉及的物理变化的描述,或是对变化过程的界定等。
专题一.功:◎知识梳理1.物理意义,功是能量转化的量度。
一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,我们就说这个力对物体做了功。
2.公式:W=FScosα,单位:焦耳(J) 1焦耳=1牛·米即:1J=IN·M,功是标量。
关于功应注意以下几点:①做功的两个要素:有力作用在物体上,且物体在力的方向上发生位移,因此,讲功时明确哪个力做功或明确哪个物体对哪个物体做功。
②公式:w=FScosα公式中F为恒力;α为F与位移S的夹角;位移s为受力质点的位移。
③功的正负:功是标量,但有正负,当O≤α<900时,力对物体做正功:900<α≤1800时,力对物体做负功(物体克服某力做功,取正值)。
④做功过程总是伴随着能量的转化,从这点上讲,功是能量转化的量度,但“功转化为能量”,“做功产生热量”等说法都是不完备的。
⑤功具有相对性,一般取地面参照系,即力作用的那个质点的位移一般指相对地面的位移。
⑥摩擦力的功,无论是静摩擦力,还是动摩擦力都可以做正功、负功还可以不做功,一对静摩擦力做功的代数和为零。
⑦摩擦力做功与产生势能之间的关系如何?因两个接触面的相对滑动而产生热能的关系:Q=fs,其中,f必须是滑动摩擦力,S必须是两接触面的相对滑动距离(或相对路程)。
由此可见,静摩擦力虽然对物体做功.但由于相对位移为零而没有热能产生。
【例1】在光滑水平面上有一静止的物体.现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体.当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J.则在整个过程中,恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少?专题二.动能、势能1.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
(1)动能的定义式: E K=mV2/2,式中m是物体的质量,V是物体的速率,E K是物体的动能。
(2)动能是标量_:动能只有大小,没有方向,是个标量。
动能定义式中的v是物体具有的速率,动能恒为正值。
高中物理《功和能》教案第一篇:高中物理《功和能》教案功和能一、教学目的:1.知道在能量相互转化过程中,转化了的能量的多少,可以由做功的多少来确定。
2.知道做功的过程就是物体能量的转化过程。
3.知道功是能量转化的量度。
4.为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备二、重点难点:1.理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。
2.理解功是能量转化的量度是本节的难点。
3.能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法:演示、讲授、讨论、练习。
四、教具:滚摆、皮球、重物、弹簧五、教学过程(一)引入新课复习提问:在初中,我们已经学过关于能的初步知识,请说出学过哪几种形式的能?(机械能、热能、电能、化学能等)。
不同形式的能量是可以相互转化的,各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢?板书课题:第三节功和能(二)进行新课提问:请同学们举出一些物体能够做功的例子。
(1)流动的河水能够推动水轮机做功,说明流动的河水能够做功。
(2)人们在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就把木桩打入地里,说明被举高的重锤能够做功。
(3)风吹着帆船航行,流动的空气能够对帆船做功。
(4)运动着的钢球打在木块上,能把木块推走,运动的钢球能够做功。
(5)射箭运动员把弓拉弯,放手后被拉弯的弓能把箭射出去,说明拉弯的弓能够做功。
(引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能)1.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量提问:我们知道,各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中守恒,那么在这个转化过程中,功扮演着怎样的角色?讨论:(1)只有重力做功时,重力势能和动能发生相互转化。
演示:把一个滚摆悬挂在框架上,用手捻动滚摆使悬线缠在轴上,滚摆升高到最高点,放开手,观察滚摆的运动,并思考它的动能和势能的变化。
分析说明:滚摆升高到最高点,放开手,在下落过程中,滚摆的动能增加,同时滚摆的重力势能减少,重力对滚摆做了功.重力对滚摆做了多少功,就有多少重力势能转化为动能.同理,在上升过程中,滚摆克服重力做功,滚摆的重力势能就增加,滚摆克服重力做了多少功,重力势能就增加多少.小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度.(2)只有弹力做功时,弹性势能和动能发生相互转化.[演示]拿一根弹簧,水平放置,一端固定,另一端上放一小球并压缩.待静止后放手,小球将被弹出去.观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况,并思考弹性势能和动能的变化.分析说明:被压缩的弹簧放开时把小球弹出去,小球的动能增加,同时弹簧的势能减少.弹簧对小球做了多少功,就有多少弹性势能转化为动能.小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度.(3)机械能与内能的转化. [实例]列车在机车的牵引下加速运动.分析说明:列车在机车的牵引下加速运动,列车的机械能增加,同时机车的热机消耗了内能.牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能.小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度.(4)机械能与化学能的转化. [实例]用手抛出一个皮球.分析说明:你用手抛出一个皮球,对皮球做功的时候,皮球获得动能,同时贮存在你体内的化学能减少,你抛球时做的功越多,皮球获得的动能就越多,你体内的化学能减少的也就越多.实际上,皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的,而且你做了多少功,就表示有多少化学能转化为皮球的机械能.小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度.[实例]起重机提升重物。
压轴题03功和功率、功能关系专题1.本专题是功能关系的典型题型,包括功和功率、机车启动问题、动能定理及其应用、功能关系机械能守恒定律含功和能的综合题。
是历年高考考查的热点。
2.通过本专题的复习,可以培养同学们的用功能关系解决问题的能力,提高学生物理核心素养和关键能力。
3.用到的相关知识有:功和功率的求解,如何求变力做功,动能定理、机械能守恒定律功能关系的灵活运用等。
实践中包括体育运动中功和功率问题,风力发电功率计算,蹦极运动、过山车等能量问题,汽车启动问题,生活、生产中能量守恒定律的应用等。
要求考生在探究求解变力做功的计算,机车启动问题,单物体机械能守恒,用绳、杆连接的系统机械能守恒问题,含弹簧系统机械能守恒问题,传送带、板块模型的能量等问题的过程中,形成系统性物理思维,对做功是能量转化的量度这一功能观点有更深刻的理解。
考向一:变力功的求解求变力做功的五种方法质量为m 的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f =F f ·Δx 1+F f ·Δx 2+F f ·Δx 3+…=F f (Δx 1+Δx 2+Δx 3+…)=F f ·2πR恒力F 把物块从A 拉到B ,绳子对物块做功W =F ·(hsin α-hsin β)一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,F -x图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,W =F 0+F 12x 0平均值法当力与位移为线性关系,力可用平均值F =F 1+F 22表示,W =F Δx ,可得出弹簧弹性势能表达式为E p =12k (Δx )2应用动能定理用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处,F 做功为W F ,则有:W F -mgL (1-cos θ)=0,得W F =mgL (1-cos θ)考向二:机车启动问题1.两种启动方式P2.三个重要关系式(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都为v m =P F 阻。
第1节功教学手段:视频资料:举重运动员举重录像.多媒体设备一套:可供放像、 ppt 课件播放等.教学过程:一、复习、导入新课二、引入功的概念教师活动6:给出功的概念.做功与能量转化密切相关,做功的过程就是能量转化的过程,大量事实表明,做了多少功,就有多少能量发生了转化.定义:功是能量转化的量度.学生活动6:理解定义,并作记录.三、推导功的一般计算公式教师活动7:提问学生:初中阶段我们是如何计算功的大小?学生活动7:思考回答教师提出问题.预测:学生应该可以答出力和在力的方向上移动距离的乘积.教师活动8:给出公式 W=Fx ,并引导学生说出每个物理量的物理意义.学生活动8:与教师一起完成上述过程.教师活动9:提问学生:我们提着书包水平运动,手的提力对书包做功吗?为什么?学生活动9:思考并回答教师所提问题.预测:初中阶段对这种运动强调得比较多,学生应该可以说出正确结论.教师活动10:进一步提问学生,进而引出功的一般计算式.如果一个力与物体位移方向既不平行也不垂直,那么它做功的大小又如何来求呢?学生活动10:思考讨论教师所提问题.预测:有已学知识做铺垫,学生会想到把力进行分解.但对这么做是否可行或者说这么做的具体原因可能不是很明确.此时,教师可追问原因,并说明可以这样做的原因是:分力与合力具有相同的作用效果.教师活动11:组织指导学生完成教材第 61 页的“活动”内容.学生活动11:完成教材第 61 页的“活动”内容.预测:经过前面的铺垫,学生应该可以顺利完成此推导过程.教师活动12:总结功的一般计算式.根据功的定义即可得到如下计算公式:W=Fxcosα力与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,一个力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积.即W=Fxcosα学生活动12:理解功的一般计算式,并做相应记录.四、进一步理解功的一般计算式.教师活动13:对一般计算式进行进一步说明.当恒力对物体做功时,公式 W=Fxcosα有普遍意义.求一个力对物体所做的功.当力 F 的方向和位移 x 方向相同时,cosα=1 ,力所做的功 W=Fx;当力的方向和位移方向成α角时,则有不同的方法处理求解:一是应用公式 W=Fxcosα,直接代入相应的各个物理量运算求解;二是先把力 F 正交分解,求出力在位移方向上的分量 F1= Fcosα,由于力与位移方向垂直的分量不做功,因此功 W= F1x =Fxcosα;三是先求出位移在力的方向上的分量 x1= xcosα,再求功 W=Fx=Fxcosα.学生活动13:认真听教师讲解,理解所学内容.叙述功的一般计算式中各个物理量的含义及单位.1.对力 F 和位移 x 之间的夹角α的判定:教师活动14:ppt 出示下图,提出问题.这两图中力 F 和位移 x 之间的夹角是多少?学生活动14:思考讨论上述问题.预测: a. 都是θ;b. 图 1 中 F 和 x 的夹角是θ,图 2 中 F 和 x 的夹角是(π―θ);c. 图 1 中 F 和 x 的夹角是(π―θ),图 2 中 F 和 x 的夹角是θ等.教师活动15:根据学生回答 , 分析并纠正:找力 F 和位移 x 之间的夹角时,我们可以把力 F 和位移 x 的箭尾移到同一点,看它们之间的夹角是多少.学生活动15:认真听讲,并做笔记.2.正功和负功的理解教师活动16:组织学生完成关于正负功的理论探究,ppt 出示下表.(1) 首先从公式 W=Fxcosα中α的可能值入手结合图 1 和图 2 让学生讨论完成下表,得出功 W α的取值cosαW 的值功的正负α=00<α<π /2α=π /2π /2<α<π学生活动16:讨论交流,完成上表.α的取值cosαW 的值功的正负α=0 1 W=Fx 力对物体做正功0<α<π /2 大于 0 W=Fxcosα力对物体做正功α=π /2 0 W=0 力跟位移垂直时,不做功π /2<α<π小于 0 W=-Fxcos(π-α) 力对物体做负功教师活动17:与学生共同把表格完成,并让学生例举力对物体做正功和做负功的实例.学生活动17:更正自己的答案,举例说明.预测:学生可能一时找不到合适的例子,教师可以提醒学生利用手边的东西来演示.(2) 结合实例说明正功、负功的物理意义.教师活动18:与学生共同分析所举例子.学生活动18:举例说明正负功,并说明判断依据.教师活动19:小结功的正负.功是标量,没有方向,但有正功和负功之分.功的“正”“负”并不表示功的方向,不能说正功与负功方向相反.如果一个力对物体的运动起促进作用(动力),这个力所做的功是正的(如图 1);如果一个力对物体的运动起阻碍作用(阻力),这个力所做的功是负的(如图 2).正功与负功表示相反的做功效果.正功的意义是:力对物体做正功,表明此力的效果是促进物体的运动,是动力.负功的意义是:力对物体做负功,表明此力的效果是阻碍物体运动,是阻力.一个力对物体做负功,也可说成物体克服这个力做了功(正值).例如:一个力对物体做了-106J 的功,可说成是物体克服这个力做了 106J 的功.另外,功的“正”“负”也不表示它们的大小,不能说“正功大于负功”.例如:两个力做功分别为 W1=2J , W2=-5J ,比较这两个力做功的大小.答案应是: W2> W1学生活动19:认真听讲.教师活动20:出示例题引导学生共同完成.[例题]出示图片(举重),运动员举起 325kg 的杠铃,运动员站定后双手离地的高度为 1.7m ,问运动员在此过程中对杠铃做了多少功?(假设运动员举重过程杠铃运动速度很慢)举起后,运动员举着杠铃在空中停留 3s 的过程中,运动员对物体所做的功为多少?学生活动20:与教师共同完成例题.五、总功的计算教师活动21:ppt 给出例题,组织学生完成例题,同时让 2 名学生板演解题过程,并对学生的解答做出分析和总结.学习了一个力对物体所做的功的求解方法,而物体所受到的力往往不只一个,那么,如何求解几个力对一物体所做的功呢?下面通过例题来学习解决办法.[例题]如图所示,利用斜面从货车上卸货,每包货物的质量 m= 20kg ,斜面倾斜角α=37°,斜面的长度 L= 0.5m ,货物与斜面间的动摩擦因数μ=0.2 ,求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功.(取 g=10m /s2)解:斜面上的货物受到重力 G、斜面支持力 N 和摩擦力 f 共三个力的作用.货物位移的方向是沿斜面向下.可以用正交分解法,将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向.可以看出,三个力中重力和摩擦力对货物做功,而斜面支持力对货物没有做功.其中重力 G 对货物所做的功方法一:直接运用公式方法二:将重力分解为,沿斜面方向分力为 mgsin37°;垂直斜面方向分力为 mgcos37°.垂直斜面分力不做功,则重力所功等于沿斜面方向分力所做的功,即 W G= mgLsin37°= 20×10×0.5×0.6J=60J 支持力 N 与位移方向垂直,对货物没有做功 W N= 0摩擦力 f 对货物所做的功,W f= ( μmgcos37°)Lcos180°=-0.2×20×10×0.8×0.5J=-16J合外力所做的功,方法一:用各力所做的功的代数和求 W总=W1+W2+W3=(60+0-16)J=44J方法二:物体所受合外力为 F合=mgsin37°-μmgcos37°W总=F合 L=(mgsin37°-μmgcos37°)L=(20×10×0.6-0.2×20×10×0.8)×0.5J=44J学生活动21:完成例题,知识掌握程度好的学生可以尝试两种方法解题.预测:学生在负功和合力功问题上将出现错误或方法多样性不足,教师适时予以分析订正和补充.师生共同活动:对例题小结.当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功通常可以用下述两种方法求解:a. 根据公式W=Fxcosα,先分别求出各个力 F1、 F2…… F n对物体所做的功W1、 W2、 W3、…… W n,再求各力所做的功的代数和,即 W总= W1+ W2+……W n.(注意将各力代入时注意正负号)b. 用力的矢量合成方法先求出这几个力的合力 F合,再根据功的公式W总= F合 xcosα求解,其中α是合力 F合方向与位移 x 方向之间的夹角.教师活动22:教师以提问的方式小结功的一般计算式使用时的注意事项,并请学生思考变力功的求法.前面我们求的都是恒力的功,那么变力功能否用此公式进行求解?变力功如何求解?通过今天的学习,你认为功属于过程量还是状态量呢?W=Fxcosα只适用于恒力做功的计算,那么变力功怎么求呢?功是过程量.功是力作用在物体上通过一段位移(或一段时间)才发生的,它反映了力在空间上的积累效果.求功时一定要明确要求的是哪一个力在哪一段位移(过程)上做的功.学生活动22:回答教师所提问题.预测:学生对这两个问题并不清楚,教师可以通过位移是一过程量,来同时说明两个问题.教学流程图:学习效果评价:(略)根据教学实际来设计教学反思:本课设计以学生熟悉的举重现象引入,拉近了学生与所学知识的距离,让学生利用身边物品体会正负功的物理意义.这一设计看似朴实却能让学生充分体会到物理就在生活中,科学就在我们身边,从而激发学生学习物理、探究自然的热情.在探究功的一般计算式的过程中,重视知识的形成过程,采用的学生自行推导的方式,能发挥学生的自主性,培养学生应用已学知识分析解决新问题的能力,并使学生从中体会学习的喜悦.教师在问题的设置上既注意了知识层次,又留有学生的探究空间,使学生在学习过程具有较强的问题意识和探究欲望.另外,在如何加深对功的概念的理解和应用功的公式解决实际问题的设计上,考虑到整体覆盖面,对例题设置了多问,使各个层次的学生都能参与进来并有所收获,同时又突出解决了重点知识和疑难问题,教与学的效果良好.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理功和能教案
课时:2课时
教学目标:
1. 了解功和能的概念,并掌握它们的关系;
2. 能够运用功和能的公式解决相关问题;
3. 能够分析物体的机械能转化过程。
教学内容:
1. 功的概念及计算公式;
2. 能的概念及计算公式;
3. 功和能的关系;
4. 机械能守恒原理。
教学过程:
第一课时:
1. 通过引入一个简单的例子,让学生了解功的概念,并讲解功的计算公式;
2. 介绍能的概念及能的计算公式,并让学生进行相关练习;
3. 讲解功和能的关系,并进行实例分析。
第二课时:
1. 复习上节课内容,解答学生对功和能的疑问;
2. 讲解机械能守恒原理,并进行相关例题的讲解;
3. 练习题让学生巩固所学知识,并进行课堂小测验。
教学方法:
1. 讲授相结合:通过讲解理论知识和举例子相结合,让学生更好地理解;
2. 实例分析:通过实例分析,帮助学生应用所学知识解决实际问题;
3. 练习巩固:通过练习题和课堂小测验,巩固学生所学知识。
教学资源:
1. 教材:高中物理教科书;
2. 多媒体教学资源:相关视频和图片。
评估方式:
1. 课堂表现:参与课堂讨论和回答问题的积极性;
2. 课后作业:能够独立完成相关练习题和课后思考题;
3. 课堂小测验:测试学生对功和能的掌握情况。
高中物理体育运动中的功和能
理论联系实际是学习物理的重要途径和有效方法,在体育运动中如何分析做功和能量转化的问题,是我们应具备的一种能力。
本文举例如下:
一、登楼运动
例1. 某学生以正常速度从一楼登上三楼,他登楼的功率最接近于:( )
A. 5W
B. 50W
C. 500W
D. 5000W
解析:要估算这个学生登楼时的功率,必须知道人的质量估为50kg ,正常登楼的速度约为s /m 1左右,根据公式mgv t
Gh t W P ===,代入数据可估算人登楼的功率为500W ,所以正确答案是C 。
点评:根据常识以及所给的信息(图片、文字、数据)等,寻求问题的思路,对人的做功问题进行估算,很好地考查了学生是否真正懂得了物理基本知识和基本规律,能否灵活运用所学的知识去分析和解决实际问题的能力。
二、滑板运动
例2. 某滑板爱好者在离开地m 8.1h =高的平台上滑行,如图1所示,水平离开A 点后落在水平地面的B 点,其水平位移m 3s 1=,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为s /m 4v =,并以此为初速度沿水平地面滑行m 8s 2=后停止,已知人与滑板的总质量kg 60m =,求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小; (2)人与滑板离开平台时的水平初速度。
(空气阻力忽略不计,g 取2s /m 10) 解析:(1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为f ,
根据动能定理有:
22mv 2
10f s -=- 解得N 60s 2mv f 2
2
== (2)人和滑板一起在空中做平抛运动,设初速度为0v ,飞行时间为t , 根据平抛运动规律有g h 2t =和t s v 10= 解得s /m 5s /m 10
8.123g h
2s v 1
0=⨯==。
点评:本题以滑板运动为背景,涉及平抛知识和动能定理,弄清这两个物理过程和情景是解决问题的关键,着重考查了学生观察、分析、解决问题的能力。
三、跳绳运动
例3. 某同学在跳绳比赛中,1分钟跳了180次,若每次起跳中有5
3时间腾空,该同学体重kg 50,则他在跳绳中克服重力做功的平均功率是__________W ;若他在跳绳的1分钟内,心脏跳动了60次,每次心跳输送134m 10-⨯的血液,其血压(可看作心脏血液压强的平均值)为Pa 1024⨯,则心脏工作的平均功率是__________W 。
(g 取2s /m 10)
解析:(1)人跳一次的时间s 3
1s 18060t 0==
,人上抛到最高点时间为s 533121t ⨯⨯==0.1s 此过程中克服重力做功J 25gt 21mg W 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛= 跳绳时克服重力做功的平均功率为
W 75W 3
1
25P == (2)设与心脏连接的血管截面积为S ,心脏每跳一次,血液向前推进距离为L ,则输出血液的体积L S V ⋅=,心脏做功PV SL P L F W =⋅=⋅= 平均功率W 2t
PV t W P 1===。
点评:本题中涉及到的跳绳运动、心脏的结构和功能,实际情况是十分复杂的,如果直接从实际情况考虑,必然感到无从下手,但采取类比转换法,将人类比质点模型,跳绳运动类比竖直上抛运动,心脏类比熟知的水泵,则可迅速理出解题思路。
四、足球运动
例4. 如图2所示,足球守门员在发球时,将一个静止的质量为kg 4.0的足球以s /m 10速度踢出,这时人对足球做的功为__________J ,足球沿草地做直线运动,受到的阻力是足球重力的0.2倍,当足球运动到距发球点20m 的后卫队员处时,速度为_______s /m 。
(g 2s /m 10=) 解析:J 20J 104.02
1mv 21W 220=⨯⨯==
人 又N 8.0mg 2.0f ==,根据动能定理得
202t mv 2
1mv 21x f -=⋅- 代入数据得s /m 5.4s /m 20v t ≈=。
点评:以学生喜闻乐见的足球为载体,让学生体会了处理变力做功问题的一般方法,加深了对动能定理的理解。
五、摸高运动
例5. 起跳摸高是学生常进行的一项活动,李刚同学身高1.72m ,质量60kg ,站立时举手摸高能达到2.14m ,在一次摸高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s 竖直跳离地面,设他蹬地的力大小恒为1050N ,其重心上升可视为匀变速直线运动,不计空气阻力,取2s /m 10g =,求:
(1)李刚同学摸高的最大高度;
(2)本刚同学从蹬地开始到跳离地面的过程中机械能的增加量。
解析:(1)李刚同学起跳蹬地过程中,受到地面的弹力和重力作用,向上做匀加速运动,设加速度为1a ,根据牛顿第二定律,对于起跳过程有1ma mg F =-
解得21s /m 5.7a =
经过s 4.0t 1=跳离地面时的速度
s /m 0.3t a v 111==
起跳后人竖直向上做加速度为g a 2=的匀减速直线运动,设上升的最大高度为2h
根据运动学公式有:221gh 2v =
解得m 45.0h 2=
所以摸高的最大高度
m 59.2m 45.0m 14.2h h H 20=+=+=。
(2)起跳过程中人重心上升的高度为
m 6.0t a 2
1h 2111==。
在此过程中,李刚同学重力势能的增加量为
△J 360mgh E 1p ==。
动能的增加量为△J 270mv 2
1E 21k ==。
所以机械能的增加量为△E=△J 630E E k p =+△。
点评:高考命题加大了以实际生活为背景的试题比重,联系实际的试题与物理知识密切相关,考查了学生运用所学知识解决具体问题的能力,这也是新课程改革的精髓所在。