高中物理第四章机械能和能源3势能课件教科版必修2

用心 爱心 专心 高一物理必修2 第四章《机械能和能源》练习

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一、知识回顾（每空1分，共40分）

1．功：力对物体所做的功等于 的大小、 的大小以及 和 夹角的

的乘积。表达式为： 。功是 量，单位为 。

2．动能：物体由于 而具有的能量，Ek= 。

3．重力势能：物体由于被 而具有的能量，Ep= 。

4．弹性势能：物体由于发生 而具有的能量，221kxEk。

5．动能定理：合外力对物体所做的功等于物体 的变化。

表达式为： 。

6．机械能： 与 的统称。

7．机械能守恒定律：在只有 做功的情形下，物体的 和 发生相互转化，而总的 保持不变。表达式为： 。

8．自然界存在不同形式的能量：有机械能、 、 、 等。

9．能量守恒定律：能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程中其 不变。

10．功率：单位时间内 的多少。定义式： ，单位： 。

另一表达式： 。

11．按照下表的能源分类法，填写能源的名称：

类别 一次能源 二次能源

可再生能源

不可再生能源

第四章 功和能 机械能守恒定律

【知识建构】

第一节 功 功率

【考情分析】

考试大纲 大纲解读

.功和功率 II

.功、功率是高考的必考内容，其知识覆盖面广，题型全，从选择题到解答题无不触及，题目难度较大，未来高考中与其他知识点结合命题的可能性较大

机械能 功 功 做功的两个必要因素

恒力做功：cosFsW

变力做功

功率 平均功率：tWP或cosvFP

瞬时功率：cosFvP

机车的两种启动方式 以恒定的功率启动

以恒定的加速度启动

机械能 动能：2k21mvE

重力势能：mghEp

弹性势能：)(212仅适用于弹簧kxEp

机械能：pkEEE

基本规律 功能关系：EW

动能定理：12kkEEW

机械能守恒定律：p2k2p1k1EEEE

能量转化和守恒定律 【考点知识梳理】

一．功

1.概念：一个物体

，如果在力的方向上

，物理学中就说这个力对物体做了功．

2. 做功的两个必要因素： 和物体在力的方向上发生的

3. 公式：

，仅适用于__________做功，其中α是F和l的夹角．

4. 功是标量但有正负：

（1）当0≤＜90°时，0＜cos≤1，则力对物体做 ，即外界给物体 能量，力是动力；

（2）当090时，cos0，0W，则力对物体 ，即外界和物体间无能量交换．

（3）当90o＜α≤180o时，-1≤cos＜0，则力对物体做 ，即物体向外界 能量，力是阻力．

5.合力的功：各个力分别对物体所做功的

二．功率

1. 定义：功跟完成这些功所用时间的 ，叫做功率．单位： ，符号： ．

2. 物理意义：功率是描述力对物体做功 的物理量.

2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 3 势能教案2 教科版必修2

教学过程：

用投影片出示本节课的学习目标

1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算.

2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关.

3.知道重力势能的相对性.

4.了解弹性势能.

学习目标完成过程：

一、复习导入

二、新课教学

(一)重力势能

1.教师举例

把一个质量为ｍ的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功?重力势能如何变化?

学生：上升过程中，物体克服重力做功 (重力做负功).物体的重力势能增大.

下落过程中，重力做正功，物体的重力势能减小.

教师：前边我们学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?

学生：重力所做的功等于物体重力势能的变化.

2.上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化，下边我们再来分析一个例子：

①用投影片出示问题：

质量为ｍ的物体从高度为ｈ１的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少?

②学生求解得到：

重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）

③教师：前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.

板书：EＰ＝mgh

EＰ表示物体的重力势能单位焦（J）

ｍ→物体的质量单位千克（kg）

ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ

ｈ→物体的高度→米（ｍ）

④推导重力势能的单位：

∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J

∴重力势能的单位是焦耳，并把上述板书补充完整.

⑤重力势能是标量

3.据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：

①教师：我们用11mghEP来表示物体在初位置的重力势能，用22mghEP来表示物体在末位置的重力势能，则21PPGEEW

- 1 - 实验：验证机械能守恒定律

一、实验目的

1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。

二、实验原理

让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：

方案一：以物体自由下落的位置O为起始点，测出物体下落高度h时的速度大小v，若12 mv2＝mgh成立，则可验证物体的机械能守恒。

方案二：测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2，v1、v2的计算方法与方案一的相同。若关系式12 mv22 －12 mv21 ＝mgh成立，则物体的机械能守恒。

三、实验器材

铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源

实验过程

一、实验步骤

1．安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。

2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3～5次实验。

3．选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm的纸带，把纸带上打出的两点间 - 2 - 的距离为2 mm的第一个点作为起始点，记作O，在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3…

4．测距离：用刻度尺测出O点到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度h1、h2、h3…

二、数据处理

1．计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…并测量出各计数点到O 点的距离h1、h2、h3…再根据公式vn＝hn＋1－hn－12T ，计算出1、2、3、4、…n 点的瞬时速度v1、v2、v3、v4…vn。

2．机械能守恒验证：

方法一：利用起始点和第n点。

从起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为12 mv2n ，计算ghn和12 v2n ，如果在实验误差允许的范围内ghn＝12 v2n ，则机械能守恒定律得到验证。