高一物理机械能学案

机械能一章学案1．对公式W = F s cosθ的理解（1）公式适用的适用条件是什么?（2）公式中的F、s和θ的物理意义是什么？（3）功是矢量还是标量? （4）正功、负功的物理意义是什么？（5）功是过程物理量还是状态物理量？2．功率（1）定义式问题:公式的物理意义和适用条件是什么?（2）条件式P = F v cosθ①式中的θ与公式W = F s cosθ中的θ的区别是什么？②P何时为平均功率何时为瞬时功率?③F是否一定为恒力?④P恒定时物体做什么性质的运动？F为恒力物体的功率P如何变化?⑤公式P = W /t和F v cosθ的应用如何选择？3．动能（１）动能是过程物理量还是状态物理量？（２）动能是矢量还是标量?4．做功跟动能改变的关系（1）W总是否包括物体所受的重力做的功？如何求W总？（２）动能定理的适用条件是什么？5．重力势能Ep = mgh（1）重力势能是状态量还是过程量？（2）重力势能是矢量还是标量? （3）重力势能是相对量，还是绝对量？重力势能的变化是相对量，还是绝对量？（4）重力势能正负的物理意义是什么？６、做功和重力势能改变的关系（１）重力做功的特点是什么？（２）做功和重力势能改变的关系是什么？7．弹性势能与重力势能相类似，作定性了解．8．机械能守恒定律（１）机械能守恒条件是什么？如何理解这个守恒条件？（２）除地球外，如果一个系统有多个物体组成，此系统机械能守恒条件是什么？（３）机械能守恒定律的表达式有哪些？９、功能关系（１）什么是能？（２）功和能的关系是什么？如何理解这个关系？（３）机械能范围内的功能关系①动能变化量由什么功量度？②重力势能变化量由什么功量度？③弹性势能变化量由什么功量度？④机械能变化量由什么功量度？（４）其它功能关系①分子势能变化量由什么功量度？②电势能变化量由什么功量度？③电磁感应中感应电流所产生的电能由什么功量度？。

7.8机械能守恒定律（预习学案）班级姓名学习目标：1、知道物体的动能和势能可以相互转化2、理解机械能守恒定律的内容、公式、守恒条件3、能判定机械能是否守恒4、能列出机械能守恒的方程式动能和势能的转化试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况。

（1）自由下落的物体：能转化为能（2）沿光滑斜面向下运动的物体：能转化为能（3）竖直上抛的物体，上升时：能转化为能下落时：能转化为能动能和势能的转化规律思考1：看这样一个例子，动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?小结：该实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，总和不变。

一、机械能守恒定律推导：1.阅读课本“机械能守恒定律”，推导机械能守恒定律公式：可见：在只有重力做功的物体系统内，和可以相互转化，而总的保持不变。

同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和可以相互转化，总的也保持不变。

2.阅读课本“机械能守恒定律”，明确以下知识：（1）机械能守恒定律内容：__________________________________________（2）机械能守恒定律的表达式：________________ ____二.机械能守恒条件的理解：1.（1）从能量转化的角度看，只有系统内___ __和_ ____相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化；（2）从系统做功的角度看，只有__ _或___ __做功。

2.只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。

图3(1)只受_ ____或___ __；(2)除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功，或其它力所做功代数和为________。

达标自测1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是 （ ）A 、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B 、匀变速直线运动的物体，机械能可能守恒C 、外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒D 、物体若只有重力做功，机械能一定守恒2、一物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下，如图3所示，斜面高1m 阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？当堂检测：1.下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（ ）A ．被起重机吊起的货物正在匀速上升B ．物体做自由落体运动C ．物体沿粗糙斜面匀速下滑D ．物体做平抛运动 2.质量为m 的小球，从桌面上竖直抛出，桌面离地高为h ，小球能到达的离地高度为H ，若以桌面为重力势能为零的参考平面，不计空气阻力，则小球落地时的机械能为（ ）A ．mgHB ．mghC ．mg (H+h )D ．mg (H-h )3.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是 （ ）A ．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B ．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C ．外力对物体做功等于0时，机械能一定守恒D ．物体若只有重力做功，机械能一定守恒4.如图，把质量为0.5Kg 的石块从10m 高处以30° 角斜向上方抛出，初速度是v 0=5 m/s ，求石块落地时的速度的大小.（忽略空气的阻力,g =10m/s 2）。

课题：机械能守恒定律（一）一、学习目标：1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.2.会推导机械能守恒定律.二、学习重难点：机械能守恒定律的判断三、学习过程自学指导：认真默读课本62页—63页“研究机械能守恒定律”的内容，时间6分钟。

自学检测：（5分钟）1．动能与势能的相互转化①物体做自由落体运动，重力对物体做功，物体重力势能，动能.②当物体由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面上升时，重力对物体做功，物体的重力势能，动能．③被压缩的弹簧恢复原长时，弹力对与它接触的物体做功，弹簧的弹性势能，物体的动能．2．机械能：我们把、和统称为机械能．3．机械能守恒定律：在只有或做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能，这叫做机械能守恒定律．思考与讨论：用5分钟完成机械能守恒定律的推导。

如图所示，质量为m的物体自由下落的过程中，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度为h2的B点处时速度为v2，不计空气阻力，选择地面为参考平面，求：(1)物体在A、B处的机械能各是多少？(2)比较物体在A、B处的机械能的大小．课堂小结一、动能与势能的相互转化1．重力做功：动能⇌重力势能2．弹力做功：动能⇌弹性势能．二、机械能守恒定律1．条件：只有重力或弹力做功．2．表达式：E1＝E2．当堂训练（15分钟）1、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.以4g/5的加速度竖直向上做减速运动的物体2.当重力对物体做正功时，物体的（）A.重力势能一定增加，动能一定减少B.重力势能一定减少，动能一定增加C.重力势能不一定减少，动能一定增加D.重力势能一定减少，动能不一定增加3.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从桌面上方高为H处自由落下.不计空气阻力，假设桌面处为零势能位置，则小球落到地面前瞬间的机械能为（）A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H-h)4.如图所示，用一轻绳系一小球悬于O点．现将绳拉直使小球处于水平位置，然后静止释放，不计阻力．小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的是( )A．小球的机械能守恒B．小球所受的合力不变C．小球的动能不断减小D．小球的重力势能增加5．(选做题) 两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同且都光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示，如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是( ) A．下滑过程中重力所做的功相等B．它们到达底部时动能相等C．它们到达底部时速率相等D．它们在下滑过程中各自机械能不变。

高中物理《机械能守恒定律》教学教案（6篇）重点、难点分析篇一1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。

2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。

在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。

在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。

3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。

通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。

说明篇二势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。

在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。

教学目标篇三1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。

2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

小结篇四1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。

通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。

2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。

3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。

通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。

4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。

关于机械能的物理教案一、教学目标1. 让学生了解机械能的概念，理解机械能的两种形式：动能和势能。

2. 让学生掌握动能和势能的计算方法，以及影响因素。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 机械能的概念及其分类2. 动能的计算方法及影响因素3. 势能的计算方法及影响因素4. 动能和势能的相互转化5. 机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 教学重点：机械能的概念、动能和势能的计算方法、影响因素、机械能守恒定律。

2. 教学难点：动能和势能的相互转化、机械能守恒定律的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究机械能的相关概念和规律。

2. 利用实验和实例，让学生直观地理解动能和势能的计算及影响因素。

3. 运用小组讨论法，培养学生的合作精神和沟通能力。

4. 采用案例分析法，提高学生解决实际问题的能力。

五、教学步骤1. 导入新课：通过提问方式引导学生回顾动能和势能的概念，激发学生对机械能的兴趣。

2. 讲解机械能的概念：讲解机械能的定义，阐述动能和势能的关系。

3. 讲解动能的计算方法及影响因素：结合公式和实例，讲解动能的计算方法，分析影响动能的因素。

4. 讲解势能的计算方法及影响因素：结合公式和实例，讲解势能的计算方法，分析影响势能的因素。

5. 讲解动能和势能的相互转化：通过实例和动画，展示动能和势能的相互转化过程。

6. 讲解机械能守恒定律：阐述机械能守恒定律的内容，分析守恒条件。

7. 课堂练习：布置有关机械能的计算和应用题目，让学生巩固所学知识。

8. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出课后思考题，引导学生深入思考。

9. 课后作业：布置适量作业，巩固所学知识。

10. 教学反思：针对本节课的教学效果，进行自我评价和反思，为下一步教学提供改进方向。

六、教学评价1. 评价内容：学生对机械能概念的理解，动能和势能计算方法的掌握，以及机械能守恒定律的应用。

2. 评价方法：课堂问答、课后作业、小测验、实验报告。

高中物理《机械能》导学案教科版必修【学习目标】1、知道功的概念及做功的条件，掌握恒力做功的计算方法。

2、掌握功率的概念、理解功率的含义。

3、掌握动能、重力势能、弹性势能等概念及其物理意义。

4、掌握动能定理，并能运用动能定理分析与解决相关的力学问题。

5、理解机械能守恒的条件，掌握运用机械能守恒定律分析与解决相关的力学问题。

【重点难点】运用动能定理、机械能守恒定律分析与解决相关的力学问题。

【使用说明及学法指导】细读教材，根据旧知回顾的提示先自学然后通过小组合作完成导学案。

【旧知回顾】知识点一、功和功率（一）、功1、做功的两个要素：_________________和___________________________________。

2、恒力做功的公式：W=_______________________。

（1）当00≤α<900时，W＞0，力对物体做______功。

（2）当α=900时， W＝_______，力对物体不做功。

（3）当1800 ≥ α>900时，W＜0，力对物体做_______功。

（4）总功的计算：W合=W1+W2+…+Wn（二）、功率1、平均功率表达式：P=__________________________。

2、瞬时功率表达式：P＝_______________________ （v为瞬时速度）3、机车功率 P=Fv 其中F为机车的____________,v为机车的__________________。

检测1、用400N的力在水平地面上拉车行走50m，拉力与车前进的方向成30角。

那么，拉力对车做的功是多少？检测2、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为多少？检测3、、质量为m=1kg的物体从某一高度自由下落，空气阻力不计，取g=10m/s2,则在第1s内重力做功为多少？第1s内重力做功的平均功率为多少？第1s末重力做功的瞬时功率为多少？知识点二、动能和动能定理1、动能表达式：Ek=______________________。

第三节能量守恒定律自主学习一机械能E1．定义：叫机械能。

用符号E表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。

2．表达式：3．注意：①机械能是状态量。

②机械能是标量。

没有方向，只有大小，可有正负(因势能可有正负)。

③机械能具有相对性，因为势能具有相对性，所以机械能也具有相对性。

4．机械能的几种不同形式可以相互转化。

二、机械能守恒定律1．推导：2．定律的表述：只有重力做功系统（研究对象是物体和地球组成的系统）中的机械能守恒定律：在只有重力做功的情形下，。

拓展一：若只有弹簧弹力做功系统(研究对象是物体与弹簧组成的系统)中的机械能守恒定律：在只有弹簧弹力对物体做功的情形下，弹簧的弹性势能与物体的动能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

拓展二：只有重力和弹簧弹力做功系统(研究对象是物体与弹簧和地球组成的系统)中的机械能守恒定律：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

3．表达式：或者其中E Kl、E Pl、E1分别是初状态时的动能、势能和机械能；E K2、E P2、E2分别是末状态时的动能、势能和机械能。

4．适用条件：①物体只受重力或弹簧弹力作用；②只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功；③虽有多个力做功，但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零；5．对定律的理解：(1)机械能守恒定律“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。

(2)机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功．没有其他外力做功”。

不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念。

(3)机械能守恒是针对一个系统而言的，不能对单个物体运用。

典例分析【例1】在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是( )A．作自由落体运动的物体。

B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。

C．沿光滑曲面自由下滑的物体。

第七章机械能●本章概述功和能的概念是物理学中重要的基本概念.功和能的关系以及各种不同形式的能相互转化和守恒的规律，贯穿在全部物理学中，是物理学的基本规律之一.机械能的概念和机械能守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点，也是运动学和动力学知识的进一步综合和展开.功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径，同时也是分析解决电磁学、热学等物理现象的重要依据.解决力学问题，从能量的观点入手分析，可以不涉及整个过程作用的细节，只涉及起始状态和终了状态.既避免了直接应用牛顿定律所遇到的困难，同时也简化了解决问题的步骤.本章的叙述具有以下特点：1.逐步加深理解功和能的概念及功能关系.2.在讲解功、功率、动能、重力势能、机械能守恒定律时都充分考查了初中学过的知识，并在此基础上定量地展开.3.在介绍有关知识时，注意知识的扩展，把知识讲活，如讲功的计算时，介绍了物体在变力作用下做功的思路；讲解动能定理时，指出不论是恒力还是变力，也不论物体是否做直线运动，动能定理都成立等.本章可分为三个单元：第一单元：第一节和第二节讲述功和功率.第二单元：第三、四、五节讲述动能、动能定理和重力势能.第三单元：第六、七节讲述机械能守恒定律及其应用.高考对本章考查的热点包括功和功率、动能、重力势能、动能定律、机能守恒定律、能的转化和守恒定律，考查的特点是灵活性强、综合面大、能力要求高，如变力功的求法以及本章知识与牛顿运动定律、圆周运动、动量守恒定律及电磁学、热学知识的综合应用等.第一节功●本节教材分析本节讲解功的概念，先复习初中学过的公式W= F·s，然后扩展为功的一般公式W= Fs cosα，教学中要注意这个扩展过程，使学生知道其中的推理过程，培养学生的推理能力.在本节的教学中，要注意强调本章研究的线索：功和能是有密切联系的物理量，以及做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化.本节的重点是正功和负功，要结合实例说明力在什么情况下做正功，在什么情况下做负功，并使学生清楚地知道：一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功.对于变力做功问题，可采用专题辅导讨论的形式进行，以开阔学生的眼界.●教学目标一、知识目标1.知道功的定义，理解功的两个要素.2.掌握功的公式：W = Fs cosα.明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位.3.知道功是标量，理解正功和负功的含义.二、能力目标1.能正确运用功的公式计算各力做功的大小.2.在具体的物理情景中，判断物体所受各力是否做功以及做功的正负.3.掌握合力做功的两种计算方法.三、德育目标在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度.●教学重点1.功的概念.2.功的计算公式.●教学难点1.如何判定各个力做功的正负.2.各个力所做的总功的计算.●教学方法在复习初中有关知识的基础上，通过扩展举例和分析来解决重点、突破难点.●教学用具投影仪、投影片.●课时安排1课时●教学过程一、导入新课我们知道自然界存在各种不同形式的能量，例如机械能（动能和势能）、内能、电能、化学能、核能等，不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总能量守恒.我们在初中学过功的知识，知道功和能是有密切关系的.原来，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，这样，通过做功的多少就可以定量地研究能量及其相互转化了.本节课我们先来学习功.二、新课教学［知识板块一］功：［程序一］［投影阅读思考题］1.做功的两个不可缺少的因素是___________和___________.2.举几个实例说明力对物体做了功.3.功的大小由___________、___________和___________共同决定.4.如果力的方向与物体的运动方向一致，功的大小如何确定？5.如果力F的方向与运动方向成某一角度时，应如何求解力F对物体所做的功？6.功是矢量还是标量？它的单位是什么？这个单位是如何规定的？［程序二］学生分组阅读、讨论、解答思考题.［程序三］用多媒体对学生的解答进行概括.1.物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素.2.功的求解公式：W=Fs cosα其实F在位移s上应是恒力，α是F与位移s的夹角.即力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积.3.功是一个标量，在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦.符号是J.1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所做的功.1 J=1 N×1 m=1 N·m［程序四］重点讲解点拨：如图所示，当力F 的方向与运动方向成某一角度时，功的求解. 1.师生共同分析力F 产生的效果： ［效果一］向右拉物体； ［效果二］向上拉物体；2.据力F 产生的效果对F 进行分解.3.分力F 1所做的功等于F 1s ,分力F 2的方向跟位移的方向垂直，物体在F 2的方向上没有发生位移，F 2做的功等于零.因此，力F 对物体所做的功W 等于F 1s ,而F 1=F cos α.所以：W =Fs cos α 总结：（1）力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积.（2）α指的是力F 和位移间的夹角. ［程序五］投影第一组巩固训练题：下图表示物体在力F 作用下在水平面上发生一段位移s ,试分别计算在这三种情况下力F 对物体所做的功，设在这三种情况下力、位移的大小都相同：F =10 N,s =2 m,角θ的大小如图中所示.甲图中：F 和s 之间夹角为π－θ=30°. 所以W 甲=Fsc o s 30°=10×2×23J=103 J乙图中：力F 和位移s 之间的夹角为π－θ=150° 所以W 乙=Fsc o s 150°=10×2×(－23) J=－103 J丙图中：力F 和s 之间的夹角为30°. 所以W 丙=Fs cos30°=103 J拓展讨论：甲和丙图中力F 做的功相同，那么力F 对物体产生的效果有什么不同呢？ （对地产生的压力不同） 知识板块二：正功和负功 ［程序一］［投影］思考题组二：1.据W =Fs cos α讨论力对物体做功的几种情形.2.举例说明：①力对物体不做功；②力对物体做正功； ③力对物体做负功.3.关于力对物体做负功的两种意义等同的说法是什么？ ［程序二］分组讨论并解答上述问题 ［程序三］师生一起概括总结： （一）据W =Fs cos α讨论得到： 1.当α=2π时，cos α=0,W =0，这表示力F 的方向跟位移s 的方向垂直时，力F 不做功. ［例1］物体在水平面上运动时，重力G 和支持力F 都跟位移方向垂直，这两个力都不做功.2.当α＜2π时，cos α＞0,W ＞0，这表示力F 对物体做正功. ［例2］人用力推车前进时，人的推力F 对小车做正功. ③当2π＜α≤π时，cos α＜0,W ＜0.这表示力对物体做负功. ［例3］人用力阻碍车前进时，人的推力F 对车做负功.（二）一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了正功（取绝对值）［例4］竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了－6 J 的功，可以说成球克服重力做了6 J 的功.程序四：投影第二组巩固练习：用起重机把重量为2.0×104 N 的重物匀速地提高5 m ，钢绳的拉力做多少功？重力做多少功？重物克服重力做多少功？解：因为重物被匀速提起，所以拉力等于重力，即F 拉=mg 所以W 拉=F 拉h =mgh =2×104×5=105 J WG =－Gh =－2×104×5=－105 J 重物克服重力做了105 J 的功.知识板块三：外力所做的功和各个力做功之间的关系.教师讲解：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移s 时，这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和.如图所示：一个物体在水平面上运动，它受到四个力的作用：拉力F 1，滑动摩擦力F 2， 重力G ， 支持力F 3.重力和支持力不做功，因而外力所做的总功W 等于拉力F 1和滑动摩擦力F 2所做功的代数和：W =F 1cos α×s －F 2s学生活动：证明：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等于这几个力的合力对物体所做的功.学生把证明过程在实物投影仪上展示. 例题分析：［投影课本例题］一个质量m =2 kg 的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F 1=10 N ，在水平地面上移动的距离s =2 m ，物体与地面间的滑动摩擦力F 2=4.2 N ，求外力对物体所做的总功.学生活动：1.对物体进行受力分析；2.讨论有几种求解方法;3.学生求解并在投影仪上展示. 在投影仪上展示正确的求解过程. 解法一：拉力F 1对物体所做的功为： W 1=F 1s cos37°=16 J摩擦力F 2对物体所做的功为： W 2=F 2s cos180°=－8.4 J外力对物体所做的总功W 等于W 1和W 2的代数和. 所以：W =W 1+W 2=7.6 J 解法二：物体受到的合力为： F 合=F 1c o s 37°－F 2=10×54N －4.2 N=3.8 N 所以W =F 合s =3.8×2 J=7.6 J当物体同时受到几个力作用时，计算合外力的功有两种方法.一是先分别求各个外力的功W 1=F 1s cos α1,W 2=F 2s cos α2…再把各个外力的功代数相加. 二是先用平行四边形定则求出合外力，再根据W =F 合s cos α计算功，注意α应是合外力与位移s 之间的夹角.三、巩固练习1.下图所示的四种情况中，A 、B 两物体相对静止，一起向右运动，则A.图甲中，A 、B 间摩擦力对A 做正功B.图乙中，A 、B 间摩擦力对B 做负功C.图丙中，A 、B 间摩擦力对B 做正功D.图丁中，A 、B 间摩擦力对A 做负功2.以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h ，空气阻力的大小为f ,则从抛出至回到原出发点的过程中，求空气阻力对小球做的功.参考答案：1. BCD2.－2fh 四、小结本节课的重点是功的初步概念及功的正确计算，难点是对功的初步概念的正确形式和力对物体做负功的理解.功这个概念比较抽象，学生缺乏感性认识，在学习时最好采用类比的方法，将高、初中的功的概念中不同的关键词组进行对比理解.同时要联系实际理解功的概念：如果力对物体做负功，则这个力一定表现为阻力，也常说为物体克服这个力做功，同时要注意学会判定力对物体是否做功的方法.五、作业（一）课本练习一 （二）思考题：1.如左下图所示，水平面上质量为m 的物体由A 经B 点运动到C 点，已知物体与水平面间动摩擦系数为μ，求由A 到C 过程中摩擦力做的功.2.如右上图所示，上表面光滑木板的质量为 M ，长为 L ，放在水平面上，一细线通过定滑轮将木板与质量为m 的小木块相连，M 与水平面间的动摩擦因数为 μ，现用水平向右的力将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是A.μmgLB.2μgmLC.2mgLμ D.2gL)M m (+μ3.如图所示，质量为m 的物体 P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F 向右推劈，使P 与劈保持相对静止，当前进的水平位移为 s 时，劈对P 做的功为A.FsB.mg sin θ·2sC.mg cos θ·sD.mgta n θ·s 4.对于一对相互作用力在作用过程中，分析它们做功的代数和是否一定等于零. 参考答案：1. W AC = W AB + W BC = －μmg (BC AB )2.W F = F ·s ·cos α=μ(M + m )g ·2L，选D. 3.由于P 与劈保持相对静止，故P 必然做加速运动，如图所示可知N = m g /cos θ.故劈对P 做的功为W =N ·s ·sin θ= mgta n θs ，选D.4.答：不一定等于零. 六、板书设计七、本节优化训练设计1.关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是 A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功2.如图所示,一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F 的作用下沿平面移动了距离s ，若物体的质量为m ，物体与地面之间的摩擦力大小为F f ，则在此过程中A.摩擦力做的功为F f sB.力F 做的功为Fs cos θC.力F 做的功为Fs sin θD.重力做的功为mgs3.质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s 时，物体m 相对斜面静止，下列说法中不正确的是A.摩擦力对物体m 做功为0B.合力对物体m 做功为0C.摩擦力对物体m 做负功D.弹力对物体m 做正功4.起重机竖直吊起质量为m 的重物，上升的加速度是a ，上升的高度是h ，则起重机对货 物做的功是A.mghB.mahC.m （g ＋a ）hD.m （g －a ）h 5.关于一对相互作用力在作用过程中，它们的总功W 和总冲量I ，下列说法中正确的是A.W 和I 一定都等于0B.W 一定等于0，I 不可能为0C.W 可能不等于0，I 一定等于0D.W 和I 都可能不等于06.把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h ，若物体的质量为m ，所受的 空气阻力恒为F f ，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中 A.重力所做的功为0 B.重力所做的功为2 mgh C.空气阻力做的功为0D.空气阻力做的功为－2F f h7.质量为m 的物体放在水平面上，施以水平拉力F ，从静止开始前进了时间t ，撤去F ，这之后又经过t 时间，物体才停下来，设物体在运动过程中所受阻力不变，则A.力F 所做的功为m t F 222B .力F 所做的功为m t F 422C.物体克服阻力做功m t F 422D.物体克服阻力做功mt F 2228.如图所示，水平面上的物体受到力F 1、F 2作用，F 1水平向右，F 2与水平方向之间夹角为θ，物体在运动过程中，力F 1与F 2的合力做功为W ，若物体一直沿水平面运动，则力F 2对物体做功的大小为A.212F F F + WB.212F F cos F +θWC.211F cos F cos F +θθWD.θθcos F F cos F 212+ W9.如图所示，质量为m 的物体静止于倾角为θ的光滑斜面体上，斜面体的质量为M ，现对该斜面体施加一个水平向左的推力F 1，使物体与斜面之间无相对滑动，一起沿水平方向向左移动了s ，则在此匀速运动过程中斜面体M 对物体做的功为A.FsB.mgsta n θC.mM m+F sD.mgs cos θsin θ10.如图所示的轨道ABCD 中，AB 、CD 为光滑圆弧轨道，BC 为长2 m 的水平轨道，物体与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，质量为m 的物体从高h ＝1 m 的A 处由静止开始滑下，求：（1）物体第一次在轨道到达的最大高度H . （2）物体最后停在何处? 参考答案：1.B2.C3.A4.C5.C6.A D7.BC8.D 提示：据题意：Ｗ＝（F 2·cos θ＋F 1）s ，F 2对物体做的功Ｗ2＝F 2s cos θ.由上面两式可解出Ｗ2.9.B 10.（1）Ｈ＝0.6m （2）物体最后停在BC 的中点 ●备课资料 一、知识网页 功：物体在力的作用下沿力的方向发生一段位移，则称力对物体做了功.力与在该力作用期间在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素.做功的过程必伴随着能量的变化与转化，力对物体做了多少功，物体某种形式的能量就变化了多少，相应地，必有多少其他形式的能量与该形式能量发生了转化.因此，功是能量变化与转化的量度.（1）恒力做功的公式：W = Fs cos α.式中s 是受恒力F 作用的质点的位移，也就是力的作用点的位移，通常如不特别说明，应以地面为参考系计量.α是恒力F 与位移s 这两个矢量方向之间的夹角.这里，应注意力的作用点的位移与作用点的变换之间的区别.例如，物体由地面上的A点滑到B点时，物体对地面的摩擦力是否做功？有的同学认为，物体对地面的摩擦力原来作用于地面A点，后来作用于地面B点，作用点发生了位移AB，因此作用于地面的摩擦力做功.这种理解是错误的.实际上力的作用点开始时在地面上A点，但该点在力的作用过程中并没有发生位移，只是在物体运动过程中，对地面摩擦力的作用点不断地发生变换，最后变换为B.在此变换过程中，每一个作用点都未发生位移，因此物体对地面的摩擦力不做功.由公式还可见，恒力对物体做了多少功，只取决于该力本身的大小、方向以及物体（质点）的位移大小和方向，在该力和物体的位移已确定的情况下，与物体所受其他力无直接关系.因此，讨论力做功的问题时，必须明确研究的是哪个力对哪个物体做功.（2）功是标量功的正负不表示方向（功没有方向），而表示是动力还是阻力对物体做功.当F与s夹角小于90°时，力F是动力，力F做功为正；当F与s夹角大于90°（不超过180°）时，力F为阻力，对物体做负功.当F做负功时，也可说成物体克服阻力做功（只取绝对值）.（3）变力做功的计算变力做功时，原则上可将位移分成许多极小的小段Δs，在每一小段上可将变力视为恒力，可求力在Δs上所做的功，再将各段上做功求代数和即可.例如，物体在地面上沿曲线滑动时，所受滑动摩擦力如果大小不变，利用上述微元法，可求得摩擦力F所做功为－Fs，式中s为物体运动之路程，而不是位移.高中物理中，经常根据物体的能量变化或物体间能量转化求变力做功（当然，也可求恒力做功）.此外，还可根据功率求变力做功.（4）如何判断某力对物体是否做功判断一个力对物体是否做功，可根据该力和与物体位移方向的夹角是否为90°，或力与物体速度的方向的夹角是否总是90°，也可根据物体之间由于力F的作用是否有能量转化来确认力是否对物体做功.例如，斜面体a放在光滑水平桌面上，斜面光滑.使物体b由斜面顶端从静止开始滑下，如左上图所示，a、b之间的弹力对b物体是否做功？b沿斜面下滑时，斜面体a将沿水平桌面向右运动，从地面观察，b的位移是a的水平位移s1与b相对于a沿斜面下滑的位移s′的矢量和，如右上图所示.显然a作用在b上的弹力虽然与s′垂直，但与b 相对于地面的位移s2所成夹角大于90°，所以弹力F对物体b做负功或从能量转化的角度考虑，由于a、b之间弹力的作用，斜面体a机械能增加了，因为a、b组成的系统与外界无能量交换，物体b的机械能必定减少了，弹力F应对物体b做负功.二、分析摩擦力做功（一）滑动摩擦力做的功1.滑动摩擦力可以对物体做负功当滑动摩擦力阻碍物体运动或物体克服摩擦力运动时，滑动摩擦力对物体做负功，例如用力F拉质量为m的物体在地面上向右运动，物体的位移为s，则位移方向向右，而力F f的方向向左，所以滑动摩擦力对物体m做了负功.2.滑动摩擦力可以对物体不做功在上边的例子中，地面虽然受到物体对它的滑动摩擦力的作用，但地面并没有移动，即滑动摩擦力对地面不做功.3.滑动摩擦力可以对物体做正功当滑动摩擦力的作用效果是加快物体运动时，其对物体做正功.如图所示，水平地面上有辆平板车，其粗糙的表面上放有一质量为m的木块，当平板车向右加速运动的位移为s时，发现木块在它上面发生向左方向的相对位移s′，即滑动摩擦力对木块的做功情况如何？当小车向右加速运动时，木块相对于小车向左滑动，所以木块受到的滑动摩擦力方向向右，在小车运动过程中，车上的木块相对于地面的位移为s－s′，方向向右，所以此过程中滑动摩擦力对木块做正功，其大小为W = Fs cosα=μmg cos0°(s－s′) =μmg(s－s′)；滑动摩擦力对小车做负功W′=μmgs cosπ=－μmgs.则这一对滑动摩擦力分别对两物体所做功之和为W合= W + W′=－μmgs′.从以上分析中可看出，物体之间的滑动摩擦力可以对其中某一部分做正功，也可以做负功，甚至可以不做功，但摩擦力对两个物体不可能同时不做功，它可能对一物体做正功，对另一物体做负功，也可能同时对两物体做负功，如在寒冷的冬天，用搓手的方法取暖就是滑动摩擦力同时对两只手做负功.总之，两物体间的滑动摩擦力至少对一个物体必须做功，并且对两物体所做的总功一定是负值，这正是相对滑动为什么会有机械能转化为内能的原因.（二）关于静摩擦力做的功1.静摩擦力可以对物体不做功（1）当物体受静摩擦力作用时，若物体相对地面处于静止状态，静摩擦力对物体不做功，因为物体相对于地面的位移为零.（2）如下图所示，有一水平圆形转盘绕竖直轴以角速度ω转动，在离轴心为r处放一块质量为m的木块，随圆盘一起做匀速圆周运动.在转动过程中，木块m有沿半径向外运动的趋势，则它所受静摩擦力方向沿半径指向圆心，所以该力始终与速度方向垂直，在任何时刻木块所受的静摩擦力对它不做功.由此可看出，物体在静摩擦力作用下相对于地面运动，此时静摩擦力也可以对物体不做功.2.静摩擦力可以对物体做负功，也可以对物体做正功如图所示，在一与水平方向夹角为θ的传送带上，有一袋水泥相对于传送带静止.（1）当水泥随传送带一起匀速向下运动时，水泥相对于地面的位移方向沿斜面斜向下，传送带对它的静摩擦力与它的重力的下滑分力相平衡，即沿斜面向上.在这里，静摩擦力对物体做负功.（2）当水泥随传送带一起匀速向上运动时，水泥所受静摩擦力与物体位移方向一致，静摩擦力对水泥做正功.综上所述，物体之间的静摩擦力可以对其中一个物体做正功，也可以做负功，甚至不做功，关键看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系.与滑动摩擦力做功所不同的是一对静摩擦力对两物体所做的总功为零，这是因为物体间的静摩擦力总是大小相等、方向相反，而它们运动时相对于地面的位移是相同的，所以它们之间的静摩擦力若做功时，必定对一个物体做正功，对另一个物体做等量的负功，要么静摩擦力对两物体都不做功，这就是在静摩擦力作用下的两物体，即使发生运动也不会产生内能的原因.（三）关于斜面上摩擦力做功的一个结论：如图所示，斜面长l ，倾角为θ，一个质量为m 的物体沿斜面由顶端向底端滑动，动摩擦因数为μ，则物体克服摩擦力所做的功为多少?解：Ｗf ＝F f ·l ＝μmgl cos θ＝μGx .式中G 为物体所受的重力，x 为物体在水平方向上的位移，即位移的水平分量x=l cos θ.可见，当物体只受重力、弹力和摩擦力作用沿斜面运动时，克服摩擦力所做的功等于动摩擦因数、重力的大小和水平位移的大小三者的乘积.当物体沿下凹曲面下滑，物块在某一点的法向合力满足F 法＝N －mg cos θ＝m rv 2，由表达式可知，物体质量较大时，即使相对速度较小，mv 2／r 的值也不能忽略.此时摩擦力F f =μN ＝μ（mg cos θ＋m rv 2），而不是μmg cos θ.再用微元法化曲为直可知，物块下滑过程中克服摩擦力做功W f ＞μmgx .同理，物体沿上凸曲面向下滑而不滑离曲面时，克服摩擦力做功应满足下列关系W f ＞μmgx .因此，关于物体在斜面上运动时（1）物体沿粗糙直斜面下滑时，W f ＝μmgx .（2）沿粗糙下凹曲面下滑时，W f ＞μmgx .（3）沿粗糙上凸曲面下滑时，W f ＜μmgx .其中W f 为物体克服摩擦力做的功，μ为物体与曲面的动摩擦因数，x 为物体水平位移参考资料：《中学物理教学参考》2001.5 2000.9三、变力做功的求解方法恒力做功可用公式W ＝Fs cos α来求解，但如果是变力做功，就很难套用公式了，所以在高中阶段求变力做功一直是教学难点.1.用动能定理求解据动能定理知，外力对物体所做的功等于物体动能的变化，即W 外＝ΔE k ，W 外指物体受到的所有外力对物体所做功的代数和，ΔE k 是物体动能的变化量.［例1］一根细绳绕过光滑的轻小定滑轮，用恒力F ＝５0 N 向下拉绳子的一端，将静止在水平地面A 点上质量m =10 k g 的物体(视为质点)沿地面移到B 点.到B 点时，物体的速度为v =4 m/s.物体在A 点时，绳子与水平方向的夹角为θ1＝37°，移到B 点时，θ2＝53°，若定滑轮离地面的高度为4.8 m ，求物体从A 到B 的过程中，摩擦阻力对物体做的功.解：本题中，摩擦力方向不变(向右)，但大小变，是变力，据动能定理.W 总＝ＷG ＋Ｗ支＋Ｗ拉＋Ｗ摩ΔE k ＝21mv 2－0＝80 Ｊ 又因为ＷG ＝0，Ｗ支＝0 Ｗ拉＝F （21θθsin H sin H -）＝100 J 所以W 摩＝－20 Ｊ.2.用功能原理求解机械能守恒定律告诉我们，在只有重力和弹力做功时，系统的机械能守恒，言外之意，如果除重力和弹力之外的其他力对物体做功，系统的机械能就会发生变化，而且这些力做了多少功，系统就有多少机械能发生转化，这就是功能原理.如果这些力是变力或只有一个变力做功，而其他力对物体做的功和系统机械能的变化量容易求得，就可以用功能原理求解变力做功的问题.［例2］如图，一人通过光滑定滑轮用轻绳拉着质量为m =10 kg 的物体极其缓慢地从A 处移到B 处，如果CA ＝3 m ，AB ＝4 m ，那么在这一过程中，人通过绳子拉物体做了多少功?。

《机械能》导学案一、学习目标1、理解机械能的概念，包括动能、重力势能和弹性势能。

2、掌握动能和势能的表达式及影响因素。

3、理解动能定理和机械能守恒定律，并能运用其解决实际问题。

二、知识梳理（一）动能1、定义：物体由于运动而具有的能。

2、表达式：＄E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄（其中$m$为物体的质量，＄v$为物体的速度）3、影响因素：物体的质量和速度。

质量越大，速度越大，动能越大。

（二）重力势能1、定义：物体由于被举高而具有的能。

2、表达式：＄E_{p}＝mgh$（其中$m$为物体的质量，＄g$为重力加速度，＄h$为物体相对于参考平面的高度）3、影响因素：物体的质量和高度。

质量越大，高度越高，重力势能越大。

4、重力势能的相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关。

（三）弹性势能1、定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。

2、影响因素：物体的弹性形变程度。

弹性形变程度越大，弹性势能越大。

（四）动能定理1、内容：合外力对物体做功等于物体动能的变化。

2、表达式：＄W_{合}＝＼Delta E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv_{2}＾｛2} ＼frac{1}｛2}mv_{1}＾｛2}＄（五）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，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

2、表达式：＄E_{k1} ＋ E_{p1} ＝ E_{k2} ＋ E_{p2}＄三、重点难点（一）重点1、理解动能、重力势能和弹性势能的概念及表达式。

2、掌握动能定理和机械能守恒定律的应用。

（二）难点1、理解机械能守恒的条件。

2、运用动能定理和机械能守恒定律解决复杂的力学问题。

四、典型例题例 1：一个质量为$2kg$的物体，在水平地面上以$4m/s$的速度匀速运动，求物体的动能。

解：已知物体的质量$m ＝ 2kg$，速度$v ＝ 4m/s$，根据动能的表达式$E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，可得物体的动能为：＄E_{k}＝＼frac{1}｛2}×2×4^｛2}＝16J$例 2：一质量为$1kg$的物体从高度为$5m$的地方自由下落，求物体到达地面时的速度。

《3.2机械能》学案一、【学习目标】1、理解动能和势能的相互转化并能解释机械能转化的简单科学现象。

2、通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

3、积极学习，感悟自然界中能量的转化和转移。

二、【学习重点、难点】：重点：动能和势能的相互转化。

难点：机械能守恒的应用分析。

课前小作业【复习旧知】1、动能在探究动能大小与哪些因素有关的实验中通过观察判断小球动能的大小。

动能的大小与那些因素有关、；当物体质量一定时，_________越大,动能越大；当物体运动速度一定时，_______越大,动能越大。

2、重力势能重力势能的大小与那些因素有关、；当物体质量一定时，______________越大,重力势能越大；当物体被举高的高度一定时，_________越大,重力势能越大。

3、弹性势能弹性势能的大小与物体由于发生的程度有关；物体发生弹性形变的程度，弹性势能越大。

模块一：【弹性势能和动能的相互转化】下列内容选填（“变大”、“不变”、“变小”）罐子向前滚动时，橡皮筋的弹性形变______，弹性势能______；同时观察到罐子的速度______，动能______；罐子向后滚动时，橡皮筋的弹性形变______，弹性势能______；同时观察到罐子的速度______，动能______；模块二：【重力势能和动能的相互转化】下列表格内容选填（“增大”、“不变”、“减小”）高度重力势能运动速度动能下降上升模块三：【机械能及其守恒】1、摆球在半个周期内能量的转化A→B：能转化为能B →C：能转化为能2、卫星绕地运行过程中能量的转化近地点到远地点：远地点到近地点：3、一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯分别滑下，以下两种情况哪一次滑到底端的速度大？。

（1）运动阻力可以忽略；（2）运动阻力不能忽略；。