追寻守恒量——能量 功
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追求守恒量——能量与功壹、教学目标1、理解功的概念,能利用功的一般公式进行功的计算;2、理解总功,能计算合外力对物体所做的总功;3、理解功是能量转化的量度,并能举例说明。
贰、知识罗列一、追寻守恒量——能量1、实验探究守恒量实验操作:两光滑斜面的高度相同,坡度不同。
让一光滑小球从斜面A滚下,继续滚上另一坡度不同的斜面B,如图所示。
实验结果:小球在斜面B上的某点的速度为零,该点距斜面底部的竖直高度与它出发时的高度相同。
实验结论:物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
2、一个物体如果具备了对外做功的本领,我们就说这个物体具有能量。
3、能量是状态量,是标量,与物体自我的某一状态相对应。
二、势能1、定义:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能,如重力势能、弹性势能等。
2、势能是能量的一种具体形式,是标量,是由相互作用力和相对位置共同决定的。
三、动能1、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。
如流动的水,吹来的风、运动的天体、绕原子核旋转的电子等都具有动能。
2、动能与物体的质量和速度有密切的联系。
3、动能与物体运动过程中某一状态相对应,是标量,并且总为正值。
4、一切运动物体都具有动能,大到天体,小到微观粒子。
四、功的概念1、定义:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
2、做功的两个因素:有作用力且物体在力的方向上发生的位移。
3、功的大小:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角的余弦这三者的乘积,即:αW=cosFl☆说明:(1)式中的F一般指恒力,l是在力的作用下物体的位移,α是力F 的方向与位移l的方向的夹角。
(2)力对物体做功,只与αF有关,与物体的运动状态无关。
、、l(3)功是标量,没有方向,但有正、负。
(4)功是过程量,求功时要明确是哪个力在哪段位移上的功。
4、功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
2.功1.如图所示,在与水平方向成θ角的恒力F作用下,行李箱沿水平方向移动了一段距离x。
该过程中,力F对行李箱做的功是()A.FxB.Fx sin θC.Fx cos θD.Fx tan θ2.(多选)物体在一恒力作用下做匀加速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是()A.在相等的时间内做的功相等B.在相等的位移上做的功相等C.做功的情况与物体运动速度有关D.做功的情况与物体运动速度无关3.大力士比赛在国外比较盛行,首次世界大力士比赛始于1977年,如图所示为某选手将20多吨的汽车在水平路面上拖行了20 m,下列说法正确的是()A.汽车受到的重力做了正功B.汽车受到的地面的摩擦力做了负功C.汽车受到的拉力不做功D.汽车受到地面的支持力做了正功4.(多选)下列说法正确的是()A.-10 J的功大于+5 J的功B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向5.倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,如图所示,则()A.当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功B.当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功C.当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功D.不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功6.如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所注),比较此过程中两人分别对木箱做功的多少有()A.大人做的功多B.小孩做的功多C.大人和小孩做的功一样多D.条件不足,无法判断7.质量为5×103 kg的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行,v-t图象如右图所示,求在汽车行驶的整个过程中,汽车克服摩擦力做的功。
1.(多选)质量为m的物体,静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l,如图所示。
§7.1追寻守恒量-----能量 7.2功 导学案(第一学时)
编写::高一备课组 班级: 姓名: 评价:
【自主学习】
1、势能:相互作用的物体凭借其 而具有的能量。
2、动能:物体由于 而具有的能量。
3、在伽利略的理想斜面实验中,小球的动能和势能相互转化,但是二者的总
量是 的。
4、功的定义:一个物体受到 的作用,并在力的方向上发生了一段 ,
我们就说这个力对物体做了 。
5、做功的因素:(1)力;(2)物体在 发生的位移。
6、功的公式:
(1)力F与位移l同向时:W= 。
(2)力F与位移l有夹角α时:W= ,其中F、l、cosα分别表
示 、 、 。
7、功的单位: ,功是 量(“标”或“矢”)。
8、合力的功等于各个力分别对物体所做功的 。
【合作探究】
1、举出生活中的一个例子,证明不同形式的能量之间可以相互转化。
2、一个人提着一桶水,在水平路面上匀速行走了一段路程,人对水桶是否做
了功?
3、质量为10kg的物体在拉力的作用下运动,拉力方向沿水平面,物体在动摩
擦因数为0.25的水平面上匀速移动4m,求拉力做的功。
【当堂检测】
1、如图所示,重为G的物体,受一向上的拉力F,向下以加速度a做匀减速
运动,则( )
A、重力做正功,拉力做正功,合力做正功。
B、重力做正功,拉力做负功,合力做负功。
C、重力做负功,拉力做正功,合力做正功。
D、重力做正功,拉力做负功,合力做正功
2、如图所示,某个力F=10N作用在半径为R=1m的转盘的边缘上,力F的大
小保持不变,但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致,则转动一周这个
理F做的总功为 ( )
A、0 B、20πJ
C、10J D、10πJ
3、用起重机把重量为2.0×104N的物体匀速的提高了5m,钢绳的拉力做了多
少功?重力做了多少功?物体克服重力做了多少功?这些力做的总功是多
少?
【能力提升】(第二学时)
1、在伽利略的理想斜面实验中,小球停下来的高度为h1,与它出发时的高度
h2相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法正确的是( )
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
2、以一定的速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为h,空气的阻力大
小恒为F,则从抛出至落回出发点的过程中,空气的阻力对小球做的功为( )
A、0 B、-Fh C、-2Fh D、-4Fh
3、一个质量为m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37º角斜向上方的拉力
F=500N,在水平地面上移动的距离l=5m(如图所示)。雪橇与地面间的滑动摩
擦力F阻=100N。求力对雪橇做的总功。
4、一位质量为m=60Kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡自由下滑。如果运动
员在下滑过程中受到的阻力为F=50N,斜坡的倾角θ=30º,运动员滑至坡地的
过程中,所受几个力做的功各是多少?这些力的总功是多少?
5、一个重量为10N的物体,在15N的水平拉力的作用下,一次在光滑的水平
面上移动0.5m,另一次在粗糙水平面上移动相同的距离,粗糙面与物体间的动
摩擦因数为0.2。在这种情况下,拉力做的功各是多少?拉力两次做的功是否
相同?各个力对物体做的总功是否相同?
6、如图所示,是一个物体受到的力F与位移l之间的关系图像,由图像求力F
对物体所做的功。