物理：7.1.2追寻守恒量--能量 功 课件（新人教版必修2）

(共29张PPT)
劳厄
费 恩 曼
创
设
情
境
1 伽利略的理想实验说明什么？
2 什么是势能和动能？
3 你能举出生活中的守恒事例吗？
自
主
学
习
科
学
探
索
伽利略的理想实验：
伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
A
B
h
h
科
学
探
索
下滚过程 上滚过程
高 度
速 度
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。
说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。
问
题
归
纳
几种常见的能量形式
相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
实
例
分
析
探究1：滚摆中的能量转化
探究2：单摆中的能量转化
1．在图5-1所示的伽利略的斜面理想实验中（斜面光滑），以下说法正确的是 ( )
A．小球从A到B运动的过程动能保持不变
B．小球从A到B运动的过程势能减少
C．只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D．小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
2．下列实例中,动能转化为势能的是 ( )
A．竖直上抛的正在上升的石块.
B．上紧发条的玩具汽车正在行驶.
C．从高处下落的乒乓球
D．从斜槽上滚下的钢珠
B
A
学
生
练
习
3．关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的是 （ ）
A．无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同.
B．实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些.
C．只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同.
D．伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量.
BCD
学
生
练
习
创
设
情
境
在认识能量的历史过程中，人们建
立了功的概念，因而功和能是两个密切
联系的物理量，即如果物体在力的作用
下能量发生了变化，那么这个力一定对
物体做了功。
那么，功的概念是怎么建立的，我们
又怎样计算呢？
请同学们回忆初中学过的功的知识，举例说明什么是做功过程？做功过程需要满足什么条件？
创
设
情
境
做功的两个必要因素：
公式: W= Fl
功的单位: 焦耳 符号: J
力
物体在力的方向上通过一定的距离
{
发生位移
问
题
归
纳
F
F
如图,物块在水平拉力F作用下发生位移l
拉力F 做功 W= Fl
F
l
mg
f
重力mg 不做功
支持力FN不做功
FN
问
题
归
纳
做功的两个必要因素：
力
物体在力的方向上
{
发生位移
力的方向和位移的方向相同时，
W = Fl
力的方向和位移的方向垂直时，
不做功
力的方向和位移的方向夹角 时
？
设
置
疑
问
F
结论：
l
F
F⊥
F∥
F
其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角
方案1：分解力
合
作
探
究
结论：
F
l
l⊥
l ∥
F
其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角
方案2：分解位移
合
作
探
究
说明:
③力和位移必须具备同时性
②只适用于求恒力做功
① F 表示力的大小，l 表示位移的大小，
表示力的方向和位移的方向之间的夹角
问
题
归
纳
如何判断力的方向与位移的方向之间
的夹角？
数学知识：
两条直线的夹角
两条有向线段的夹角
知
识
回
顾
讨论:
③当 时,
①当 时,
②当 时,
合
作
探
究
W > 0，力对物体做正功；
W = 0，力对物体不做功；
W < 0，力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功.
丁
F
l
F
l
丙
甲
F
l
乙
F
l
小车的位移为 l ，水平向右，
求外力 F 做的功
合
作
探
究
思考：功是标量还是矢量？
如何判断一个物理量是标量还是矢量？
1、标量没有方向，矢量有方向
2、运算法则
标量代数相加减，矢量加减满足平行四边形法则
设
置
问
题
在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力，从静止开始运动10m，求每个力做的功和合力做的功。
4N
3N
F=5N
结论：功是标量
代数和
功的正、负号不表示方向，仅表示做功的效果不同
合
作
探
究
计算几个力所做总功的方法：
（2）先求出各个力所做的功，再求其代数和．
（1）先求出这几个力的合力 F 的大小和方向，再求合力 F 所做的功，即为总功．
分
组
探
究
例1 : 一个质量 m = 150kg 的雪橇，受到与水平方
向成 角斜向上方的拉力F =500N，在
水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面的
滑动摩擦力 f =100N，求力对物体所做的总功。
例2 : 如图所示, 光滑斜面长为 l ,底角为 ，固
定在水平地面上，一质量为 m 的物块（不
计大小）由斜面顶端开始下滑,求物块下滑
至底端的过程中各力做的功.
mg
FN
mg
FN
l
例3: 如图所示，在倾角α = 37°的斜面上，质
量m=10 kg的物体在平行斜面向上的拉力
F = 120 N作用下，沿斜面上滑距离l = 2 m，
已知物体与斜面间动摩擦因数μ = 0.5。
（1）计算各力对物体做的功；
（2）计算物体所受各力所做的总功。
（取g = 10 m/s2）
F
例4:如图所示,物体A放置在水平桌面上，其右侧
固定着一个定滑轮O，细绳跨过定滑轮,一端P
固定在墙壁上，在另一端Q用水平力F向右，
物体A向右滑动l的过程中，力F做了多少功 （上、下两段绳均保持水平，不计滑
轮及绳的质量）
P
Q
F
A
O
正代表动力做功,使物体的能量增加，
负代表阻力做功,使物体的能量减少．
功是标量，没有方向、但是有正负.
只适用于求恒力做功
课
堂
小
结
一、伽利略斜面实验表明：
“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。
1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2、动能：物体由于运动而具有的能量。
二 功