内容正文:
第七章 机械能守恒定律
第七章 机械能守恒定律
第1课时 追寻守恒量——能量 功
学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过阅读课本,领会能量转化、变中有恒的思想,了解势能、动能的概念.,√,√
2. 通过阅读课本,查阅资料,领会寻找守恒量的方法,会分析有关机械能转化的问题.,,√3. 通过阅读课本,理解功的概念,会利用功的公式进行有关计算.,√,4. 通过实例分析,理解正功与负功的意义,并会解释生活中有关做功问题.,√,√
一、 追寻守恒量——能量
1. 伽利略斜面实验探究
如图所示,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个对接斜面,没有摩擦时,hA________hB.始、末位置高度相同,小球运动中________的量叫能量.
2. 势能与动能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫作______;物体由于运动而具有的能量叫作______.
3. 在伽利略的理想斜面实验中,小球的势能和动能可以相互转化,但两者的总量是________.
二、 功
1. 定义:一个物体受到________的作用,如果在力的方向上发生了一段________,这个力就对物体做了功.
2. 做功的两个不可缺少的因素:________和在力的方向上发生的________.
3. 功的公式:________,功的单位:________,符号是________.
4. 正功和负功:根据W=Flcosα判断
(1) 当α=________时,W=0,即当力F和位移l________时,力对物体不做功,这种情况,物体在力F的方向上没有发生位移;
(2) 当________≤α<________时,W>0,即当力F跟位移l的夹角为________角时,力F对物体做正功,这时力F是________力;
(3) 当________<α≤________时,W<0,即当力F跟位移l的夹角为________角时,力F对物体做负功,这时力F是________力,一个力对物体做负功,又常说成“物体________这个力做功”(取绝对值).
5. 合力功
功是标量,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各个力分别对物体所做功的________________,也等于这几个力的________对这个物体所做的功.
一、 寻找守恒量的方法
让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个对接斜面,如果没有摩擦,如图所示.
(1) 当小球沿斜面A从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大;当小球沿斜面B向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小.
(2) 若改变斜面B的倾角会发现,无论倾角大些还是小些,小球总是能达到同一高度.
(3) 若把斜面B放平,小球将一直运动下去.
以上内容说明:在小球运动过程中“某个量”是守恒的.
例1 (2019·河北黄骅中学月考)(多选)关于伽利略的斜面实验,下列描述正确的是( )
A. 伽利略的斜面实验对于任意斜面都适用,都可以使小球在斜面B上上升到同样的高度
B. 只有斜面光滑时,才有可能重复伽利略的实验
C. 在伽利略的斜面实验中,只有斜面B“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样的高度
D. 设想在伽利略的斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面B变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处
【解析】 在伽利略的斜面实验中,必须是阻力不计(斜面光滑)时,小球才能在斜面B上上升到相同高度,而不用管斜面B的倾角多大,所以A、C项错误,B项正确;当斜面B的倾角减小到0时,小球仍欲在斜面B上上升到同样高度,为达到这个高度,小球将永远运动下去,所以D项中的设想是合理的.
【答案】 BD
【点评】 通过本题可培养理解能力和物理观念等核心素养.能量是一个状态量,是标量,和物体所处的某一状态对应.
二、 理解正功与负功的意义
1. 根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于恒力做功的情形.
(1) 0≤α<,cos α>0,W>0,力F对物体做正功.
(2) α=,cos α=0,W=0,力F对物体不做功.
(3) <α≤π,cos α<0,W<0,力F对物体做负功.
2. 根据力与物体瞬时速度方向的夹角α判断——常用于曲线运动的情形.
(1) 若夹角α是锐角,力对物体做正功.
(2) 若夹角α是钝角,力对物体做负功.
(3) 若夹角α是直角,力对物体不做功.
例2 (多选)如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下述说法正确的( )
A. 摩擦力对物体做正功
B. 摩擦力对物体做负功
C. 支持力对物体不做功
D. 合外力对物体做正功
【思路分析】 摩擦力有时是阻力,有时又是动力.比如正是因为摩擦力的存在我们走路的时候才不会在路面上打滑,我们用手可以握住一些东西,货物可以在传送