《金榜课件》必修二 第七章 机械能守恒定律 第1-2节 追寻守恒量—能量、功（教学课件+素材）（7份打包）

第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量—能量 2 功 “有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称做能量守恒定律。它指出：有某一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念……” ——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼 小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度，怎样从能量的角度来解释这一现象？ 1.知道动能、势能及能量的概念,体会守恒思想的重要性。 2.理解功的概念，理解做功的两个必要因素。（重点） 3.掌握并能应用功的公式分析计算实际问题。（重点） 4.理解正功、负功的含义。（难点） 5.知道怎样计算几个力对物体所做的总功。 思考：小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到 另一个斜面的同一高度，这两个过程各有什么特点？ 分析：实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。 后来的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。 h A B h α β 一、能量 1.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 叫做势能。 玩具球、杠铃和被弹起的人都具有势能 A B h v0 = 0 2.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能。 A B h v 高度（势能） 速度（动能） 逐渐减小 逐渐增大 逐渐增大 逐渐减小 怎样用“能量” 描述伽利略斜面实验? 阶段 物理量 下滚过程 上滚过程 A B h h 想一想 单摆中的能量转化 怎样用“能量” 描述摆球的运动过程? 想一想 在物理变化的过程中，是否可能存在某一不变的 物理量呢？ “追寻守恒量”的意义 （1）可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。 （2）重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。 木头在起重机的拉力作用下 ? 能增加 握力器在手的压力作用下 ？ 能增加 列车在机车牵引力的作用下 ? 能增加 二、功 如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。 F F F 举起杠铃过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？ 箭射出时，什么力对箭做功？能量怎样变化？ 力做了功，力与位移方向相同 力未做功，只有 力而没有位移 支持力未做功，力 与位移方向垂直 思考:做功不可缺少的因素有哪些？ 拉力做了功，力 与位移方向有夹角 探究1.力做功的必要因素 物体静止 结论：力做功的两个必要因素： 力和物体在力的方向上发生位移 功的概念 如果一个物体受到力的作用, 并且在力的方向上发生了位移, 我们就说这个力对物体做了功。 （1）当F与l同方向时: l A B 探究2.推导功的表达式 F l A B （2）当F与l不同方向时，W=？ 根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题 W1= F1l = F COSαl W2 = 0 W = W1 + W2 W = F l COSα α F F α F1 F2 思考：若将位移 l 分解,结果如何? l1=l cosα l2=l sinα W1= Fl 1= F lcos α W2= 0 W= F lcosα W= W1+ W2 F l l1 l2 α 90。 结论：功的计算公式 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三者的乘积。 说明：（1）F是作用在物体上的某个力（如G、FN、 F阻等），但必为恒力 （2）l是F的作用点发生的位移 （3）α是矢量F和l的夹角，0～180° （4）功是标量，但功有正负之分 （5）功的单位：在国际单位制中，功的单位 是焦耳，符号是 J A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.不能确定 练习.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱， 使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进 相同的距离。拉力F做的功分别为W1和W2 ，则W1和W2的 关系是（ ） A 点拨：一个力所做的功,只由力和在力的方向上发生的位移决定,与其他无关。 A B C 如小球在水平桌面上运动时，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直。 G和 FN不做功。 探究3.正功和负功及其意义 (1)当α＝90°时，W＝0,力对物体不做功（请举例） FN G v α （2）当0°＜α＜90°时，cosα＞0，W＞0，力对物体做正功。 吉尼斯世界纪录 强人拉动50吨的卡车 强人在对汽车做