功和能教学设计(共7篇)
一、教学目标
1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具
投影仪、投影片等。
四、主要教学过程
(一)引入新课
结合复习机械能守恒定律引入新课。提出问题:
1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?
评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?
教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出:
机械能守恒是有条件的。大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因;从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。
重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系,是本节要研究的中心问题。
(二)教学过程设计
提出问题:下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识,分析物体机械能变化的规律。1.物体机械能的变化
问题:质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面从高度 由 增大到
上升到高度 处,其速度,如图所示,分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。
引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分 析,明确:
选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理,有
由几何关系,有
故
即
引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出:
(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功,是使物体机械能发生变化的原因;
(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和,等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。
2.对物体机械能变化规律的进一步认识
(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为 或
其中 机械能,表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和,表示物体机械能变化量。
分别表示物体初、末状态的(2)对 进一步分析可知:
(ⅰ)当 减少。时,物体机械能增加;当 时,物体机械能
(ⅱ)若,则,即物体机械能守恒。由此可以看出,含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。
是包
(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程,其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。
例 1. 质量 kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m,其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s,沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍,试求:(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少?(2)汽车所受平均牵引力多大?取 本题要求用物体机械能变化规律求解。引导学生思考与分析:。
(1)如何依据 求解本题?应用该规律求解问题时应注意哪些问题?
(2)用 求解本题,与应用动能定理 有什么区别?
归纳学生分析的结果,教师明确给出例题求解的主要过程:
取汽车开始时所在位置为参考平面,应用物体机械能变化规律 解题时,要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功,以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求,也是与应用功能定理解题的重要区别。
例2. 将一个物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位P时,它的动能减少了80J,此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变,求小物体返回地面时动能多大? 引导学生分析思考;
(1)运动过程中(包括上升和下落),什么力对小物体做功?做正功还是做负功?能否知道这些力对物体所做功的比例关系?
(2)小物体功能、重力势能以及机械能变化的关系如何?每一种形式能量的变化,应该用什么力所做的功量度?
归纳学生分析的结果,教师明确指出:
(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。
(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不变,在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。
(4)根据物体的机械能 J,机械能变化量大小 例题求解主要过程: J。,可以知道经过P点时,物体动能变化量大小
上升经过P点时,上升到达最高点时,J,在同一运动过程中,相应能量变化的比例相同,即
上升到最高点时,物体机械能损失量为
J
由于物体所受阻力大小不变,下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同,因此下落返回地面时,物体的动能大小为
J 本例题小结:
通过本例题分析,应该对功和能量变化有更具体的认识,同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。思考题(留给学生课后练习):
(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几?
(2)物体经过P点后还能上升多高?是前一段高度的几分之几?
(三)课堂小结
本小结既是本节课的第3项内容,也是本章的小结。3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量,物体运动状态发生变化,物体运动形式发生变化,物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式,物体能量的变化可以用相应的力做功量度。
(2)力对物体做功使物体能量发生变化,不能理解为功变成能,而是通过力做功的过程,使物体之间发生能量的传递与转化。
(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化,但能的总量是保持不变的。自然界中,物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。
五、说明
本节内容的处理应根据学生具体情况而定,学生基础较好,可介绍较多内容;学生基础较差,不一定要求应用物体机械能变化规律解题,只需对功和能关系有初步了解即可。
典型例题
例1: 试分析滚摆实验中,功和能量转化的情况?
[分析与解答] 滚摆在最高点时,具有重力势能,不计任何阻力时,由静止释放后重力做正功,滚摆的高度越来越低,重力势能越来越少,滚摆的速度越来越快,动能越来越大;重力做的功值大小等于滚摆重力势能的减少量,也等于滚摆动能的增加量;滚摆从最低点返回最高点的过程中,重力做负功,滚摆的高度越来越高,重力势能越来越多,滚摆的速度越来越慢,动能越来越少;重力做的功值大小等于滚摆重力势能的增加量,也等于滚摆动能的减少量,如此循环往复。
例2:试说明下列现象中能量转化的情况,其中有的现象,你可能对过程的具体情况不太清楚,但是你起码应能说出:起初是什么形式的能量,最后又转化成什么形式的能量。并看一看能否说出过程中力做功的情况?
(1)在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止。
(2)摆动的秋千,摆幅越来越小,最后停下来。
(3)你用力蹬自行车上一个斜坡。
(4)植物的光合作用
(5)用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰。
(6)用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处。
(7)核电站发电。
(8)核动力潜艇在深海中加速航行。参考答案:
(1)汽车的动能转化成内能。(克服摩擦、空气阻力等做功)
(2)秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气的内能。(过程中重力和空气阻力做功)
(3)人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。
(4)太阳能转化为植物体内的化学能。
(5)太阳能转化为电能,电能又转化为汽车的动能。
(6)柴油的化学能转化为柴油机的机械能,再转化为发电机的电能,电能又通过电动水泵转化为水的机械能。
(7)核能转化为电能。
(8)核能转化为核潜艇的动能,以及通过克服水的阻力转化为内能。
习题精选
1.关于功和能,下列说法正确的是()
A.功就是能,功可以转化为能
B.做功越多,物体的能越大
C.能量转化中,做的功越多,能量转化越大
D.功是物体能量的量度
2.一个压缩弹簧把一个小球弹出,若小球只受到弹力的作用,弹力对小球做功则,则弹簧的弹性势能减少了_________,小球的动能增加了___________.
3.把一玩具电动机接在恒定电压上,合上电键的一段时间内,电流做的总功为200J,电动机因摩擦和线圈发热转化为热能为20J,则这段时间转化为机械能的值为________。4.行驶的汽车在刹车的过程中,克服_________做功,汽车的________能减少.
5.质量为m的雪橇,自高为h的山坡向下滑到水平雪地上,停止在A点,若再将它从A点拉回原处,则拉力至少应做________功。
6.下列与1焦耳的能量单位相对应的是()
A.
B.1W·s
C.1N·m
D.1kg·m/s 7.做功的过程是________的过程,功是______的量度.
8.一根重为G,长为l的均匀链条平放在水平面上,将链条的一端竖直向上慢慢提起,直到另一端刚离地为止,外力所做的功为______.
9.一个人用10m/s的速度踢出质量为0.2kg的足球,g取10m/s,球在地面上运动一段距离后,滚上斜面,在斜面上1m高处速度变为零.人踢球做功是______J.球运动中克服阻力所做的功是____J. 参考答案:
1.C
2.500J、500J
3.180J
4.阻力 动能
5.2mgh
6.BC
7.能量转化;能量转化
28.9.10; 8 重点讲解
一、做功的过程是能量转化的过程.物体的能量发生变化,对外则表现为做了一定的功.
1、做功使不同形式的能量发生转化.
人拉重物在光滑水平面上由静止而运动,人对物体做功的过程中,人的生物能转化为物体的动能.
在水力发电厂中,水流对水轮机冲击,带动水轮机转动,从而带动发电机转动而做功,水流的机械能转化为电能.
火车前进而做功,是先把燃料油和煤的化学能转化为热能,经内燃机或蒸汽机又把热能转化为火车的机械能„„
由此看来,能量互相转化要伴随着做功,但能量转化的多少如何来计算和确定呢?
2、功是能量转化的量度.
运动员将质量为15kg的杠铃举高2米,他做了 为杠铃的重力势能.
自然界中有各式各样的力,如电磁力、分子力、核力„„它们做功的计算方式各不相同,但有一点是共同的,即做了多少功就有多少能量由一种形式转化为另一种形式.
二、功和能的区别
(1)能是物体运动状态决定的物理量,即状态量;而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量,是过程量、两者有着本质的区别。
(2)做功可以使物体具有的能量发生变化,而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度.但功和能不能相互转化.
J的功,则就有
爱因斯坦著名的质能方程中的E指的是能量, 是典型的物理概念。现在我们常说当今世界面临能源危机, 那么从经济学的角度讲实质是资源和原材料的危机。M指的是物质的质量, 我们都知道物质与经济活动中的资源和原材料密切相关的, 它是社会财富的象征。原材料的生产是创造财富的过程, 而消费品的生产则不创造财富, 只相当于把鸡蛋煮熟。
经济是每个人都在参加的活动, 就类似于分子的热运动, 所以经济满足于能量守恒定律 (瞬间守恒) 。分子的能量相当于每个人具有的资金, 热运动相当于资金的流通, 贸易相当于能量交换等等。经济是一种能量形式。本国经济和外国经济是两个实体, 每个实体皆有其内能, 要想使经济有效地发展, 就必须从外国引入资本 (和平方式和暴力方式) , 这如同热量与内能的关系一样, 物体吸收热量越多, 其内能就越大。有时, 自力更生不可能使经济得到强劲发展, 看似发展却只不过是厚此薄彼, 某部门经济的发展必定是牺牲了另一部门的经济发展。
中国古代盛世为什么发达?古代中国有三大宝贝:丝绸、瓷器、茶叶。这三样以极低的成本, 通过丝绸之路和海上贸易使中国从外国赚取大量资金, 从而加快了资金在国内流通的效率 (经济发展的标志就是货币交换得更快更多了, 这也就是GDP增长的本质) , 使得生产得以加快, 产品越来越充实, 社会各个方面得以发展。而金钱用于武力则直接扩展了生存空间, 进一步获得了大量资源和物产。汉朝中期、唐朝中期、清朝中期等都是与外国贸易中大量入超并且拥有强劲军事实力的时期, 而宋朝的缺陷在于武力孱弱而没有积极外拓, 相反, 闭关锁国则割断了外来资源的注入, 最终导致国弱而亡。
纵观美国、日本的发展, 都与外资的大量涌入有很大的直接原因。因此, 要确实有效地发展本国经济, 必须大量引进外资, 方式要不拘一格。
从物理学的能量观点来看, 油价和粮价上涨密切相关:粮价和油价的联系是等能量的等价值关系, 即按多少粮食生产的能源与一份石油能源的等能量关系来确定粮价的涨价幅度, 粮价与油价是通过单位土地面积产量最高的玉米来实现价格传递, 大约是2公斤~3公斤石油 (2公斤~3公斤玉米能生产1公斤石油当量的液体燃料) 。资源价格也是如此, 煤炭是按约4公斤煤炭生产1公斤石油当量的液体能源来实现与油价的同步上涨, 铁矿石基本通过能耗与铁矿石含量的关系来确定其价格的涨落。通货膨胀也基本与油价是一种物理意义的联动关系。明确这种关系的确立, 能够纠正我们对其通胀治理出现严重方向性偏差的问题。这种新型的通货膨胀并不代表经济过热, 价格上涨并不代表供需失调, 而是资源自身的价值在经济体系中的回归。
就上述意义讲, 经济学的革命是21世纪首先需要推动的工作。它必须解决资源在经济中的真实作用, 以及经济规律与自然规律结合问题。这已经不是传统经济学自身内部的小修整所能解决的, 而必须从“根”上进行改造和重建。它必须回答经济学与自然科学的关系, 它们之间是否有内在的逻辑性, 它也必须回答在创造财富过程中资源到底起到什么作用, 资源与资本、劳动在创造财富中彼此的关系。
在各种产品、资源以及劳动、资本、资源之间, 是否有将它们串在一起的共同特性, 它们之间如何按这种共同特性转化?如果有, 这种共同特性是什么?是抽象的价值, 是一张纸的货币, 是抽象数学中的一种符号, 还是与自然界所有问题一样, 具有物理本性, 最终可用物理学来解释?如果最终落脚到物理学的能量观点, 那么从逻辑上讲, 前面所有问题就变得简单了, 在劳动、资本、资源以及各种产品与各种资源之间, 经济规律与自然规律都可以从物理学找到共性找到联系, 找到相互转化的规律。在此意义上, 这种体系是一个全新的经济体系———物理经济学, 物理经济学登上21世纪的历史舞台是时代的需要, 也是历史的必然。
在高职学校的物理教学中, 我们常常是不同的专业选用相同的教材。因此, 为了更好地结合专业特点搞好物理教学, 就要以专业需要、学科体系和学生的发展需要三者有机结合作为基点来构建物理教学的框架。要打破原有的教学体系, 对课程内容进行重新设计, 既能满足目前的教学目标, 又能为学生今后的发展打下一定的知识基础。教学方法也要更加丰富, 根据实际需要采用适宜的方法, 使学生对知识更容易接受, 也更有兴趣去接受, 真正学到适合自己、有用的知识。
在教学内容拓展的同时, 还应注意以下几个问题:知识的拓展不能与专业教学产生时间上的冲突和矛盾, 拓展内容不能脱离高职学生的接受能力和知识起点, 拓展内容要针对学生的专业实际和未来从事的工作岗位, 教师要丰富自身知识, 提高自身素质。
其实我对辩论本身没什么兴趣,也不是要“晒勤奋”,更是对懒人生活充满了无限向往,提到懒惰和人类之光,只是想说说人工智能世界里的智慧和能力。
对于大多数人而言,人工智能其实是个很老的、很宽泛的同时又很虚幻的概念。之所以有这样的印象,恰恰是因为人们接触到的大部分人工智能系统的应用范围非常狭窄,按照预设程序,执行特定任务,场景学习能力弱小,更谈不上交互和情感层面的高级需求。
即便像“微软小冰”那样一个在诞生之初就做好了“情感计算框架”的聊天机器人,除了陪聊之外,也很难让人觉得“实在”、“有用”;即便现在的超级计算机、各种芯片处理器的运算速度和处理能力已经提升到了一个令人恐怖的程度,但也仍然在创造性的维度上举步维艰。
所以,当前的人工智能,能力有余,智慧不足。
云和大数据时代的到来,正在将人工智能领域推向一个全新的世界。一些人想到了利用基于互联网的云平台和相关智能技术来跨界整合,赋予“机器人人”更大的知识库和更强的学习能力(比如“健康大白”);一些人则借力诸多商业化的大数据分析平台(比如英特尔的TAP,IBM的Watson等)以及超级计算机来获取一直有着较高门槛的机器学习、深度学习领域的准入资格;
而另一些人甚至把目光聚焦在了人工智能的底层算法上。“阿尔法狗”的幕后操盘手,被谷歌收购的英国人工智能公司DeepMind就在这么干。该公司创始人Demis Hassabis希望构建一套能像生物系统一样学习的、灵活的、自适应的算法,这被称为通用人工智能(AGI,即Artificial General Intelligence),能自动将非结构化信息转换为可使用知识。
“气候建模,复杂疾病分析——开始想象下一步可能解决什么,这让人非常兴奋。”Demis Hassabis认为,未来超级智能机器将与人类专家合作解决一切问题。
姑且不说懒惰是不是驱动了人类文明不断进步、是不是人类之光,至少人类的种种进步、人们对智能近乎本能的狂热,的的确确让人的肉体越来越懒了,可以想见,以后只会更懒。
这真的好吗?
《功和能》这部分,老师们容易讲错的有下面两个问题:一是动能定理中功的计算;二是机械能守恒的条件。
先说动能定理中功的计算。
动能定理并不是力学中一个新的、独立的定律。它是从功和能的定义出发,直接由牛顿第二定律导出的。
由牛顿第二定律∑F= ma 和a=(vt2-v02)/2s可得: ∑Fs=(1/2)m vt2-(1/2)m v02,这就是动能定理。需要说明的是:由于牛顿第二定律中的加速度a是物体的加速度,所以,由公式vt2-v02=2as所确定的s也是物体的位移(注意:s不是力的作用点的位移)。
应用动能定理列方程时往往需要计算合外力对物体所做的功。动能定理中的“合外力对物体所做的功”在任何情况下都等于“各个分力对物体所做的功的代数和”吗?
请看例题:质量为M的长方形木块静止在光滑的水平桌面上。某时刻,质量为m的小铁块(可视为质点)以水平向右的速度v0从长方形木块的左端滑上木块且未滑出,设铁块相对木块静止时,木块移动的位移大小为L,铁块相对木块的位移大小为l,若铁块所受滑动摩擦力的大小为f,试求:木块所受合力对木块所做的功。
先分析“合外力对木块所做的功”。由受力分析可知:木块所受合力的大小为f,方向水平向右。故:“木块所受合力对木块所做的功”等于fL。
再分析“各个分力对木块所做的功的代数和”。木块受到4个力的作用:重力、支持力、压力和水平向右的滑动摩擦力。重力、支持力和压力对木块所做的功为零;由于滑动摩擦力的作用点在木块上是移动的,且力的作用点的位移是(L+l),所以,根据普通物理中功的计算公式可得,滑动摩擦力对木块所做的功为: f(L+l),故:“各个分力对木块所做的功的代数和”为f(L+l)。
显然,在上述例题中,“合外力对木块所做的功”与“各个分力对木块所做的功的代数和”是不相等的。问题出在哪儿呢?上题中,如果改为:某时刻,用水平恒力F拉动木块,木块向右移动L后又立刻撤去F,您可能就不会有这样的疑问了。二者不相等的原因,关键在于:滑动摩擦力的作用点在木块上是移动的,此时,木块不能被看做质点。
大学物理教材中所说的“合外力对物体所做的功等于各个分力对物体所做的功的代数和”是有前提条件的,这个前提就是“质点力学”。换句话说:只有物体可以被看做质点的时候,“合外力对物体所做的功”才会等于“各个分力对物体所做的功的代数和”。
限于高一学生的认知水平,教学中,过分强调W=Fs cos θ中的s是“力的作用点位移的大小”,我认为是欠妥的。
饭要一口一口的吃,路要一步一步地走。
初中阶段,我们可以这样讲:“功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积”;高中阶段,我们可以先这样说:“力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积”,等到了高三一轮复习时,我们就可以再适当加深一点了:将“位移的大小”改为“力的作用点位移的大小”,然后,精选几个学生能够接受的典型例题练习一下即可。
例
1、问:某人蹲在地面上,用力向上跳起,地面对人的支持力是否做功?(不做功。)既然不做功,那么,人体的机械能为什么会增加呢?(人体消耗了体内的生物能。)
例
2、某人从高为H的高台上直立跳下(可视为自由落体),脚落地后,两腿弯曲,重心又下降了h后,静止。求地面对人的平均作用力的大小。
注意:由于地面对人的平均作用力的作用点始终没动,所以,地面对人的平均作用力是不做功的。既然地面对人的平均作用力不做功,那么,怎样应用动能定理列方程呢?应用动能定理列方程时,可用一个作用在重心上的等效的力来代替。模型:重物下面固定一个轻质弹簧,然后,让该系统自由下落。
再说机械能守恒的条件。机械能守恒的条件,大学物理教材中是这样推导的:由功能原理可知,系统从状态1变化到状态2时,它的机械能的增量等于外力的功和非保守内力的功的总和,即
∑W外力+∑W非保守内力=(E k 2 + E p 2)–(E k 1 + E p 1)显然,在∑W外力+∑W非保守内力=0时,有:E k 2 + E p 2 = E k 1 + E p 1
最后,作者得出结论:如果一个系统内只有保守力(重力、弹性力)做功,其他内力和一切外力都不做功,那么,系统内各物体的动能和势能(重力势能、弹性势能)可以互相转换,但是它们的总和保持不变。
据此,我们可得到机械能守恒的条件是:系统内只有保守力(重力、弹性力)做功,其他内力和一切外力都不做功。
何谓“其他内力和一切外力都不做功”呢?“其他内力和一切外力都不做功”与“其他内力和一切外力的总功为零”是否是一回事呢?或者说:“其他内力和一切外力的总功为零”时,机械能一定守恒吗?
“其他内力和一切外力的总功为零”时,机械能有可能是不守恒的。为了说明这一点,我们先设计一个物理情景:一质量为M的木块静止在光滑的水平桌面上。某时刻,将两个水平、反向的恒力F1、F2(假定F1> F2)同时作用于木块,木块移动L后撤去F1,在F2作用下,木块移动s后速度减为0。
在这个过程中,支持力、恒力F1和F2所做功的代数和为零,但木块的机械能在整个运动过程中却是不守恒的(先增加,后减少)。
个人观点:“其他内力和一切外力的总功为零”只能保证物体在初末两个状态的机械能相等,并不能保证物体在整个过程中的机械能保持不变。
怎样让学生理解这一点呢?
先给学生讲一个实验:在水桶下方按一个出水阀门,将水桶置于水龙头下方,实验开始之前,先往水桶里注入半桶水。
演示一:在关闭出水阀门和水龙头的前提下,轻轻晃动水桶。现象:液面有升有降,水的总体积始终不变,组成水的水分子也没有发生替换;
演示二:打开出水阀门和水龙头,并使得进水量和出水量相等。现象:水的总体积始终不变,但“此水”已非“彼水”; 演示三:打开出水阀门和水龙头,并使得进水量大于出水量,经过一段时间,关闭水龙头,当液面降至开始时的液面时,关闭出水阀门。现象:水的体积先增大,后减小,初末状态水的体积相等。
“演示一”和“演示二”形象地说明了“守恒”和“不变”的定义及关系,即:“守恒”是指它的“量”和“质”都不变(演示一);如果只是“量”保持不变,而“质”发生了变化,我们只能说它“不变”,而不能称之为“守恒”(演示二)。
鉴此,我们可以得出这样的结论:“守恒”一定“不变”,但“不变”却不一定“守恒”。
至于“演示三”,它是对“其他内力和一切外力的总功为零”只能保证物体在初末两个状态的机械能相等的最形象地解释。
执笔:贾贤中
【复习目标】结合实例认识功的概念;结合实例理解功率的概念;能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化 【复习过程】
一、知识梳理,合作交流
一、做功的两个必要因素__________、_____________.二、功的计算公式:_____,各物理量的单位分别是:__________
三、功率:功率是用来表示______的物理量,________叫做功率,公式:______ 单位:______
四、动能和势能
______叫动能,动能大小的影响因素是___、___。______叫做重力势能,影响因素是___、____。______叫做弹性势能)影响因素是________。
五、机械能在数值上等于__________之和。
二、例题解析,疑难点拨
知识点:功
例1:下列实例中,力对物体没有做功的是【
】
A.起重机吊起重物
B.马拉车,车未动
C.跳水运动员从跳台跳下
D.举重运动员,将杠铃举起
例2:在粗糙的水平面上,用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m,在此过程中【
】A.推力做了5000J的功
B.推力做了1000J的功
C.重力做了5000J的功
D.重力做了1000J的功 知识点:功率
例3:小梦同学想通过爬楼梯来估测自己上楼的功率,为此,他必须测量的物理量有:_____、_____、_____。计算公式是:______
例4:一电梯在10 s内可以将质量为1.2 t的货物由底层地面匀速运至四楼楼顶,若每层楼的高度是3.5 m,那么电梯做功的功率是多少?(g取10 N/kg)
知识点:动能和势能
例5:洒水车沿水平地面匀速前进洒水过程中,动能___,因为______。喜鹊与麻雀在空中飞行,如果它们的动能相等,那么麻雀比喜鹊飞的————,如果它们重力势能相等,那么麻雀比喜鹊飞的————。
例6:古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句。如“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”,从物理学的角度看,滚滚奔流的长江具有巨大的 能和 能。
知识点:机械能及其转化
例7:滾摆在上升过程中,质量__,速度__,动能__,质量__,高度__,重力势能__,在此过程中__能转换为__能;滾摆在下降过程中__能转换为__能。
例8:从高空静止释放一物体,不计空气阻力,释放时物体的机械能是500J,那么()
A.释放时物体的重力势能小于500J B.下落过程中物体的机械能不变 C.物体落地时的动能是500J D.物体落地时的机械能大于500J
三、练习巩固:
1、如图7所示的几个情形中,所提到的力没有做功的是【 】
图7
2、.在下列各种情况中,所做的功各是多少?
(1)手用向前的力F推质量为m的小车,没有推动,手做功为
.(2)手托一个重为25 N的铅球,平移3 m,手对铅球做的功为
.(3)一只质量为m的苹果,从高为h的树上落下,重力做功为
.3、举重运动员在5 s内将1500 N的杠铃匀速举高了2 m,则可知他对杠铃做的功为
,功率是
.4、一个足球运动员用100N的力踢一个重力为5N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30m,在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为()
A、3000J B、500J C、150J D、0J
5、整洁明亮的教室需要大家共同创造,同学们值日时,以下劳动几乎没有做功的是()A、用拖布拖地 B、擦门窗、黑板
C、提着水从同楼层的水房走向教室 D、把椅子搬到课桌上
6、甲、乙两个集装箱质量相同,用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m,再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度,那么起重机()A、第一次做功多,功率大 B、第二次做功多,功率大 C、两次做功一样多,功率一样大 D、两次做功一样多,第二次功率大
7、某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是()A.500焦 B.196焦 C.696焦 D.缺少条件,无法计算
8、两个体重相同的人甲和乙一起从一楼上到三楼,甲是跑步上楼,乙是慢步上楼.甲、乙两人所做的功W甲
W乙,他们的功率P甲
P乙.(填“大于”“小于”或“等于”)
9、一个中学生站在商场中的自动电梯上,随电梯从一楼上到二楼,则电梯对该同学所做的功最接近于 A.10 J
B.102 J C.103 J D.104 J
10、下面的四个事例中,叙述错误的是
A.叉车举起货物,叉车做了功
B.燃烧的气体使火箭起飞,燃烧的气体做了功
C.起重机挂着货物,沿水平方向匀速移动,起重机对货物做了功 D.马拉动圆木,马做了功
11、水平路面上有一个重500 N的小车,在100 N的水平拉力作用下,匀速向前移动了5 m,则在这一过程中
A.车受到的阻力为600 N
B.车受到的阻力为500 N C.拉力对车做功是500 J
D.重力对车做功为2500 J
12、关于功率,下列说法正确的是
A.力对物体做的功越多,功率就越大 B.做功时间短的机械功率大
C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大 D.功率大的机械在单位时间里做的功多
13、如图所示,mA>mB>mC,三个物体在同样大小的力F的作用下,都沿着力F的方向移动距离s,比较F对三个物体所做的功,结论是()
A.三次做功一样多 B.对A做的功多 C. 对B做的功多 D.对C做的功多
14、下列过程中,属于势能转化为动能的是()
A.滚摆下降的过程 B.用力拉长弹弓橡皮条的过程 C.弹簧枪将“子弹”射出去的过程 D.跳水运动员将跳板踏弯的过程
15、为探究能量转化,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上,实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下,发现橡皮筋被铁块卷紧了,接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断,正确的有()
A.重力势能转化为动能 B.弹性势能转化为动能 C.动能转化为重力势能 D.弹性势能转化为重力势能
16、一架飞机在执行救灾任务时,在空中的一定高度匀速飞行,并向地面投放救灾物资,对飞机的说法正确的是()
A、动能变大,势能变小
B、势能变大,动能变小
C、飞机的机械能变小
D、飞机的机械能变大
17、一辆汽车在匀速上坡的过程中,下列说法中不正确的是()
A、动能增大
B、势能增加
C、机械能增加
D、动能转化为势能
18、一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车,下列说法正确的是()
A、机械能不变,重力势能不变
B、机械能变小,重力势能变小 C、机械能不变,动能变小
D、机械能变小,动能不变
19、下列四种器材,其中利用形变产生弹性势能做功的是()A、弹簧测力计
B、机械手表
C、衣服夹子
D、沙发床
20、小明从光滑的滑梯上滑下,若不计空气的阻力,这一过程中,下列有关说法不正确的是()
A、势能转化为动能
B、速度越来越快
C、机械能保持不变
D、机械能减少
21、重500N的物体,在100N的水平拉力作用下,沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s。在这个过程中,重力所做的功是
J,拉力做功的功率是
w。
22、甲乙两同学进行爬杆比赛,爬到了杆顶(杆长相同)时,甲用了10秒,乙用了9秒,若甲乙二人的体重之比是5:6,则甲乙二人爬山到了杆顶所做的功之比是,两人的平均功率之比是。
23、某市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点落到了地面的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5S,则此过程重力做功
J,重力做功的功率为
w。
24、如图所示,用水平力F拉着重100N的物体,在水平地面上匀速向左运动5m,物体所受地面的摩擦力为20N,则()
A、重力做功50J B、拉力大小为100N C、拉力大小为120N D、拉力做功100J
25、如图所示,在水平拉力的作用下,物体沿水平方向做匀速直线运动,若忽略滑轮与绳子的质量及摩擦力不计,已知物体与地面之间的摩擦力为5N,物体运动的速度为2m/s,则拉力所做的功是()
A、5w B、10w C、15 w D、20 w 3
26、骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下,请从能量转化的角度分析这样做的好处.________________________
27、下列灾害中,主要是由机械能造成的是()①洪水冲垮堤坝
②大火烧毁房屋
③行驶的火车中扔出的馒头砸晕铁路旁施工的工人
④发生车祸时车毁人亡
⑤冰雹砸毁塑料大棚和农作物⑥高空坠物砸伤行人
⑦台风吹翻轮船
28、关于动能和重力势能影响因素的探究
如图所示,分别让质量不同的钢球A和B从该斜面的同一高度滚下去撞击水平面上的一个小木块.回答下列问题:(1)设计该实验的目的是要探究 ______________.(2)通过____________可以判断钢球动能的大小.(3)该实验用到了物理学中常用的一种研究问题的方法叫____法.(4)此实验得出的结论是:_________
(5)若若还想探究动能的大小与物体运动速度的关系应如何操作? ________
29、木块在大小为5牛的水平拉力作用下,10秒内在水平面上沿拉力方向前进2米,拉力做功为____焦,功率为____瓦;若木块重15牛,在此过程中重力对水块做功为____焦。
30、甲、乙两同学的体重相同,各自从一楼上到三楼,若甲跑上去,乙走上去,则()A、乙做的功多,但功率较小
B、两人做功一样多,但甲的功率大 C、甲做的功多,但功率较大
D、两人功率一样大,但乙做的功多
31、人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功,如:机械手表里拧紧的发条具有_____能,可以带动小齿轮和指针转动;风具有_____能,可以推动帆船航行;打桩机举高的重锤具有_____能,可以完成打桩工作。
32、在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,则推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子举高1.5 m,他做的功又是多少?
知识总结: 1.电功
A.基本概念和公式
a.定义:物理学中,当电能转化为其他形式能时,我们就说做了电功(俗称电流做功). b.物理意义:电功是量度电能转化为其他形式能的多少的物理量. c.计算公式:
i.普遍适用的公式: w=UIt=UΩ(Ω为电荷)
U2 ii.仅适用于纯电阻性电路的公式: WIRt Wt
R2 说明:把电能全部转化为内能的用电器叫做纯电阻性用电器,如电炉、白炽灯等,连接纯电阻性用电器的电路叫做纯电阻性电路;把电能的绝大部分转化为内能以外的其他形式能的用电器叫做非纯电阻性用电器,如电动机、电铃、充电器等,连接非纯电阻性用电器的电路叫做非纯电阻性电路. d.单位:
在国际单位制中,电功的单位是焦耳(J). 1J1VAs1VC
实用单位是千瓦时(kW·h). 1kwh3.610J B电能表
用来测量电路消耗电能(即电功)的仪表叫做电能表. a.主要技术参数
i.“电压”表示电能表适用的额定电压.额定电压是指用电器或电学仪表正常工作时的电压.
ii.“电流规格”表示电能表持续工作时的最大电流,括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流.
iii.“每千瓦时转数”表示用电1 kW·h电能表转盘转动的圈数.现在,电子式单相电能表已经开始使用,其重要参数imp/(kW·h)表示用电l kW·h耗电指示灯闪烁的次数,如:6400 imp/(kW.h).
b.用电能表测量电功
i.直接测量:电能表计数器上前后两次读数之差.
ii.间接测量:先数出转盘转过的转数,再利用电功与转数成正比计算电功.
2.电功率 A基本概念和公式 a.物理意义:
电功率是反映用电器消耗电能(即电流做功)快慢的物理量. b.定义:
用电器单位时间里消耗的电能叫做电功率. c.计算公式:
i.普遍适用的公式: pWUI.t2U2ii.仅适用于纯电阻性电路的公式: pIR p
R d.单位:
在S1中,电功率的基本单位是瓦特(W),另外还有千瓦(kw)和毫瓦(mW),换算关系为:
1kw103W 1W103mW
e.用电器的额定功率和实际功率
用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,用电器在实际电压下的功率叫做实际功率.
当U实=U额时,P实=P额.
使用用电器时,加在其两端的电压一般不能超过额定电压,否则会造成用电器实际功率超过额定功率,用电器会因为过热而烧毁.
推论:对于纯电阻性的用电器,若不考虑温度对其电阻的影响,则 ps(s)(s)
eUe1e 用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率.
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,实际功率越大,灯泡越亮. B.用电能表测量用电器的电功率
a.仅让待测功率的用电器单独工作,用电能表,测出电功w,用秒表测出时问t,则P=W/t.
b.先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作相同的时间,分别数出电能表转盘转过的转数n0和n,由 tpU2I2w0wPWnn,,即 pp0 P0ppn0w0n00c.先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作一段时间,使它们在工作时间内电能表转盘转过的转数相同,用秒表分别测出它们工作的时间t0和t,由
wp0t0pt,pt0P0 3.电热
由于导体具有电阻,所以当有电流通过时,导体会发热,将电能转化为内能,这种现象称为电流的热效应. A.焦耳定律和公式
乱内容:电流流过某段导体时产生的热量,跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比. b.公式:
i.普遍适用的公式: Q1Rt.2tU2ii.仅适用于纯电阻性电路的公式:QUIt Qt Qpt(P为电功率)
R c.单位: 在国际单位制中,电热的单位是焦耳(J). d.电热Ω与电功W大小的关系:
对于纯电阻性用电器Ω=W 对于非纯电阻性用电器Ω 利用电流做功将电能转化为内能的装置,统称为电热器。如电炉、电烙铁、电暖器、电热毯、电熨斗、电水壶、“热得快”、电饭煲、饮水机、电热油汀等. i.原理:电流的热效应. ii.主要部件:发热体和绝缘部分. 发热体是用电阻率大、熔点高的合金丝制成的,它的作用是让电流通过它时产生热量,它绕在绝缘材料上,绝缘部分的作用是将发热体与电热器的外壳隔绝起来,防止漏电. iii.优点:电热器具有清洁卫生、没有环境污染、热效率高、且可以方便地控制和调节温度等优点. 用电器长期不用时,必须隔一段时间通一次电,以便其中含有电阻的元件通电发热来驱除电器中的潮气,以免元件发生锈蚀和霉变. b.防止电热造成危害 使用电器时,电流过大或通电时间过长都可能造成危害,如烧坏电器、使导线绝缘皮老化引起火灾,且造成大量电能损失.防止电热危害的主要措施是加快散热,如在电器上设置 散热孔、散热片或在发热部分安装电扇. 4.有关电功、电功率和电热的若干推论 A.若不考虑温度对纯电阻阻值的影响,则在不1同的状态下,对于某一纯电阻有: PUI()2()2 pU1 在某一过程中,对于某一纯电阻有: Ω=W=Pt(Ω为电热)B.在同一电路中,不论几个用电器以什么方式相连接:Pp1p2pn WW1W2...Wn QQ1Q2Qn 说明:在运用电功、电功率、电热的任何一个公式时,都要注意公式中各个量的同时性和对应性,都要注意公式中各个量单位的统一. 5.安全用电 安全用电主要包括设备安全与人身安全两方面. A.家庭电路的组成和安装 部分家庭电路图: 由图可知,家庭电路主要由进入家庭的进户线(电源线)、电能表、闸刀开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成.考虑到用电安全,一般还接有地线. 安装家庭电路的准则——安全. a.进户线 进户线由火线和零线构成,零线与大地之间没有电压,火线与零线之间的电压为220 V,火线和零线构成家庭电路的电源. 常用测电笔来辨别火线和零线.用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线(或与电线连通的导体),氖管发光,表明接触的是火线,氖管不发光,表明接触的是零线. b.电能表 电能表是测量和记录一段时间里消耗电能的仪表.选用原则是:电能表铭牌上的标定电流应等于或略大于所有家庭用电器的额定电流之和.电能表串联在家庭电路的干路中。 c.闸刀开关 家庭电路中安装闸刀开关的作用是用来切断电源,以便检测电路,更换设备。闸刀开关串联在家庭电路的干路中,闸刀开关应竖直安装,且静触头在上,动触头在下,电源进线应接在静触头的接线柱上,这样闸刀断开时,闸刀与火线不相连,闸刀也不会因自重或受震动等原因造成误会。 d.熔断器 i.熔丝的作用及物理特性 家庭电路用电时,如果在发生短路、过载、突发性过电压(超过260V)等异常情况时不及时断开电路,干路中的电流就会超过安全值,产生的热量就增多,电线的绝缘层就会燃烧起来酿成火灾,为了防患于未然,应在干路中串联熔丝,由于熔丝的电阻率大、熔点低,所以它能在干路中的电流超过安全值之前就自动熔断,从而保护电路。熔丝通常由铅(>>98%)锑(0.3~1.5%)合金制成。千万不能用铜丝或铁丝代替熔丝,因为铜和铁的电阻率较小,熔点较高,起不到保险作用。 ii.熔丝的规格及选用原则 熔丝的规格常用其额定电流来表示,其选用原则是:熔丝的额定电流应略大于或等于电路中的最大正常工作电流。计算电路中最大正常工作电流的方法有:II1I2In;IpzU;I其中PZ、RZ为电路中的总功率、总电阻。此外还应兼顾到熔丝的额定电流URz不能超过干路中的电线和电能表允许通过的最大电流值,这样熔丝才能对整个电路起到保护作用。 iii.熔丝的安装及等效处理 应将熔丝串联在干路中的火线上,零线上不接熔丝,因为如果在火线和零线上各接一根熔丝,当电路中的电流超过安全值之前,这两根熔丝不一定同时熔断,也不一定是火线上的那根先熔断,假如是零线上的那根先熔断,那么虽然整个电路断路了,各个用电器停止工作了,但是各个用电器与火线仍然相连,此时人若误认为电路中没电了而去检修电路,则有可能发生触电事故。此外,在准备接大功率用电器的支路中,应先在该支路中将一根熔丝直接接在火线上,再接该支路开关和大功率用电器,因为干路和支路中的电流唇齿相依、息息相关,所以这样才能保证该支路和干路的安全。 在将熔丝装入熔断器时,应先将熔丝的两端在螺丝钉上分别沿顺时针方向缠绕一圈后再 拧螺丝,这样固定螺丝时,熔丝受到的摩擦力的方向与螺丝旋转方向一致,熔丝的两端就不会被挤出来,螺丝不宜拧的过紧,因为熔丝的硬度小,拧的过紧,容易造成熔丝的局部截面变小,额定电流减小,以致影响电路的正常工作,也不宜拧得过松,否则熔丝容易松脱而造成断路,即使末松脱,也会造成接触处的电阻增大,产生的热量增多,熔丝的温度升高加快而容易熔断。 若一时没有合适的熔丝,可用其他熔丝等效替代,如应选用额定电流为7.5A的熔丝,则可将三根额定电流为2.5A的熔丝并联后接入电路,也可将额定电流为10A的熔丝先用螺丝刀揿下一个恰当的切口后接入电路。 e.自动空气开关 如果电路消耗的总功率在3kW以上,最好用自动空气开关替代闸刀开关和熔断器,因为这种开关在电路中发生短路、过载和欠压(电压过低)等异常情况时都能自动切断电路(跳闸),且实现自动断路的电流大小可以调节,分断能力较高,而熔断器对欠压这种异常情况是无能为力的。电动机以及由电动机提供动力的电器(如电风扇、电冰箱、空调器等)在欠压时,若电路不能及时断开又不能启动,则消耗的电能全部转化成内能,导致温度骤升,极易烧坏电器,引起火灾。自动空气开关是利用电磁原理来保护电路的。 f.漏电保护器 为防万一,在家庭电路中的电能表和熔断器后面,最好要接入漏电保护器,因为它能在规定条件下,当被保护电路中的漏(触)电值达到或超过预定值时,就自动切断电路(或发出报警信号)。 g.支路开关 应直接接在火线上,这样该开关断开时,它所控制的用电器就与火线脱离接触。h.插座 插座的作用是接插用电器。 明插座应高于地面1.8m,这样能防止小孩将手指伸进插座的插孔内造成触电事故。三眼插座应接有地线,这样人即使不慎碰到漏电的用电器的金属外壳,也不会触电,因为接地线的电阻比人体电阻小得多,接地线对电流起旁路作用。 两眼插座的正确接法:左零右火;三眼插座的正确接法是:左零右火中接地。i.白炽灯 白炽灯是利用电流的热效应工作的,当电流通过灯丝时,电能转化成内能和光能,当灯丝温度达到1700℃以上时,呈白炽状态,发出的光呈白色。提高灯丝的温度,可提高灯泡 的发光效率. 灯泡的灯丝是用熔点高的钨制成的,钨在高温下易与氧气发生化学反应生成氧化钨.对于小功率的灯泡一般抽成真空防止灯丝氧化;对于大功率的灯泡充入氮、氩等气体,既防止氧化,又可以阻碍灯丝在高温下升华. 在灯头线穿入灯头后盖后,应先打一个保险扣再安装电灯,这样灯头线就不会在电灯拉力的作用下从螺钉上脱落. 火线只准接进螺口灯头中间的金属片上,螺旋套上只准接零线上,这样即使人不慎碰到通电的灯泡尾部裸露在外的螺旋部分也不会触电. j.电视机 如使用室外天线,应安装避雷器或专用接地线,并在雷雨时停止使用电视机.因电路短路、超负荷运行所引起的各类安全事故,人们并不感到陌生.各种用于防止电路短路、超负荷运行的保护装置(如熔断器、空气开关等),已被广泛应用且行之有效.另外,对于因线路连接处接触不良而引起的火灾和安全事故,也应引起足够的重视!随着电气化的日益普及,一些重大火灾事故就是由于线路连接处接触不良而造成的,教训十分深刻. 当线路连接处接触不良时,会使该处的电阻变大,造成局部过热.同时,接触处的电阻又将随温度升高而增大.电阻越大,温度越高,温度越高又造成电阻越大,从而形成电热的逐步积累和恶性循环,以致引发火灾. B.防止触电 a.触电的产生 触电是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故.超过30 mA的电流通过人体就会有生命危险.不高于36 V的电压才是安全电压. b.触电的形式 低压(不包括不高于36 V的安全电压)引起的触电有单线触电和双线触电两类.单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等,使人体与地形成回路.双线触电是人体的两部分(如两只手)分别接触到火线与零线,使人与电网形成回路. 高压(1 kv或1 kV以上的电压)线路和高压设备引起的触电有高压电弧触电和跨步电压触电两类.当人体靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人体之间就发生放电现象,电流流过人体造成高压电弧触电.高压输电线落在地面上,当人走近断头时,两脚站在离落地电线远近不同的位置上,两脚之间就存在电压,电流流过人体,造成跨步电压触电. c.触电的防止 为了保证安全用电,除电器安装要符合技术要求之外,还要做到:不接触电压高于36 V的带电体;不靠近高压带电体;不弄湿用电器;不损坏电气设备中的绝缘体.高大建筑要安装避雷针,防止雷击. d.触电的急救 1.特点 (1)物理上提出的“抛体运动”是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力. (2)物体在做抛体运动时,只受到重力作用. (3)抛体运动加速度恒为重力加速度g,加速度恒定,则在相等的时间内速度变化的量相等,即Δv=gΔt.并且速度变化的方向始终是竖直向下的,故抛体运动一定是匀变速曲线运动,因为只受重力,加速度大小恒定. 2.研究方法 用运动的合成与分解方法研究平抛运动. 水平方向:匀速直线运动. 竖直方向:自由落体运动. 3.分解方法 一般的处理方法是将其分解为两个简单的直线运动.最常用的分解方法是:平抛运动水平方向上是匀速直线运动;竖直方向上是自由落体运动;斜抛运动水平方向上是匀速直线运动,竖直方向上是竖直上抛运动. A.根据A点的高度可知A点到底端的水平位移,即炸弹的水平位移,由于炸弹垂直击中目标A,得知速度与水平方向的夹角,抓住平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,可得知平抛运动竖直位移.从而得出轰炸机的飞行高度.故A正确. B.求出平抛运动的竖直位移,根据y=12gt2得出炸弹平抛运动的时间,根据时间和水平位移求出轰炸机的初速度.故B、C正确. D.由于炸弹的质量未知,则无法求出炸弹投出时的动能.故D错误. 答案:ABC. 点拨解决本题的关键掌握平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的一些推论,并能灵活运用. 点拨本题考查了带电粒子在匀强电场中做类平抛运动知识,需要我们综合电场力做功和电势能关系、牛顿第二定律、匀强电场的计算公式来解答.解答本题的关键是理解电子做类平抛运动的规律及处理的方法,并得出电势能变化是由电场力做功来确定的. 二、功与功率问题 点拨判定物体在AB段做怎样的运动要根据它受到的力进行判断,计算平均功率要用运动学的公式求出物体在OA段和AB段所用的时间,代入功率公式即可求出最大功率. (2)竖直方向直线运动 例7(2013高考北京理综第23题) 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作.最初,运动员静止站在蹦床上..在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段. 【功和能教学设计】推荐阅读: 传统教学设计和逆向教学设计07-22 《乌鸦喝水》教学设计 教案教学设计10-08 绝句教学设计(《绝句》杜甫教学设计)11-02 招贴设计教学设计07-24 识字二《菜园里》教学设计 教案教学设计10-17 《系统与设计》教学设计09-13 欢庆教学设计设计意图10-02 界面交互设计教学设计10-08 字母教学教学设计07-15抛体运动、功和功率 篇7