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西北师大附中高一奥赛教案:能量


课题 知识目标:

第七章 第一节

机械能 能量

1.知道能量的定义,知道对应于不同的运动形式具有不同的能量。 2.知道物体能够对外做功是因为物体具有能量。 3.理解功是能量转化的量度。 4.理解不同能量之间的转化,知道转化过程中总能量守恒。 教学 能力目标: 目标 1.能从能量转化的角度来分析物体的运动,解决有关能量问题。 2.知道功和能之间的区别和联系。 德育目标: 通过学习功和能之间的关系,使学生了解事物之间是相互联系的,并 学会从功能角度去探索自然规律。 课型 课时 重点 难点 映这种转化。 教学 方法 教具 教 学 过 程 实验法、举例法 新授课 1 课时 理解功和能的关系. 在具体的问题中如何得到能量的具体转化情况,并用做功来定量地反

摘要
一个物体能够对别的物体做功,这个物体就具有能量。当一个物体和别的物体发
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生相互作用时,物体具有的能量就会发生转化,能量转化的量可以通过做功的多少来 量度。本节讲述功和能之间的关系,属于过渡性的一节,目的在于阐述本章的基本线 索,使学生知道如何定量地研究机械能,为后面两节定量地讲述动能和重力势能做好 准备。 在本节的教学中,结合初中学过的知识,通过实例使学生理解做功的过程是能量 转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化,功是能量转化的量度,知道了功 和能的这种关系,就可以通过做功的多少,定量地研究能量及其转化的问题,但是对 于功和能的关系的认识要有一个过程,要通过本章的学习以及今后的学习,使学生逐 步加深体会,这一节只要求有个初步理解就可以了。

引言
初中我们学过能量守恒定律,同学们回忆一下该定律的内容:能量既不会消灭, 也不会创生, 它只会从一种形式转化为其他形式, 或者从一个物体转移到另一个物体, 而在转化和转移过程中,能的总量保持不变。 什么是功?力作用下,物体发生了一段位移,我们就把力的大小,位移的大小, 力和位移夹角的余弦三者的乘积,就定义为力对物体所做的功。做功和能量转化之间 有关系吗?本节课就来研究这个问题。 一、能 举例: 流动的黄河水能带动水车转动; 飞行的子弹能穿透木板; 举高的铅球能在松软的地面上砸个坑; 压缩的弹簧能把物体弹出去;等。 分析概括: 流动的黄河水、飞行的子弹、下落的铅球、压缩的弹簧都能对别的物体做功。
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总结: 1.什么是能 一个物体能够对外做功,则这个物体具有能。 同学们结合生活,举些物体具有能量的例子。 张紧的弓能够做功,所以它具有能;电动机通电后能够做功,它具有能;打夯机 能做功,它具有能;流动的空气能做功,它具有能;等。 实例中的物体具有什么形式的能量呢?例如:有形变的弹簧具有弹性势能,流动 的空气具有动能等。 演示: 把弹簧固定在铁架台上,下端挂一物体,用力向下拉物体,使弹簧伸长后释放, 物体将向上运动。 分析: 拉下物体,弹簧发生弹性形变具有弹性势能,松手释放后,弹簧缩短,对物体做 功使物体具有了动能,同时弹簧的弹性势能减小,即把弹性势能转化为动能。 总结: 各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中守恒。 2.自然界存在不同形式的能量,各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转 化过程中守恒。 举出几种现象,分析能量的转化情况。 ①水冲击水轮发电机发电:机械能→电能。 ②太阳出来,照耀森林:太阳能→生物能。 ③傍晚,电灯亮了:电能→光能(内能)。 过渡引言: 通过上述分析,我们知道:在能量转化过程中总伴随着力对物体做功,那么,功
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和能之间到底有什么关系呢? 二、功和能的关系 物理现象: 人拉重物在光滑水平面上由静止而运动; 在水力发电厂中,水流冲击水轮机,带动水轮机转动; 机车带动列车在铁路上前进。 分析: 人对重物做功的过程中,人的生物能转化为物体的动能;在水力发电厂中,水流 对水流机冲击,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;牵引力对列车做功,把电能转化为机械能。在上述过程中,发生了能量转化, 且都伴随着做功过程。 过渡:那么在能量转化过程中,能量的转化和所做的功之间有什么关系呢? 1.做功的过程就是能量转化的过程 举例: 举重运动员把重物举起来,对重物做了功,重物的重力势能增加,同时,运动员 消耗了体内的化学能,且运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。 被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去小球的动能增加, 同时弹簧的弹性势能减 小,且弹簧对小球做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。 归纳得到:做了多少功,就有多少能量发生转化。 2.功是能量转化的量度 过渡: 通过上述分析:功和能之间有着密切的联系,那么,它们之间有什么不同呢? 3.功和能的不同 我们能不能说在某一时刻力对物体做了多少功?能不能说物体在某一时刻具有
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多少能量? (1)功是和物体的运动过程有关的物理量,是一个过程量;能是和物体的运动 状态有关的物理量,是一个状态量。 功和能可以发生相互转化吗? (2)做功可以使物体具有的能量发生变化,而且物体能量变化的大小是用做功 的多少来量度的。但功和能不能相互转化。 课堂小结: 通过本节课的学习,我们知道了做功的过程就是能量转化的过程,并且做了多少 功就有多少能量发生了转化,在以后的学习中,要注意运用功和能的观点.能的转化 与守恒定律来分析和解决问题. 巩固练习: 1.关于功和能,下列说法正确的是( C A.功就是能,功可以转化为能; B.做功越大,物体的能越大; C.能量转化中,做的功越多,能量转化越多; D.功是物体能量的量度。 2.运动员将质量为 150 kg 的杠铃举高 2 米。①运动员做了多少功? ②有多少化 学能转化为杠铃的重力势能?( ①3×103 J,②3×103 J) 3.一个质量分布均匀的长方形木块,放在粗糙的水平地面上,长为 2a,宽为 a, 若要把它从图中所在的位置直立起来, 外力至少要做多少功? (答 案:

( 5 ? 1) mga ) 2

4.挂在竖直墙壁上的长 1.80 m的画,画面质量为 100 g,下面画轴质量为 200 g,令将它沿墙缓慢卷起,g取 10m/s2,需做_____J 的功。 (答案:45J) 布置作业

教学后记
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