__________号计数点之间的过程为研究对象。
(4)某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无
图3
漏点的纸带,如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重锤质量为1kg。
1打点计时器打出B点时,重锤下落的速度VB= m/s,重锤的动能EkB= ○
J。
2从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为 J。 ○
3根据纸带提供的数据,○在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,
图4
得到的结论是 。
第十四节 能量 能量转化与守恒定律
一、知识与技能:
1、了解自然界中存在多种形式的能量。
2、知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.
3、通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性. 4、通过永动机研制的失败,体会能量守恒定律建立的重要性。 二、过程与方法:
1、注意自然界中各种不同形式的能量,体会自然界能量形式的多样性.
2、关注自然界能量相互转化的过程,知道能量的多样性和复杂性,了解人类创造和发明的许多技术设备都是为人类服务的能量转化器.
3、列举自然界中能量转化和转移具有方向性的例子,体会提高能源利用率和节约能源的重要性.
三、情感、态度与价值观
1、 认识自然界中各种不同形式能量及其转化,体会自然界能量的多样性. 2、通过能量守恒定律的建立过程,体会自然界的和谐统一. 四、教学重难点:
1、能量守恒定律
2、能量和转化和转移具有方向性 五、教学过程:
1.各种各样的能量
教师可通过将学生分组,然后以小组发言的形式讨论教材图4-6-1的内容. 图片中所展示的能量形式具有多样性,因此学生回答具有开放性,教学中不要拘泥于一种答案.水中航行的汽艇具有机械能等,发光的电灯具有电能、电磁能和内能等,燃烧的树枝放出内能和电磁能,原子弹爆炸释放的核能和内能. 2.能量之间的转化
上述物体所具有的能量都是其他能量转化而来的.轮船的机械能是由电能或燃料的化学能转化而来,发光的电灯所具有的电磁能和内能是由电能转化而来,原子弹爆炸释放的电磁能和内能是由原子能转化而来等.从而说明能量是可以相互转化的.
教材图4—6—2说明了太阳能和其他形式能量的相互转化,地面的水吸收太阳能蒸发变为水蒸气,水蒸气升腾到高空变为飘动的云,再变为降落的雨,高处的雨水向下流动经水电站变为电能为人类的生活、生产服务,植物(农作物、蔬菜、树木等)也必须经光合作用才能生长??教师还要适当引申,多举一些例子.如:煤炭、石油主要是古代树木等植物被埋葬后变成的,流动的空气主要是由于太阳光照射到空气上造成的温度差而形成的,洋流也主要是海水的温差而引起的??
教材图4—6—4用框图的形式说明了几种常见能量的转化,教师要提醒学生光能与机械能之间也可直接转化,如光压使风车转动,碰撞产生火花;化学能与电能也可直接转化,如生生物电的产生、电解等.适当利用多媒体技术,能更加直观地表示以上的转化. 3.能量守恒定律
能量守恒定律是自然界最基本、最普遍、最重要的自然规律之一,教师要想尽办法使学生将这种守恒的思想纳入到已有的知识结构中,并能随时提取、随时应用. 教材从机械能守恒人手,目的是让学生进一步思考:(既然物体的动能和势能在只有重力或弹力做功的条件下可以相互转化,使得机械能守碴,那么,自然界中其他形式的能量也是可以相互转化的,它们是否也遵从同样的规律呢?若遵从同样的规律,需要满足一定的条件吗?
在上面问题提出以后,让学生讨论与交流,对历史上曾出现的永动机进行分析,说明其失败的原因。
还可让学生分析一些现实问题:世界各国为了自身的发展,展开了能源抢夺战.如俄罗斯如何向中国和日本铺设石油管道的问题、伊拉克的石油问题、OPEC对世界的重大影响等都成了世界的焦点问题.设想若能量不守恒,一升汽油能让机器永远转动下去、一度电能让电灯永远发光,世界还是如今的样子吗?
最后强调,机械能只是能量的一种形式.因此,要保证机械能守恒就必须保证它不和其他形式的能量相互转化,即满足只有重力或弹力做功的条件.而能量守恒定律包含了所
有形式的能量,所以一种形式的能量减少多少,另一种形式的能量必然增加多少. 4.能量转化和转移的方向性
为了节省篇幅,教材试图通过事例,揭示能量转化和转移的方向性,让学生有个感性认识.教师在上课时可灵活处理这部分内容.
许多学生在学习了能量之间的转化和转移后,再来学习这部分内容可能会说:各种形式的能量都是可以相互转化的,为什么还说具有方向性呢?对此问题,教师可让学生回忆课本上的另一句话:人类发明的许多技术装置都是为人类服务的能量转化器.也就是说,许多能量的转化和转移必须借助于技术装置,而在自发进行转化和转移的情况下是有方向性的.所以要使房间降温必须借助于空调;要吃雪糕必须借助于冰箱等技术设备. (二).小结 (三).作业
第十五节 功率
一、知识与技能:
1、知道功率是表示做功快慢的物理量。
2、理解功率的概念,能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。
3、正确理解公式P=FVcosα的意义,知道什么是瞬时功率,什么是平均功率。 二、过程与方法:
1、学会求解各种不同的功率。
2、会运用功率不同的表达式分析和解决动力机械问题。 三、情感态度与价值观:
1、使学生养成具体问题具体分析和严谨的思维习惯。 2、提高学生理论联系实际,分析解决问题的能力。 四、重点难点
1、理解功率的概念是本节的重点。
2、瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。
3、机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。 五、教学过程: (一)引入新课
①质量为2kg的物体在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中,有几个力对物体做功,各做功多少?此过程用多长时间?
②质量为2kg的物体静止在光滑水平面上,在F2=4N的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中,有几个力对物体做功?各做功多少?此过程用多长时间?
①中拉力做功:W11=F1S=64J;阻力做功:W12=-fS=-64J;时间:t1=s/V=8s.
②中拉力做功:W2=F2S=64J;时间t2=
2s?4s. a可见,力对物体做功多少,只由F、S及它们间夹角决定,与物体是否还受其它力、
物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下,F1、F2做功一样多,但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。 (二)进行新课
1.我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率,这是物理学中的一个重要概念。 2.功率的概念
(1)定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。定义式:P=W/t (2)单位: 1W=1J/S,1KW=1000W。
(3)功率的物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量 (4)功率是标量。
由于功有正负,相应的功率也有正负。功率的正负不表示大小,只表示做功的性质,即动力的功率为正,阻力的功率为负,计算时不带符号,只计绝对值。
根据W=FScosα和v=S/ t,可得P=Fvcosα。若F、S同向,可简化为P=Fv。 (5)功率的另一表达式:P=Fvcosα。
F:对物体做功的力。v:物体运动的速度。α:F与v的夹角。 3.平均功率和瞬时功率
(1)平均功率:描述力在一段时间内做功的快慢,用P=W/t 计算,若用P=Fvcosα,V为t时间内的平均速度。
平均功率是针对一段时间或一个过程而言的,因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。
(2)瞬时功率:描述力在某一时刻做功的快慢,只能用P=Fvcosα,V为某时刻的瞬时速度。
瞬时功率是针对某一时刻或某一位置而言的,因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪一个位置的瞬时功率。
(3)额定功率和实际功率
额定功率指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。对公式P=Fv的讨论。
①当功率P一定时,F?1。即做功的力越大,其速度就越小。 v当汽车发动机功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。所以汽车上坡时,司机用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v一定时,P?v。即做功的力越大,它的功率也越大。
汽车从平路到上坡,若要保持速度不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时,P?v。即速度越大,功率越大。
起重机吊同一物体以不同速度匀速上升,输出功率不等,速度越大,起重机输出功率越大。
4.对公式P=Fv的讨论。

