人教版高中物理必修2-第7章-第10节-能量守恒定律与能源（教案）

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1、人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源【知识与技能】理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散.【过程与方法】通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义.【情感态度与价值观】1.用能量的观点分析问题应该深入学生的心屮，因为这是最本质的分析方法.2.感知我们周围能源的耗散，树立节能意识.【教学重难点】★教学重点1.能量守恒定律的内容.2.应用能量守恒定律解决问题.★教学难点1.理解能量守恒定律的确切含义.2.能量转化的方向性.【教学过程】★重难点一、功能关系的理解和应用*1.功能关系概述(1)不同形式的能

2、量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程。(2)功是能量转化的量度。做了多少功，就有多少能量发生转化。2.功与能的关系由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如表:功能量转化关系式重力做功重力势能的改变必=_△坊弹力做功弹性势能的改变必=—△禺合外力做功动能的改变"合=4除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变W=E机两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能的改变斤x相对=Q★特别提醒:(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

3、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的。但功和能不能相互转化。【典型例题】轻质弹簧原长为21,将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短吋，弹簧长度为1.现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为51的水平轨道，B端与半径为1的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数卩=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度1,然后放开

4、，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.(1)如果物块P恰好能够到达D点，则物块的质量为多少.(2)如果P的质量为ni,其他条件不变，而导轨半径R的大小不确定，则当R为多大时，小球上升到最高点后落回水平血吋，落地点与B点间距离最大.DAB103【答案】(1)叫=—m(2)R=-l194【解析】(1)将弹簧竖直放置在地血上，物体下落压缩弹簧吋，由系统的机械能守恒得：Ep=5mgl如1。图，物块P从弹簧释放到。点的过程，根据能量守怛定律得：Ep=•4/+-mPvl+2mpSl2物块P恰好能够到达。点，有:mpg=mp联立解得物块的

5、质量为:10mp=—mop9(2)如果P的质量为m,物块P从弹簧释放到。点的过程，根据能量守恒定律得:Ep=/jmg•4/+*mVp+2mgR根据平抛运动的规律有：2/?=

6、gr2,S=vD't联立可得，小球落地点与3点间距离为：S=2(2R(3l-2R)根据数学知识可知，当2R=3l—2R,即R=-l时，S有最大值。4★重难点二、能的转化和守恒定律的应用★★能的转化和守恒定律的应用1.表达式、E减=4血增2.含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等。(2)某个物体的能量减少，一定存在其

7、他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。3.应用步骤(1)明确研究对象及研究过程.(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化.(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少.(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式).★特别提醒：能量守恒定律表达式中虽然没有出现功，但功是能量转化的量度。能量变化中也体现功的本质及做功多少。【典型例题】节水喷灌示意图如图所示，喷口距地面力高，将水水平喷出，其喷灌半径可达8力，时间f内喷出水的质量为刃，所用的水是水泵从地下3力深的井里抽取。设水以相同的速

8、率从喷口喷出，水泵效率为“，不计空气阻力，试求：(1)水从喷口喷出的初速度K;(2)水泵每分钟对水做的功"；(3)带动水泵的电动机的最小输出功率2【答案】(1)v=(2)P=【解析】(1)水从喷口喷出后做平抛运动，设平抛运动的时间为广，则8/?=vtr解得：v=4y]2gh(2)设时间门人喷出水的动能为伐，水获得的重力势能为E»水泵对水所做的功用于增加水的动能和重力势能，则有E.=—mv2k2=16mghEp=mg(h+3/z)=4mghW=Ek+Ep=20mgh(1)带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵的输入功率解得："迎

9、型★重难点三、滑动摩擦力做功与摩擦生热★1•滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功.(2)—对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，即摩擦生热.(3)相互摩擦的系