“功”教学设计.docx

“功”教学设计中学物理必修2功教学设计 中学物理必修2功教学设计 教学目标 学问与技能： 1、正确理解功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不行缺少的因素。 2、正确理解、应用功的计算公式W=FScos。 3、知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确推断正功和负功。 过程与方法： 1、通过视察日常生活中的各种做功状况，通过比较和分析，理解外力做功的两不行缺少的因素。 2、通过探讨与沟通，呈现学生思维过程，驾驭比较、分析、归纳等逻辑思维方法。 情感看法与价值观： 1、经验视察、分析和比较等学习活动，培育学生敬重事实、实事求是的科学看法；培育科学探究的精神、形成科学探究习惯；感受到身边到处有物理。 2、经验探讨与沟通，培育学生团结协作的学习看法。 教学过程 老师活动 学生活动 备注 引入 互动试验：通过举起的水果打穿报纸的试验，引导同学们分别从力对物体做功和物体能量改变角度分析物体运动，让学生感悟到力对物体做功与物体能量改变之间的紧密联系，从而明确学习功的意义是为探讨能量做打算。 两位同学代表与老师协作完成试验，其它同学思索并回答问题 打算一水果和一张废旧报纸 学习目标 1、正确理解功的含义，并知道做功的两个要素。 2、理解驾驭功的计算公式，正确理解正功和负功的实质，能正确推断正功和负功。 3、驾驭用功的计算公式计算某个力做功或多个力的总功。 学生明确本节课学习学问目标 白板笔强调 教学过程 一、怎样才算做了功 结合演示试验，让学生推断怎样才算做功，明确功的定义： 1假如一个物体受到力的作用,并使物体在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了机械功（mechanicalwork）,简称功（work）,用符号“W”表示 2做功的两个要素： 物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移； 强调说明是物体在力的方向上发生了位移； 学生视察与思索，推断怎样才算做了功，理解功的定义并明确做功的两个要素。 打算一花盆 二、如何计算功 1、如图所示，当力的方向与物体位移方向一样时，力F对物体做的功W=FS 思索并回答问题 PPT展示，白板批注 2、试验演示斜拉箱子并提出问题：如下图所示，当力方向与位移方向不一样时，力是否做了功，假如做了功如何计算？ 分析引导：首先依据力的等效与替代思想，将力F分解为沿位移方向的分力Fx=Fcos;和沿垂直位移方向的分力Fy=Fsin.由于物体在分力FX方向发生了一段位移s，因此分力FX做的功为 W1=Fx·s=Fcos·s 物体在分力FY的方向没有发生位移，因此分力F2做的功为零。所以力F对物体做的功 W=FScos （提示同学们结合走台阶可以将位移沿力的方向和垂直力方向进行分解，也可得同样的结果） 3、功的计算公式W=FScos F-为恒力;S-为物体运动位移；-是力与位移夹角 功是标量，单位焦耳（J)1J=1N·m 学生探讨与沟通、请同学代表与全班同学沟通共享 可利用白板智能 三、功的正、负 1、演示拉箱子，提示同学们进行受力分析并推断各个力对箱子做功与否 提出问题：由于各个力方向与位移方向之间夹角不同，力对物体做功的值会有不状况，请同学们依据功的计算公式W=FScos进行探讨。 学生探讨与沟通、请同学代表沟通共享 示意图 范围 cos值 W值 阻力或动力 0°90° 正 W0 做正功 动力做功 90° 0 0， 不做功 90°180° 负 W0 做负功 物体克服阻力做功。 2、观看录像：观看录像，并让同学们分析推断汽车受到的各个力对汽车做功的状况。 提出问题：就如这汽车一样，如何求出这几个力对物体所做的总功？ 学生代表沟通共享 智能笔进行受力分析 四、多个力做功： 提出问题：现实生活中物体往往受到多个力作用下发生一段位移，多个力对物体做的总功如何求解呢？ 例题：一个质量m=50kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。请回答以下问题：(cos37°=0.8) 1、分析雪橇受到的力并分别求出各个力对雪橇所做的功； 2、各个力对雪橇所做功的总代数合是多少？ 3、雪橇所受的合外力大小方向如何？ 4、合外力对雪橇所做功是多少？并与各个力做功的代数和进行比较有何关系？ 解：1、支持力FN、重力G均对物体不做功，即WG=WFN=0 拉力做功为WF=FLcos37°=50050.8=2000J 阻力做功 Wf=f阻Lcos1800=1005(-1)J=-500J 也可以说物体克服阻力做了500J的功。 2、各个力做功的代数和W=WF+Wf+WG+WFN=1500J 3、物体所受合外力F合=Fcos37°-f阻=400N-100N=300N 方向与位移方向相同。 4、合力方向与位移方向一样。合力所做的功 W合=F合S=300N5m=1500J 合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。 小组合作，探讨沟通完成，并与全班同学沟通共享 五、探讨与沟通：请同学们依据以上例题总结归纳出求解有关恒力做功问题的一般方法策略。 1、对物体进行受力分析，并推断各个力做功状况； 2、确定物体位移； 3、依据公的计算公式进行计算； 4、总功的求法： （1）功是标量。求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和； 即合W1+W2+W3 （2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。 即合F合S 小组合作沟通完成，并与全班同学沟通共享 小结 六、学习目标自查小结 请同学们依据本节课学习目标自查本节课的学习状况并做好小结。 1、功的概念及功的两要素 2、功的计算公式：W=FScos F-为恒力;S-为物体运动位移；-是力与位移夹角 功是标量，单位焦耳（J)1J=1N·m 3、功的正、负 4、总功求法 学生自主小节并进行沟通共享。 学习评估 1、完成课本P67练习； 2、完成学案评估练习。 教学反思 “探究功与物体速度改变关系”教学设计 【教学目标】 一、学问与技能 1、巩固用打点计时器和纸带测量物体运动速度的方法。 2、为增加试验的牢靠性对试验器材和方法实施限制的技能。 3、用图像法处理数据的技能。 4、运用excel软件处理数据的技能。 二、过程与方法 1、通过参加整个探究过程，体验科学探讨的方法和艰辛历程。 2、通过解决变力做功问题，体会科学方法的精妙。 3、通过excel软件的运用，再一次体会计算机技术在协助试验方面的巨大作用。 三、情感看法与价值观 通过探究过程激发学生求知欲和学习爱好，享受胜利的乐趣，体会物理学探讨的科学性。 【教学重点】 1、再次体会功和能量改变关系。 2、试验方案的制定和实施。 3、数据的图像处理。 【教学难点】 1、橡皮筋的弹力做功的处理。 2、数据的处理。 【教学方法】 师生、生生探讨互动的方法。 【教具打算】 长木板（侧面分别钉上两个钉子）、小车、打点计时器（包括纸带、复写纸、电源和导线）、橡皮筋若干条、直尺、计算机（装有excel软件） 【课时支配】 2课时（第一节设计试验方案，其次节做试验与处理数据，得出结论） 【教学过程】 一、复习并引入新课 师提问：到现在为止，我们已经定量探讨了哪几种能量？它们都是怎样得出表达式的？它们与对应力的功有什么关系？ 师：对于势能的探讨我们先告一段落，从本节课起先我们要探讨动能，要得出动能的表达式和它满意的规律。 师提问：第一节中是怎样给动能下的定义？ 师：动能是与物体的运动有关的能量，而且根据我们已经运用过的探讨思路，要得出动能的表达式，必定也是通过探究某个力的功得出，因此本节课就通过试验探究功与物体速度改变的关系，今日我们一起探讨建立试验方案，下节课分组试验。 板书：第6节：探究功与物体速度改变关系 二、新课教学 师提问：我们得出重力势能表达式是通过探究重力做功得出的，得出弹性势能表达式是通过探究弹力做功得出的，那么标题中要探究的功是什么力的功？为什么？ 老师引导他们说出理由，并由其他同学点评，最终形成统一相识：是合力功，因为合力确定了加速度，加速度是跟速度改变有关的。 师提问：求速度改变，要先测出速度，我们最熟识的试验室中测速度的方法是什么？ 打点计时器 师提问：那么请设计出一个试验方案，能够探究合力的功与物体速度改变的关系，先说须要什么器材，在说明怎样安装器材。 经过探讨、归纳、整理得出如图所示试验方案。 师：下面我们分别解决以下几个问题 老师板书： 怎样求合力功 怎样求速度变更量 师提问：怎样求小车受的合力？ （1）引导出要甩掉摩擦力这个麻烦，只让绳拉力为合外力，该怎么办？逐步引导出平衡摩擦力，怎样平衡，怎样推断出角度是否合适。 （2）拉力的大小怎么办？是否就等于钩码重力，经过探讨或者推导证明得出拉力小于钩码重力，虽然可以计算出拉力大小，但为了减轻试验负担，就近似认为钩码重力等于绳子拉力，条件是钩码质量远小于小车质量。 师提问：怎样得出位移？ 引导出在纸带上确定始、末两点，用尺子测量出位移大小。 师提问：怎样确定始、末速度？ 引导得出用中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度得出。 师：刚才设计出的方案涉及到的问题我们在必修1中已经解决，现在想用如图所示的方案探究合力功与小车速度改变关系，以上问题如何解决？ （1）引导出为使橡皮筋拉力成为合力，平衡摩擦力的方法与前面一样。 （2）拉力大小如何确定？有些学生指出皮筋的劲度可以测出，再由形变量得出拉力，再求合力，引导提问：目的是求拉力还是求拉力的功？发觉拉力为变力，求功不好求。引导上节课弹簧弹力也是变力，但我们胜利地求出了功，求皮筋这个变力的功能运用弹簧变力功的方法吗？学生回答能用除以2求平均力或者分割、求和、靠近的微积分方法。老师引导提问：弹簧变力的功之所以能用上述方法是因为劲度k恒定，拉力F与形变量L成正比，或说拉力F随形变量L的改变匀称增大，橡皮筋有这个特点吗？即劲度k恒定不恒定？学生回答不出可引导：化学试验中的胶皮管或者医用胶皮管（静脉取血）拉长后有什么改变？学生能回答出变细了，逐步引导出劲度系数改变了。 （3）拉力是变力，而且劲度系数也变，怎样变也不知，弹簧变力功的方法用不了了（画不出F-L图像），那怎么求皮筋做的功？ 由于老师始终在问怎样求皮筋这个变力的功，学生的思维肯定沿着要求出功的方向，因此至此陷入逆境。 师：我们在探究加速度与力、质量关系时用过一种方法，不须要求出加速度详细值，也不须要求出力的详细值，只要知道两次试验中力的比值和加速度的比值，就可以得出加速度与力的关系。现在我们要探讨功与速度改变的关系，能用类似的方法吗？若学生仍没有受到启发？接着引导：非要算出功的详细值吗？再用实物引导，展示并说明：“有很多条相同的橡皮筋”若学生还是不能提出正确方案，可以干脆告知：“假如我们做两次试验，知道这两次试验中功的倍数关系，还知道两次试验中速度的倍数关系，不也可以看出功与速度改变的关系吗？”进一步引导学生得出：“第一次用一条橡皮筋，其次次用两条橡皮筋” 师：这种奇妙的方法在物理学史上是有先例的（用几句话简洁介绍库仑如何解决电量大小的问题的。） 师：功的问题已经解决，那么初位置与初速度，末位置与末速度的问题呢？ 师提问：还能不能从纸带上随意找两个点作为初、末位置呢？若学生做不出推断可进一步问：关键是找到的这两点的速度怎样得出，还能用中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度的方法得出吗？学生很自然地发觉是变加速，此法不通。再进一步问那应当怎样选始末点，学生简单确定初始点选在头一个点好，因为这样初速为零，但对终了点不能确定，老师引导提问：小车加速过程中皮筋伸长量渐渐复原，到原长后小车如何运动？学生简单答出匀速，纸带上点间隔匀称，从而可用点间距除以时间间隔得到匀速速度，从而解决末速度问题（末位置无所谓，反正也用不上位移，关键是末速度） 师：解决了以上的试验原理问题，在做试验以前，大家再探讨：为提高试验的精确性，试验中要留意什么？ 学生发表很多看法，老师留意引导大家自评、互评得出大家都同意的几点，如对橡皮筋的要求：各条橡皮筋保证完全一样，且劲度系数适当，试验时还不能超过弹性限度。对小车每次释放的位置要一样等。 师：若试验总共做6次，得到（W、v1）（2W、v2）（3W、v3）怎样处理这些数据，从而得到结论呢？ 引导得出用图像法好，可进一步问画什么图？学生很简单回答出W-v图，追问若是直线是什么意思？W与v成正比。曲线是什么意思？学生几乎都回答抛物线，得出W与v2正比（因为学生接触过的曲线基本上只有抛物线，所以简单以偏盖全）可干脆告知曲线不肯定都是抛物线，即W不肯定与v2成正比，即由曲线是得不出结论的，引导出要多画出几种如W-v2关系图，W-v3关系图，W-关系图等，用尝试法找寻结论。 师：图像自己用坐标纸画吗？学生简单得出用excel软件，因为在必修1时用过，老师可用以前的数据组织学生复习用excel作图的方法。 三、课堂小结 师：以上试验的预习过程可以形成提纲式笔记 板书： 1、要探究的是合力的功与速度改变的关系 2、为使橡皮筋的力成为合力，要平衡掉摩擦力，怎样平衡。 3、怎样解决橡皮筋这个变力做功问题（k也改变），试验中对橡皮筋有什么要求。 4、怎样确定初位置与初速度和末速度 5、怎样处理数据 师：原委合力功与速度改变有什么关系，我们做完试验后就会得出结论。 四、作业 思索：物体的速度改变量是仅跟合力功有关吗？猜一猜可能还和什么有关？怎样通过试验验证你的揣测？ 功和能 功和能类型：复习课目的要求：精确驾驭功、功率、动能，势能、机械能等概念头，精确理解动能定理、机械能守恒定律功能关系，能娴熟驾驭它们的运用方法。强化解决动力学问题的方法训练和实力培育功一、功的概念1、概念：一个物体受到力的作用,并且在这个力的方向上发生了一段位移,就说这个力对物体做了功.(定义):力和力的作用点通过位移的乘积2.做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上的位移3、公式：WFScos（为F与s的夹角）说明：(1)公式只适用于恒力做功位移是指力的作用点通过位移(2)要分清“谁做功，对谁做功”。即：哪个力对哪个物体做功。(3)力和位移都是矢量：两种思路：可以分解力也可以分解位移。如：位移：沿力方向分解，与力垂直方向分解。(4)功是标量，没有方向，但功有正、负值。其正负表示力在做功过程中所起的作用。正功表示动力做功(此力对物体的运动有推动作用)，负功表示阻力做功，功的正负表示还表示能的转移方向(5)功大小只与F、s、这三个量有关与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关与物体的运动形式(无论是匀速或变速)无关，也与物体同时受到的其他力无关.提到做功：肯定要明确？力对？物体在？个过程中做功，正还是负，数值是多少。做功后能量如何转化。(6)探讨：当=00时，WFS表示力的方向与位移方向相同。力对物体做正功当0a900时，W0，力对物体做正功；当=900时，W0，力对物体不做功；当9001800时，W0，力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功，从二个角度来描述同一个问题当=1800时，W-FS表示力的方向与位移方向相反。力对物体做负功4、功正、负的三种推断方法：一个力对物体做不做功，是正功还是负功，推断的方法是：力与位移之间夹角：常用于推断恒力做功状况。力与速度之间夹角：常用于推断曲线运动力做功状况为锐角时，力对物体做正功，为钝角时，力对物体做负功，为直角时，力对物体不做功。看物体之间是否有能量的转化：若有则肯定有能量的转化，常用与关联物体做曲线运动状况。5、力学中求功方法：公式求：WFScos（只适用于恒力做功，可分角力也可分角位移）W=Pt动能定理：W=EK2一Ek1，能量的转化状况求，（功是能量转达化的量度）F-s图象，图象与位移轴所围均“面积”为功的数值6、两类不同的力做功求解的典型状况一类是与势能相关的力，如重力、弹簧的弹力、电场力等，它们的功与路程无关系，只与位移有关。另一类是滑动摩擦力，空气阻力等，这类力做功与物体的运动路径有关。滑动摩擦力做功要看物体运动的路程，这是摩擦力做功的特点，必需牢记。7.功和能单位：焦耳（J)1J1Nm.1ev=1.610-19J8.物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度9.力的三种效果:力的瞬时效应,变更物体的运动状态,产生加速成度.力的时间积累效应:使物体产生冲量,变更物体的动量.是动量转化的量度力的空间积累效应，对物体做功,变更物体的能量,是能的转化的量度 二、留意的几个问题F：当F是恒力时，我们可用公式WFscos运算；当F大小不变而方向改变时，分段求力做的功；当F的方向不变而大小改变时，不能用WFscos公式运算（因数学学问的缘由），我们只能用动能定理求力做的功S：是力的作用点通过的位移，用物体通过的位移来表述时，在很多问题上学生往往会产生一些错觉，在后面的练习中会相识到这一点，另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移功是过程量：即做功必定对应一个过程（位移），应明确是哪个力在哪一过程中的功什么力做功：在探讨问题时，必需弄明白是什么力做的功点评：求功，必需清晰地知道是哪个力的功，应正确地画出力、位移，再求力的功 规律方法1、功的计算方法1.由公式W=Fscos求解(两种处理方法)：W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移scos,即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直F方向上的两个分位移W等于力F在位移s方向上的分力Fcos乘以物体的位移s，即将力F分解为沿s方向和垂直s方向的两个分力留意：这种方法只能用来计算恒力做功（轨迹可以是直线也可以是曲线）2、多个力的总功求解用平行四边形定则求出合外力，再依据wF合scos计算功留意应是合外力与位移s间的夹角分别求各个外力的功：W1F1scos1，W2=F2scos2再求各个外力功的代数和3、变力做功问题WFscos是用来计算恒力的功，若是变力，求变力的功只有通过将变力转化为恒力，再用WFscos计算有两类不同的力：一类是与势能相关联的力，比如重力、弹簧的弹力以及电场力等，它们的功与路径无关，只与始末点的位置有关；另一类是滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或来回运动时，这类力(大小不变)功等于力和路程（不是位移）的积依据功和能关系求变力的功如：依据势能的改变求对应的力做的功，依据动能定理求变力做的功，等等依据功率恒定，求变力的功，W=Pt.求出变力F对位移的平均力来计算，当变力F是位移s的线性函数时，平均力作出变力F随位移，改变的图象，图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功4、做功求解的典型状况留意力、冲量、功的区分除了它们的物理定义、单位以及是标量还是矢量以外，从动力学观点来看：(1)力和物体的运动状态的改变存在着瞬时因果关系，即力是产生加速度的缘由,有力才有加速度,力变加速度变，它们之间的因果规律用牛顿其次定律来表达(2)力的冲量反映的是力持续在一段时间的作用效果的累积量其结果是要引起物体动量的变更，它们之间的因果规律用动量定理来表达(3)功是力持续作用在一段空间位移上的作用效果的累积量，是标量其结果是要引起物体动能的变更，它们之间的因果规律用动能定理来表达作用力和反作用力的做功作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功，不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反，就肯定有作用力、反作用力的功数值相等，一正一负所以作用力与反作用力做功不肯定相等，但冲量的大小相等摩擦力的做功A、静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能(3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。 B滑动摩擦力做功有以下的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。(如相对运动的两物体之一对地面静止，则滑动摩擦力对该物不做功)(2)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力做功的过程，对物体系统所做总功的多少与路径有关，能量的转化和转移的状况有两个方面：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移另一个物体上，其值是负值，等于摩擦力与相对路程的积，即Wf=f滑S相对二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量表示物体系统损失机械能克服了摩擦力做功，E损=f滑S相对=Q(摩擦生热)肯定要理解“摩擦生热”指的是滑动摩擦“生热，在相对滑动的过程中，通过摩擦力对系统做功来求解，必需求出摩擦力在相对路程上的功(3)滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或来回运动时等于力和路程（不是位移）的乘积 如图所示，上面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度V0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了S，小木块相对木板滑动了d，则由动能定理知：滑动摩擦力对木块所做功为：W木块=一f（dS）滑动摩擦力对木板所做功为：W木板=fs所以，木块动能增量为：EK木块=一f（ds）木板动能增量为：EK木板=fs由得：EK木块EK木板=一fd式表明木块和木板组成的系统的机械能的削减量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积。这部分削减的能量转化为内能。扩展与探讨：点评：求功的思路共有四条(1)由功的定义恒力做功；(2)由能量关系求解；(3)由功率的定义；(4)由动能定理求解试题展示 功率一、功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率，它表示物体做功的快慢二、单位：瓦（w），千瓦（kw）；三、标量四、公式:PWtFv1PWt所求的是这段时间内平均功率2PFv当v为平均值时为平均功率，当v为即时值时为即时功率3PFv应用时，F、v必需同向，否则应分解F或v，使二者同向这里的P=Fv事实上是Fvcos、为F、v夹角4我们处理问题时必需清晰是哪一个力的功率，如一个机械的功率为P，这里指的是牵引力的功率，不行认为是机械所受合外力的功率五、发动机铭牌上的功率,是额定功率,也就是说该机正常运行时的最大输出功率，该机工作时输出功率要小于或等于此值规律方法1、功率的计算方法点评：（1）明确是什么力做功功率；（2）清晰是平均功率还是即时功率点评：应弄清哪一个力对哪一个物体做功，其功率是什么2、两种功率点评:物体在恒力作用下的变速运动或在变力作用下的运动，力做功的瞬时功率一般都随时间改变，因此，在求某力在某时的瞬时功率或探讨某力做功的瞬时功率随时间的改变时，都应依据公式P=Ftcos来进行分析和计算点评：综上所述不难发觉，敏捷地转换物理模型是一种重要的物理思想方法。学会这种方法，就会使我们在解决物理问题时变得从容自如，巧解速解物理问题，从而提高学习的效率。3、汽车起动问题分析(1)当以恒定功率运动时，做加速度越来越小的变加速直线运动，a=，当F牵f时，加速度a0，此时的速度为最大速度所以vm=p/f，以后机车做匀速直线运动。(2)欲使汽车从静止起先做匀加速直线运动，一起先不能用额定功率，功率必需随着速度增加而增加，使P/v=F恒定；这种运动持续一段时间后汽车又做加速度越来越小的加速运动，最终达到最大速度vm，所以求匀加速直线运动的时间不行用t=vm/a，必需用v=P额/F，而t=v/a，由此得：t=P额/Fa点评（1）此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率，若在额定功率下起动，则肯定是交加速运动，因为牵引力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解详细改变过程可用如下示意图表示（2）特殊留意匀加速起动时，牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度（匀加速结束时的速度），并不是车行的最大速度此后，车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动（这阶段类同于额定功率起动）直至a=0时速度达到最大详细改变过程可用如下示意图 动能动能定理一、动能假如一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量物体由于运动而具有的能Ekmv2，其大小与参照系的选取有关动能是描述物体运动状态的物理量是相对量。二、动能定理做功可以变更物体的能量全部外力对物体做的总功等于物体动能的增量W1W2W3mvt2mv02(1)反映了物体动能的改变与引起改变的缘由力对物体所做功之间的因果关系可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小所以正功是加号，负功是减号。(2)“增量”是末动能减初动能EK0表示动能增加，EK0表示动能减小(3)动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化在动能定理中总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等(4)各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和(5)力的独立作用原理使我们有了牛顿其次定律、动量定理、动量守恒定律的重量表达式但动能定理是标量式功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解故动能定理无重量式在处理一些问题时，可在某一方向应用动能定理(6)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的状况下得出的但它也适用于变为及物体作曲线运动的状况即动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用(7)对动能定理中的位移与速度必需相对同一参照物三、由牛顿其次定律与运动学公式推出动能定理设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为S，其速度由v0变为vt，则：依据牛顿其次定律F=ma依据运动学公式2as=vt2一v02由得：FS=mvt2mv02四应用动能定理可解决的问题恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简洁的多用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题规律方法1.动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程，两个状态所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能动能定理应用的基本步骤是：选取探讨对象，明确并分析运动过程分析受力及各力做功的状况,受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和明确过程始末状态的动能Ek1及EK2列方程W=EK2一Ek1，必要时留意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能改变与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制(2)一般来说，用牛顿其次定律和运动学学问求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿其次定律和运动学学问却无法求解可以说，娴熟地应用动能定理求解问题，是一种高层次的思维和方法，应当增加用动能定理解题的主动意识(3)用动能定理可求变力所做的功在某些问题中，由于力F的大小、方向的改变，不能干脆用W=Fscos求出变力做功的值，但可由动能定理求解3、应用动能定理要留意的问题留意1由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定留意2用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力F的大小的改变或方向改变，所以不能干脆由W=Fscos求出变力做功的值此时可由其做功的结果动能的改变来求变为F所做的功留意3区分动量、动能两个物理概念动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量，动量是矢量，动能是标量动量的变更必需经过一个冲量的过程，动能的变更必需经过一个做功的过程动量是矢量，它的变更包括大小和方向的变更或者其中之一的变更而动能是标量，它的变更仅是数量的改变动量的数量与动能的数量可以通过P2=2mEK联系在一起，对于同一物体来说，动能EK改变了，动量P必定改变了，但动量改变了动能不肯定改变例如动量仅仅是方向变更了，这样动能就不变更对于不同的物体，还应考虑质量的多少留意4动量定理与动能定理的区分，两个定理分别描述了力对物体作用效应，动量定理描述了为对物体作用的时间积累效应，使物体的动量发生改变，且动量定理是矢量武；而动能定理描述了力对物体作用的空间积累效应，使物体的动能发生改变，动能定理是标量式。所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中，使物体状态发生改变规律，在应用两个定理解决物理问题晚要依据题目要求，选择相应的定理求解。4、动能定理的综合应用动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点，也是高考考查的重点，解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒，哪一过程中应用动能定理、动量定理 机械能守恒定律学问简析一、机械能1由物体间的相互作用和物体间的相对位置确定的能叫做势能如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能，表达式为EP=一mgh式中h是物体到零重力势能面的高度(2)重力势能是物体与地球系统共有的只有在零势能参考面确定之后，物体的重力势能才有确定的值，若物体在零势能参考面上方高h处其重力势能为EP=一mgh，若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为EP=一mgh，“一”不表示方向，表示比零势能参考面的势能小，明显零势能参考面选择的不同，同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同，所以重力势能是相对的通常在不明确指出的状况下，都是以地面为零势面的但应特殊留意的是，当物体的位置变更时，其重力势能的改变量与零势面如何选取无关在实际问题中我们更会关切的是重力势能的改变量(3)弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能中学阶段不要求详细利用公式计算弹性势能，但往往要依据功能关系利用其他形式能量的改变来求得弹性势能的改变或某位置的弹性势能2重力做功与重力势能的关系：重力做功等于重力势能的削减量WG=EP减=EP初一EP末，克服重力做功等于重力势能的增加量W克=EP增=EP末EP初特殊应留意：重力做功只能使重力势能与动能相互转化，不能引起物体机械能的改变3、动能和势能（重力势能与弹性势能）统称为机械能二、机械能守恒定律1、内容：在只有重力（和弹簧的弹力）做功的状况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变2.机械能守恒的条件(1)做功角度：对某一物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为零),则该物体机械能守恒(2)能转化角度：对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发朝气械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒3表达形式：EK1Epl=Ek2EP2（1）我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式此表达式中EP是相对的建立方程时必需选择合适的零势能参考面且每一状态的EP都应是对同一参考面而言的（2）其他表达方式，EP=一EK，系统重力势能的增量等于系统动能的削减量（3）Ea=一Eb，将系统分为a、b两部分，a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的削减量，三、推断机械能是否守恒首先应特殊提示留意的是，机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，合外力的功及合外力都是零，但系统在克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，因而机械能的总量在削减(1)用做功来推断：分析物体或物体受力状况（包括内力和外力），明确各力做功的状况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒；(2)用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能守恒(3)对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等除非题目的特殊说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒说明：1条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功对于某个物体系统包括外力和内力，只有重力或弹簧的弹力作功，其他力不做功或者其他力的功的代数和等于零，则该系统的机械能守恒，也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化，只能使系统内的动能和势能相互转化如图550所示，光滑水平面上，A与L1、L2二弹簧相连，B与弹簧L2相连，外力向左推B使L1、L2被压缩，当撤去外力后，A、L2、B这个系统机械能不守恒