高一物理下册《宇宙航行》教学设计
教学设计思路:
本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.本节是第五节,万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过,从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情.实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手.究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚,学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情.因此,用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的,有了空间的图景,对问题的认识和思考就有了依托.所以,本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示,让学生有比较深刻的感性认识.
设计理念
通过对前几节知识的学习,学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解.在此基础上,教师通过设计问题情境,引导学生探究,获得新知识.重视科学跟生活、跟社会的联系,让学生体会物理学就在身边.体会生活质量与物理学的依存关系,体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手.
学情分析:
尽管学生对天体运动的知识储备不足,猜想可能缺乏科学性,语言表达也许欠妥,但只要学习始终参与到学习情境中,激活思维,大胆猜想,敢于表达,学生就能得到发展和提高.
教学目标:
一、知识与能力
了解人造卫星的发射与运行原理,知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
了解人造卫星的运行原理,认识万有引力定律对科学发展所起的作用,培养学生科学服务于人类的意识.
二、途径与方法
学习科学的思维方法,发展思维的独立性,提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力.
三、情感态度与价值观
在主动学习、合作探究的过程中,体验愉悦的学习氛围,在探究中不断获得美的感受不断进步.
学习科学,热爱科学,增强民族自信心和自豪感.
教学准备:
多媒体电脑及图片.
教学重点难点:
重点:
1.第一宇宙速度的推导.
2.运行速率与轨道半径之间的关系
难点:
沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理,卫星的最大环绕速度是最小发射速度.
教学过程:
教师活动
教学内容
学生活动
引入新课
展示新闻和图片
1957年10月4日,前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星,从而开创了人类航天的新纪元.
1961年4月12日,前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船,尤里·加加林成为第一位航天员,揭开了人类进入太空的序幕.
人类进入了航天时代.这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识.
看屏幕
听讲解
§6.5宇宙航行
进行新课
问:离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出,由于重力作用,物体将做平抛运动,即最终要落回地面.但如果射出的速度增大,会发生什么情况呢?
思考
演示牛顿设想原理图
一、人造地球卫星由于抛出速度不同,物体的落点也不同.当抛出速度达到一定大小,物体就不会落回地面,而是在引力作用下绕地球旋转,成为绕地球运动的人造卫星.
那么,速度多大时,物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢?
观察、分析
引导学生讨论
展示课件并讲解
二、宇宙速度
【板书】1.第一宇宙速度(环绕速度)v1=7.9km/s
请学生根据所学知识,推导第一宇宙速度的另一种表达式:推导:地面附近重力提供向心力,所以将R=6.37×106m,g=9.8m/s2代入,求出第一宇宙速度仍为7.9km/s.如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运动的轨道就不是圆,而是椭圆.当物体的速度等于或大于11.2km/s时,物体就可以挣脱地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造卫星.所以,11.2km/s是卫星脱离地球的速度,这个速度叫作第二宇宙速度,也称脱离速度速.
【板书】2.第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km/s
达到第二宇宙速度的物体要受太阳引力的束缚,要使物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,必须使它的速度等于或大于16.7km/s,这个速度叫作第三宇宙速度,也称逃逸速度.【板书】3.第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7km/s
【板书】4地球同步卫星.
人造地球卫星的种类很多,有一种特别的卫星叫地球同步卫星
(1)同步卫星的高度是确定的:h=36000km.
(2)理解同步卫星“同步”的意义.
(3)探究同步卫星的位置.
2.观看视频:同步卫星的轨道以及同步卫星的发射
.
讨论并推导
观察、思考
说明特点
了解卫星的发射和回收
视频和图片
巩固练习
1.一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星,轨道半径为r,它的线速度大小为v,问:当卫星的轨道半径增大到2r时,它的线速度是多大?重力变为原来的多少倍?
2.天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动,周期为T,求卫星的向心加速度和行星的质量.
教学反思:
本节课的教学活动,始终以学生为主体,精心设计学习活动,创设教学情境,,促进学生大胆猜想,独立思维,探索研究,经历、体验与牛顿研究人造卫星发射原理相似的“再发现”过程.
但是本节也反映出学生的数学推理能力较差,建立物理模型解决实际问题的意识较弱
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。那么,你知道高中教案要怎么写呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“高一物理教案:《弹力》教学设计”,相信您能找到对自己有用的内容。
高一物理教案:《弹力》教学设计
教学目标
知识目标
1、了解形变的概念,了解弹力是物体发生弹性形变时产生的.
2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,正确画出物体受到的弹力.
3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.
能力目标
1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小.
2、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高判断分析能力.
教学建议
一、基本知识技能:
(一)、基本概念:
1、弹力:发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
2、弹性限度:如果形变超过一定限度,物体的形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.
3、弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大.
4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变.
(二)、基本技能:
1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.
2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.
二、重点难点分析:
1、弹力是物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点.
2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.
教法建议
一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议
1、介绍弹力时,一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好,可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化,也可以演示其它明显的形变实验,如矿泉水瓶的形变,握力器的形变,钢尺的形变,也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示,介绍我们在做科学研究时,通常将微小变化“放大”以利于观察.
二、关于弹力方向讲解的教法建议
1、弹力的方向判断是本节的重点,可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子,将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.
如所示的简单图示:
2、注意在分析两物体之间弹力的作用时,可以分别对一个物体进行受力分析,确切说明,是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时,可以用具体的例子,画出示意图加以分析.
第三节 弹力
教学方法:实验法、讲解法
教学用具:演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).
教学过程设计
(一)、复习提问
1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?
2、复习初中内容:形变;弹性形变.
(二)、新课教学
由复习过渡到新课,并演示说明
1、演示实验1:捏橡皮泥,用力拉压弹簧,用力弯动钢尺,它们的形状都发生了改变,教师总结形变的概念.
形变:物体的形状或体积的变化叫做形变,形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念:能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.
2、将钩码悬挂在弹簧上,弹簧另一端固定,弹簧被拉长,提问:
(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)
(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)
(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)
由此引出弹力的概念:
3、弹力:发生弹性形变的物体,会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力.
就上述实验继续提问:
(1)弹力产生的条件:物体直接接触并发生弹性形变.
(2)弹力的方向
提问:课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?
与学生讨论,然后总结:
4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).
5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).
继续提问:电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?
其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?
分析讨论,总结.
6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.
7、胡克定律
弹力的大小与形变有关,同一物体,形变越大,弹力越大.弹簧的弹力,与 形变的关系为:
在弹性限度内,弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比,即:
式中 叫弹簧的倔强系数,单位:N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的,叫胡克定律. 胡克定律的适用条件:只适用于伸长或压缩形变.
8、练习使用胡克定律,注意强调 为形变量的大小.
(三)、布置课后作业.
探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸
课题1:
题目:关于弹簧的串并联——钢材的拉伸
内容:在建筑力学中,关于钢筋的劲度以及拉伸,可以根据弹簧的串并联进行研究。
有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容。
探究活动——自行设计实验求解弹簧的劲度系数
课题2:
题目:自行设计实验求解弹簧的劲度系数
内容:学生自行组织利用工具研究弹簧的劲度求解,方法不限,记录实验数据,写出实验报告——说明实验目的、实验仪器、实验原理以及结论。
俗话说,凡事预则立,不预则废。高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?考虑到您的需要,小编特地编辑了“高一物理《力的分解》教学设计”,相信能对大家有所帮助。
高一物理《力的分解》教学设计课题
摩擦力
教
学
目
的
一、知识目标:
1、知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。
2、知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比。
3、知道净摩擦力产生的条件,会判决静摩擦力的方向,知道最大静摩擦力。
二、能力目标:
通过学生自己实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
三、德育目标:
在研究问题时,要突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
学
法引导
利用实验演示、分组,通过现象找本质。对摩擦力的规律及相对运动或相对运动趋势的判定,则需通过教师的归纳总结。动摩擦力、静摩擦力可通过对比教学进行。
重点
难点
教学重点:
1、滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=uFn解决具体问题
2、静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
教学难点:
1、正压力FN的确定;2、静摩擦力有无、大小的判定
教
具
带绳的木块、小铁块、弹簧秤(学生用,二人一组),学生自己一人备一块小毛巾)
整
体
感
知
摩擦力是力学中三大性质力之一,正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。因此在教学中应根据重、难点,师生共同设计实验,用实验进行研究,培养学生实验、观察、操作能力,培养学生正确的认识能力。要让学生在学习知识的同时,掌握科学研究方法提高科学素养。
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
一、导入新课
同学们,在桌子上给文具盒一个初速度,文具盒最终会停下来,这说明什么问题?
学生答:有阻碍它前进的力。
师问:那这个力是谁给的,在什么情况下产生这个力呢?
引导回答:与桌面接触,且有相对滑动,才产生这个力。
师:对,这就是初中已经有了的概念,滑动摩擦力。今天,我们将进一步学习有关摩擦力的知识。
二、新课教学
(一)用投影片出示学习目标:
1、知道滑动摩擦力产生的条件,会正确判决滑动摩擦力的方向。
2、理解滑动摩擦定律和公式,会用F=uFn计算有关题目。
3、知道摩擦因数u的大小与接触面的材料和粗糙程度有关。
4、知道静摩擦力产生的条件,并知道有最大值、且比滑动摩擦力稍大。
(二)学习目标完成过程
1、滑动摩擦
板书刚才学生的总结:
滑动摩擦力:相互接触的两物体,一个物体在另一物体表面相对滑动时受到的阻碍它相对滑动的力。
【学生实验1】:让学生用弹簧秤拉着木块在桌面上缓慢运动,保证弹簧秤的示数不变。就可以维持木块匀速前进,这时物块和桌面的滑动摩擦力是多大?方向如何?
【学生实验2】:再在木块上加一铁块,同样维持物块匀速前进。这时滑动摩擦力变了吗?说明什么道理?
学生回答:滑动摩擦力变大,说明滑动摩擦力的大小跟两物体之间的正压力有关,且正压力越大,滑动摩擦力越大。
【学生实验3】:更换实验条件,把木块放在毛巾上拉动,同样维持其匀速运动,观察弹簧秤的示数,发现比在桌面上的要大,说明什么问题?
引导学生答:说明接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
老师归纳:经实验证明,滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比,还与接触面的粗糙程度、材料有关。关系式表达为F=μFN,μ是动摩擦因数,由接触面的材料和粗糙程度决定,是没有单位的,μ是F与FN的比值。
滑动摩擦力的放向总是与接触面相切,且与相对运动方向相反。
2、知识反馈性练习(出示投影片)
(1)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:
A、物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反;
C、接触面的滑动摩擦系数越大,滑动摩擦力也越大;
D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
(2)用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子,那接触面的滑动摩擦力是多大?μ值为多大?
师生共评每一句话的错误在哪里?应该怎样理解。
强调:滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反,而不能说与物体运动方向相反。
3、滚动摩擦:一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。
〖提问〗:车轮、滚动轴承为什么都做成圆的?
引导学生答:因为滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。
4、静摩擦:
〖提问〗:把一个很重的铁球放在地上,一只小蚂蚁能不能推动?
学生:推不动。
〖提问〗:如果地面是光滑的呢?
学生:有的认为推动,有的认为推不动。
老师强调:到底推动推不动?
学生甲:推动推不动,不是看铁球的重要,要看与地面的摩擦力有多大?比如一辆汽车,两三个人搬不动,但可以推得动。
老师:对,分析得太好了。在水平地面上是否推动物体,不取决于这个物体重量的大小。如果地面光滑,重力不会影响水平方向的运动,如果地面粗糙,推力大于物体与地面间的最大净摩擦力,就推得动,下面我们来研究静摩擦力。
(1)教师演示:用力推讲桌。
①开始用很小的推力,推不动,分析讲桌受力情况。
②再用稍大的力推,还静止不动,分析受力情况
③继续增大推力,讲桌开始运动,分析受力情况。
分析:讲桌在推力作用下相对地面静止,但在沿这个力的方向上有相对运动趋势,就是因为讲桌跟地板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在讲桌上,他们的大小相等,方向相反,彼此平衡,因此讲桌保持不动,这时发生的摩擦叫静摩擦。静摩擦力的方向总是跟接触面相切,跟物体相对运动趋势的方向相反。
〖提问〗:那静摩擦力的大小如何确定呢?有什么规律呢?请同学们自己动作实验得出结论。
学生两人一组,木块静止地放毛巾上,开始用较小的力拉木块,木块静止,记下拉力大小,慢慢增加拉力,木块仍静止,记下拉力的大小。继续增大拉力,木块刚开始动,记下拉力的大小。然后保持匀速运动,记下拉力的大小。
出示投影片、填表过程
测力计
读数
拉力
方向
摩擦力大小
摩擦力
方向
1
静摩擦力1
2
静摩擦力2
3
最大静摩擦力
4
滑动摩擦力
结论:最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。
是实验得到:静摩擦力随着推理的增大而增大,它的极限值就是最大静摩擦力。可见,静摩擦力是一个变力,变化范围为:0<F静≤Fmax
(2)静摩擦力的作用
拿在手中的东西不会滑落
把线织成布,用布缝衣服,也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。
(3)反馈练习:(出示投影片)
斜面上有一物体,质量为m,在斜面上静止不动,m受摩擦力吗?为什么?
三、小结
7.5重力势能
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.知道重力势能的定义。
2.理解重力势能的计算公式,知道重力势能是标量,单位是焦耳。
3.理解重力做功与重力势能的关系。
4.知道重力势能的值是相对的,理解重力势能正负的含义。
5.了解弹性势能,知道弹簧的弹性势能的决定因素。
(二)能力训练点
1.据重力做功的特点,推导重力势能的表达方式。
2.从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象
(三)德育渗透点
1.培养热爱科学,崇尚科学的品质
2.注意观察和分析生活中的有关的物理现象,激发和培养探索自然规律的兴趣。
(四)美育渗透点
让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美,严谨的科学美。
二、学法引导
通过典型事例分析和实验演示来分析讨论,指导学生总结、归纳。
三、重点难点疑点及解决办法
1.重点
重力势能大小的确定
2.难点
重力势能的相对性的理解,参考平面的选择方法。
3.疑点
如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。
4.
1.演绎推导物体重力势能的定义表达方式。
2.类比分析,举例释疑。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板,木块
六、师生互动活动设计
1.教师利用实例来引入问题,利用实验来引导学生讨论问题,利用讲解来加深对概念的进一步认识。
2.学生观察、分析、讨论、总结,并通过实例分析来形成能力。
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上,进一步根据功的定义,推导出重力势能的计算公式,并通过实例分析,理解重力势能的相对性、正负含义等,并能准确地计算重力势能值.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
【引入新课】
放录像并讲解:俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域,坠毁过程极为壮观美丽,137吨的庞然大物分解燃烧,天空中出一条条长长的金色轨迹.这是一个完美的告别,“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆.“和平号”的功绩将永载史册.
现提问:“和平号”空间站坠落时,为什么会燃烧?
碎片燃烧时,温度可达3000℃,其能量由什么能量转化而来?
现在,就讲重力势能
1.重力势能
回忆初中的知识,可知
(l)定义:物体由于被举高而具有的能量.
演示实验,用木球和铁球先后从同一高度处自由下落,落入玻璃缸中的细沙中,观察到什么现象?这说明了什么?(铁球深入细砂中的距离比木球要长,这说明,质量大的物体在相同的高度时,重力势能大,克服细砂阻力做功要多)
用铁球在不同的高度处自由下落,先后落入玻璃缸中的细砂里,观察到什么现象,这又说明了什么?(铁球在比较高的地方落下来,深入砂中的距离也比较长,这说明,同一个物体在比较高的地方重力势能较大,克服细砂阻力做功要多)
综上所述,物体的重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关.
现在来推导重力势能的定量表达式:投球的质量为m,从高度为的A点下落到高度为的B点,如图所示,重力所做的功为
(2)重力势能的表述式
物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积,重力势能是标量,也是状态量,其单位为J
(3)重力做功与重力势能的关系
重力做功也可以写成
当物体下落时,重力做正功,,可设,这说明,重力做功,重力势能减少,减少的值等于重力所做的功.
同理,当物体上升时,重力做负功,重力势能E增加,增加的值等于重力所做的功,要注意的是,重力做负功也可以说成物体克服重力做功.
这种功能关系不仅适合于直线运动,也适合于曲线运动,重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关,而与运动的路径无关.
提问:一个物体的质量为10kg,把它置放在2楼的一张1m高的桌面上,若楼房的每层楼高3m,求此物体的重力势能值?
(无法计算,因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度,从地面算起,物体的重力势能J,若从二楼楼面算起,物体的重力势为J.对于不同的零高度点物体所对应的重力势能值也各不相同)
2.重力势能具有相对性
正如上例所述,要确定物体重力势能的大小,首先必须确定一个参考平面为零势能面,若定了零重力势能参考平面,物体在此平面的下方,物体的重力势能就为负,如上例把三楼底板为零重力势能平面物体的重力势能J
由此看来,物体重力势能的正负还表示重力势能的大小,在参考水平面以上的物体的重力势能一定大于参考平面以下物体的重力势能.
要特别指出的是:重力势能的变化县与零重力势能参考平面选择无关,就好像物体的高度值与选择哪一点作为测量起点无关.至于选择哪个水平面作为参考平面,可视研究,解决问题的方便而定.
与重力势能相类似,还有弹性势能.
3.弹性势能
演示实验:把水平放置的轻弹簧一端固定,另一端系一木块,压(或拉)木块,使弹簧缩短(或伸长)再释放木块,让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动.
可知,发生弹性形变的物体能对外界做功,因而具有能量,这种能量就叫弹性势能,它存在于发生弹性形变的物体之中.
举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例
弹性势能的大小,与物体的性质(如劲度系数)和形变量有关,可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多来说明.
势能又叫位能,它是由相互作用的物体的相对位置决定.机械运动中的势能是重力势能和弹性势能的统称.
(四)总结、扩展
1.势能有多种,与高度有关的重力势能和与形变有关的弹性势能是力学中的两种,在热力学中有分子势能,在电磁学中有电势能等.
2.势能是存在于有相互作用的物体之间,它是属于有相互作用两部分物体即物体系的,但不是有相互作用物体之间就有势能存在,比如物体间的相互作用是摩擦力,但它们就不存在什么势能.
3.势能都是相对量,只有先走零势能参考平面,势能才有确定的值.
八、布置作业
P146练习四(2)(4)(5)
九、板书设计
1.重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.
(2)重力势能的表达公式.
(3)重力做功与重力势能的关系.
物体下落
物体上升
2.重力势能具有相对性.
定了参考平面,物体重力势能才有确定值.
重力势能的变化与参考平面选择无关.
3.弹性势能
十、背景知识与课外阅读
用能量最低原理求解两例物理题
高中化学中讲到“能量最低原理”在不违背泡利原理的情况下,核外电子总是尽先安排布在能量最低的轨道上,电子在该轨道上,处于稳定状态,其实,能量最低原理也适用于物体系物体系的稳定状态与系统的势能有关,势能越小则状态越稳定.物体系在不受外力的情况下,总处在势能最小的状态,即稳定状态.下面利用能量最低原理,求解两例物理题.
[例1]一质量均匀不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图所示.今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点,在此过程中,绳索AB的重心位置()
A.逐渐升高B.逐渐降低
C.先降低后升高D.始终不变
解析:由能量最低原理知,物体在静止情况下,总处于能量最低状态(即稳定状态).该状态下重力势能最小.故施力F后,细绳重心上升,故选答案A.
[例2]如图所示.容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水.大气压恒定,A、B底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中的水面比B中的高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,在这个过程中()
A.大气压力对水做功,水的内能增加
B.水克服大气压力做功,水的内能不变
C.大气压力对水不做功,水的内能不变
D.大气压力对水不做功,水的内能增加
解析:由能量最低原理可知,打开阀门见水达到平衡时应具有最小势能,故在打开阀门至平衡过程中,水的重力势能减小.又由题意知整个装置与外界绝热,因此由能量守恒得,重力势能的减少量转化为水的内能.故选答案D.
十一、随堂练习
1.下面关于重力势能的说法中,正确的是()
A.地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值.
B.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛,落到地面时,物体的重力势能变化是相同的.
C.在不同高度的物体具有的重力势能可能相同.
D.低于零重力势能面的物体的重力势能一定小于在零重力势能平面以上物体的重力势能.
2.如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,其上表面竖立直着一根轻弹簧,弹簧长为,劲度系数为k,下端与物体相连接,现将弹簧上端缓缓竖直向上提起一段距离L,使物体离开地面,这时物体重力势能增加.
3.一根质量分布不均匀的金属链条重30N,长1m,盘曲在水平地面上,当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面需做功12J,如改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面需要做功多少?
4.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落到地面前瞬间的机械能为()
A.B.
C.D.
5.如图所示,物体从A点出发,沿3条不同的轨道运动到B点,则在移动的过程中重力做功的情况是()
A.沿路径运动,重力做功最多
B.沿路径运动,重力做功最多
C.沿路径运动,重力做功最多
D.无论沿哪条路径,做功都一样多
6.质量为1kg的物体做自由落体运动,下落1s时,物体的动能为,物体的重力势能减少了.
答案:1.BCD2.3.18J4.B5.D6.50J50J
文章来源:http://m.jab88.com/j/14546.html
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