《机械能守恒定律》教学设计

第一节 追寻守恒量

1、费因曼的开场白

2、前人关于运动的思辨——追寻守恒量

地上物体运动的变慢——天体运动的永恒——运动守恒的思想萌芽——笛卡尔的上帝假设——寻找合适的描述运动多少的物理量

3、近代物理关于运动多少描述的追寻 （1）伽利略双斜面实验的隐含的事实

（2）笛卡尔碰撞实验：第一个合适的描述运动的物理量——mv

（3）莱布尼兹对竖直抛体运动的分析：活力与死力及其转化和守恒，mv，对伽利略实验的解释

（4）惠更斯碰撞实验的发现：mv守恒，mv、mv2均守恒（弹性碰撞） 4、追寻守恒量——动量mv、能量、角动量、宇称等 5、能量及其变化的量度

（1）实验探索：基于守恒思想，分析实验，进而得出能量的表达式以及能量转化与守恒的结果

【例1】自由落体运动：v2=2gh，v2与2gh的相互转化与守恒 【例2】碰撞实验——质量大的、质量小的两个小球，以相同速度碰撞同一个小球：能量与质量有关；对自由落体运动的反思：mv2与2mgh的相互转化与守恒，活力mv2、死力2mgh

（2）理论分析：分析一系列守恒现象中，与能量转化相关的现象，从而找到能量变化的量度，进而找到能量的量度

【例】科里奥利的思考

6、各种能量及其之间的转化与守恒

第二节 功与功率（一）

1、科里奥利的思考

（1）换一个角度思考问题：力对空间的积累——能量变化

2

【例1】水平面上物体的减速与加速：摩擦力、拉力与位移

v0 v v0 Ff F v

【例2】自由落体运动：重力与位移 （2）功——力乘以物体在力的方向上的位移 思考1：W=Fl？

Fl?v0 F v v0 F v 12121212mv2?mv1 Fcos??l?mv2?mv1 2222思考2：W=Fl·l=Flcosα 2、功的概念 （1）功的定义

①功是能量变化（转移转化）的量度 ②定义式：W=△E *单位

（2）功的决定因素

①两个决定因素：力，物体在力的方向上的位移 ②决定式：W=Flcosα 3、对W=Flcosα的理解 （1）F——恒力

（2）l——“力直接作用在其上时”、“力直接作用在其上的物体”、“对地的”位移

【例】踢球、杠杆与动滑轮、滑块滑板运动 （引体向上、原地蹲立、跑步等）

（3）α——α=90°：W=0，不做功

α<90°：W>0，做正功；W=△E>0，E增加，输入能量，动力功

Α>90°：W<0，做正功；W=△E<0，E减速，输出能量，阻力功

F *功的正负代表的是能量转移转化的方向

v0 v0 v0 F v F v0 v

4、总功

【例1】多个力同时作用时的物体的运动 时物体的运动

（1）总功——各个力的功的代数和， （2）总功与合力的功 （3）两种情况下功的计算

①曲线运动中功的计算 ②变力功的计算

第三节 功与功率（二）

1、做功有快慢之别 【例】 2、功率

（1）定义：描述做功的快慢 （2）定义式：P=W/△t

（3）理解：①实质是描述的能量变化的快慢：P=W/△t=△E/△t

②平均功率与瞬时功率 3、功率的决定式：P=Fvcosθ （1）推导：

（2）理解：P=F·vF=Fv·v 【例】分解实例

Ff v0 F v v0 F1 v F2 v2 F2 【例2】不同的力分阶段作用