《機(jī)械能》教材分析本章概述功和能的概念是物理學(xué)中的基本概念，它和機(jī)械能守恒定律是學(xué)習(xí)各種不同形式的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的起點(diǎn)，也是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)的進(jìn)一步綜合和展開(kāi)。本章概述功和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系不僅為解決力學(xué)問(wèn)題開(kāi)辟了一條重要道路，同時(shí)也是分析解決電磁學(xué)、熱學(xué)等現(xiàn)象的重要依據(jù)。解決力學(xué)問(wèn)題，從能量的觀點(diǎn)入手分析，可以不涉及整個(gè)過(guò)程作用的細(xì)節(jié)，只涉及起始狀態(tài)和終了狀態(tài)。既避免了直接應(yīng)用牛頓定律所遇到的困難，同時(shí)也簡(jiǎn)化了解決問(wèn)題的步驟。本章概述本章的敘述特點(diǎn)1.逐步加深理解功和能的概念及功能關(guān)系2.在講解功、功率、動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律時(shí)都充分考察了初中學(xué)過(guò)的知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上定量展開(kāi)。3.在介紹有關(guān)知識(shí)時(shí)，注意知識(shí)的擴(kuò)展，把知識(shí)講活，如講功的計(jì)算時(shí)，介紹了物體在變力作用下做功的思路;講解動(dòng)能定理時(shí)，指出不論是恒力還是變力，也不論物體是否做直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理都成立等。知識(shí)與能力1、理解功是能量變化的量度(舉例），理解功和功率。生產(chǎn)生活中常見(jiàn)機(jī)械功率的大小及意義。（例：分析力與移動(dòng)方向不在一直線時(shí)力的功）（例：分析功率一定時(shí)，牽引力與速度的關(guān)系）2、理解重力勢(shì)能。重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。探究彈性勢(shì)能的影響因素。三維教學(xué)目標(biāo)3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究恒力功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，理解動(dòng)能定理。（例：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電計(jì)時(shí)器探究恒力功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，從牛頓第二定律導(dǎo)出動(dòng)能定理）4、理解機(jī)械能守恒定律，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。5、能量守恒及能源（例：評(píng)價(jià)核能的好處和問(wèn)題）過(guò)程與方法1、通過(guò)探究活動(dòng)進(jìn)一步了解微元法、圖象法等方法，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及紙帶處理的方法。2、通過(guò)物理概念的建立過(guò)程學(xué)習(xí)物理研究的方法3、培養(yǎng)學(xué)生用能量思想分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的方法，并比較與動(dòng)力學(xué)方法的優(yōu)劣。情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過(guò)理論及實(shí)驗(yàn)等探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。理論聯(lián)系實(shí)際，體驗(yàn)生活中的物理2、通過(guò)日常生活及社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，認(rèn)識(shí)能源對(duì)人類發(fā)展的重要作用。會(huì)考要求功（B）；功率（B）；動(dòng)能（B）;動(dòng)能定理（C）重力勢(shì)能，重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系（B）彈性勢(shì)能（A）動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化、機(jī)械能守恒定律（B）本章教材的地位1、牛頓定律的延續(xù)和深入課本通過(guò)引入功和能的概念及功和能之間的關(guān)系，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，得出動(dòng)能、重力勢(shì)能的表達(dá)式以及動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律兩個(gè)重要規(guī)律。本章教材的地位2、高中物理的基礎(chǔ)之一解決力學(xué)問(wèn)題，特別是比較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)和一些非勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題用能量的觀點(diǎn)來(lái)分析，往往會(huì)帶來(lái)方便，是牛頓定律所不能取代的。能量的思想是整個(gè)高中物理的基礎(chǔ)

單元?jiǎng)澐?/p>

第一單元：功和功率第二單元：功和能，動(dòng)能、動(dòng)能定理和重力勢(shì)能第三單元：機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用

教學(xué)建議

1、依托初中知識(shí)展開(kāi)，降低教學(xué)難度

本章在講解功、功率、動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律時(shí)，都是在復(fù)習(xí)初中知識(shí)的基礎(chǔ)上展開(kāi)的．

2、依托已有的動(dòng)力學(xué)知識(shí)，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律功的一般公式、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律，都是在恒力、直線運(yùn)動(dòng)的情況下推導(dǎo)出來(lái)的，但不限于恒力或直線運(yùn)動(dòng)，教學(xué)中要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，循序漸進(jìn)，逐步拓展3、抓住功能關(guān)系這一主要線索討論研究問(wèn)題，重視意義建構(gòu)4、開(kāi)展理論探究與實(shí)驗(yàn)探究，形成科學(xué)的思想方法

1、功的定義的引入，由功能關(guān)系思想引入功的定義。如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個(gè)力一定對(duì)物體做了功－－強(qiáng)調(diào)功與能量變化的聯(lián)系。

功功

2、三個(gè)重要內(nèi)容功的公式功的正負(fù)合力的功3、重視物理情境的創(chuàng)設(shè)，把科學(xué)概念和抽象規(guī)律歸結(jié)為生動(dòng)的情景。例題1、如圖，質(zhì)量為m的物塊A放在劈B的斜面上，斜面的傾角為θ，A、B一起沿水平面向右勻速移動(dòng)了位移S，求A所受各外力對(duì)A所做的功。ABABSθθ（WG=0，WN=mgssinθcosθ，Wf=-mgssinθcosθ）例2.滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，m=2kg的物體在F作用下由靜止被勻加速提升2m，用時(shí)2s，則2s內(nèi)F做的功是多少？mF（44J）3.變力做功的計(jì)算（1）由功和能的關(guān)系求解（2）圖象法F-S圖的“面積”（3）平均值法方向不變，大小隨位移線性變化的力可用此方法（4）對(duì)動(dòng)力裝置且功率恒定時(shí)，可由W=Pt求解（5）滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功等于力與路程之積例3、用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比，已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)d，如果鐵錘第二次釘釘子時(shí)對(duì)釘子做的功與第一次相同，那么，第二次釘子進(jìn)入木板的深度為多少？4.關(guān)于作用力與反作用力做功問(wèn)題

由于作用力與反作用力作用效果不相關(guān)，可通過(guò)實(shí)例分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到一對(duì)作用力與反作用力所做的功也不相關(guān)，即作用力做正功，反作用力可能做正功、可能做負(fù)功，也可能不做功。例4、下列關(guān)于作用力與反作用力的做功問(wèn)題中，說(shuō)法正確的是（D）A、作用力做正功，反作用力也必定做正功B、作用力做正功，反作用力一做負(fù)功C、作用力做功數(shù)值一定等于反作用力做功數(shù)值D、單純根據(jù)作用力做功情況不能判斷反作用力做功情況解這個(gè)題目，可設(shè)想一個(gè)具體的例子，如圖，A、B兩磁鐵同名磁極相對(duì)，分別放在兩輛小車上，同時(shí)釋放后，在斥力作用下，兩車分開(kāi)，作用力、反作用力都做正功，兩車質(zhì)量相等時(shí)，位移相等，做功數(shù)值也相等，兩車質(zhì)量不相等時(shí)，位移不相等，做功數(shù)值當(dāng)然也不相等；如按住A不動(dòng)，只釋放B，則A對(duì)B的作用力做正功，B對(duì)A的反作用力不做功；釋放A，同時(shí)將B向左推動(dòng)，則A對(duì)B的作用力做負(fù)功，B對(duì)A的反作用力做正功-----（可討論六種情況）AB5.關(guān)于摩擦力做功問(wèn)題

（1）單個(gè)摩擦力可以做正功，可以做負(fù)功，也可以不做功（2）一對(duì)靜摩擦力所做的功一定是數(shù)值相等，符號(hào)相反（3）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的總功一定為負(fù)值6.總功

（1）總功等于合外力的功，一般用于各力都是恒力，且作用時(shí)間相同時(shí)。（2）總功等于各力做功的代數(shù)和，一般用于各段受力情況不同或作用時(shí)間不同時(shí)。二、功率的教學(xué)1、主要內(nèi)容平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率2、汽車（機(jī)械）兩種啟動(dòng)過(guò)程探究（1）恒定功率啟動(dòng)OtvVmax（2）恒定加速度啟動(dòng)VOtVmaxBCt1t2A（3）注意：牽引力大小通過(guò)換擋改變；發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率通過(guò)加減油門(mén)改變（4）可以利用電動(dòng)小車和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行探究

例題5、質(zhì)量為m=5t的汽車，額定功率為90kw，設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)的阻力恒為其重力的0.05倍.1、求汽車沿水平道路行駛的最大速度.(36m/s)2、設(shè)汽車由靜止起沿水平道路做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a=0.4m/s2，求汽車維持這一加速度行駛的最長(zhǎng)時(shí)間.(g=10m/s2)(50s)t2例題6、汽車沿水平道路做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖甲所示，設(shè)汽車所受阻力恒定，則汽車牽引力的功率可能如圖乙中的（B）tvOt1t3甲t2tPOt1t2t3AtPOt1t2t3BtPOt1t2t3CDt1t2t3PtO乙功能關(guān)系：做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程做功的數(shù)值就是能的轉(zhuǎn)化數(shù)量。1.能量的概念2.功和能的區(qū)別與聯(lián)系3.功和能的關(guān)系舉例三、功和能的教學(xué)三、功和能的教學(xué)力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式1.合外力的功等于物體動(dòng)能的增量2.重力的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值3.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力以外，其它力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量4.由于滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動(dòng)摩擦力乘于相對(duì)路程5.對(duì)繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等除題目特別說(shuō)明，必定有機(jī)械能損失三、功和能的教學(xué)能的轉(zhuǎn)化和守恒1.內(nèi)容2.應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解題的一般步驟(1)分清共有幾種能量(2)明確什么能量增加什么能量減少(3)減少的總量一定等于增加的總量1、動(dòng)能定理的應(yīng)用的優(yōu)越性（1）由于動(dòng)能定理反映的是物體兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能變化與總功間的量值關(guān)系，所以對(duì)初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過(guò)程中物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問(wèn)題不必加以追究。四、關(guān)于動(dòng)能定理的教學(xué)

（2）一般說(shuō)來(lái)，用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解的問(wèn)題，用動(dòng)能定理也可以求解，而且往往用動(dòng)能定理求解簡(jiǎn)捷；可是用動(dòng)能定理能夠求解的問(wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可能無(wú)法求解，可以說(shuō)，熟練應(yīng)用動(dòng)能定理求解問(wèn)題，是一種高層次的思維和方法，應(yīng)該增強(qiáng)用動(dòng)能定理解題的主動(dòng)的意識(shí)。2、動(dòng)能定理的應(yīng)用（1）靈活選取過(guò)程對(duì)解題難易程度有很大影響例7、一質(zhì)量為2kg的鉛球從離地面2m高處自由落下，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力。（2020N）（2）應(yīng)用動(dòng)能定理求變力做功例8、如圖，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩經(jīng)過(guò)光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力為某個(gè)值F時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R，擋拉力逐漸減小到F/4時(shí)，物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為2R，則外力對(duì)物體所做功的大小為多少？（FR/4）FO（3）應(yīng)用動(dòng)能定理求物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的總路程物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的總路程隱含在滑動(dòng)摩擦力做功之中例9、如圖所示，AB與CD為兩個(gè)對(duì)稱斜面，其上部足夠長(zhǎng)，下部分別與一個(gè)光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為1200，半徑R為2.0m，一個(gè)物體在離弧低E高度為h=3.0m處，以初速度4.0m/s沿斜面運(yùn)動(dòng)。若物體與兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，則物體在兩斜面上（不包括圓弧部分）一共走多長(zhǎng)路程？（g=10m/s2）（280m）AhOBCDE（4）系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理解題例10、兩個(gè)質(zhì)量均為m的剛性小球，用長(zhǎng)為2L且不可伸長(zhǎng)的繩連接起來(lái)置于光滑水平面上，繩恰好被拉直，現(xiàn)用一垂直于細(xì)繩的水平拉力F作用于繩的中點(diǎn)，拉動(dòng)處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球，如圖。問(wèn)小球第一次相碰前的瞬間，兩小球在垂直于恒力F方向上的分速度各是多大？FmmLL（5）動(dòng)能定理的實(shí)際應(yīng)用--估測(cè)自行車受到的阻力

騎自行車時(shí)，如果停止用力蹬腳蹬，設(shè)此時(shí)自行車的速度為V0，由于受到阻力f的作用，自行車前進(jìn)一段距離s后就會(huì)停下來(lái)，據(jù)動(dòng)能定理有：-fs=0-1/2mv02，即阻力f=mv02/2S

實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出人停止用力后自行車前進(jìn)的距離s，自行車和人的總質(zhì)量m，以及V0，初速度可通過(guò)以下三種方法測(cè)得：①在停止用力前，盡可能使自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)測(cè)量時(shí)間和距離，計(jì)算出平均速度，以它作為停止用力時(shí)的初速度②測(cè)出自行車從停止用力到靜止時(shí)前進(jìn)的距離和時(shí)間，再根據(jù)勻減速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，求出初速度③停止用力時(shí)從車上釋放一個(gè)小石塊，測(cè)出釋放的高度和石塊在水平方向通過(guò)的距離，即可求得初速度例11、如圖，兩截面面積分別是S1和S2的圓桶形容器A和B，用細(xì)管連接起來(lái)放在同一水平面上，A桶裝高度為h的水，B桶無(wú)水，打開(kāi)閥門(mén)直到兩桶水面相平。在上述過(guò)程中，重力所做的功為多少？ABK1、重力做功的特點(diǎn)五、關(guān)于重力勢(shì)能的教學(xué)2、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系

引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，引入重力勢(shì)能才是可能的，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維舉重時(shí)杠鈴所受的重力與它的位置無(wú)關(guān)

彈簧的拉力與拉伸的長(zhǎng)度有關(guān)

彈性勢(shì)能（1）彈性勢(shì)能的大小可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？（類比、猜想）1、從現(xiàn)象開(kāi)始，創(chuàng)設(shè)情境2、推導(dǎo)（1）一般推導(dǎo)（2）特例推導(dǎo)六、關(guān)于機(jī)械能守恒及其應(yīng)用的教學(xué)

3、把握守恒條件（1）做功判斷：只有重力和彈力做功。強(qiáng)調(diào)是彈簧之類物體的彈力做功才會(huì)有彈性勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，像支持力、繩的拉力之類的的彈力做功時(shí)沒(méi)有彈性勢(shì)能的的變化，因而機(jī)械能不守恒（2）能量判斷：物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化4、機(jī)械能守恒的幾種表達(dá)式（1）系統(tǒng)初態(tài)1和末態(tài)2的機(jī)械能相等即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2（狀態(tài)式）（2）系統(tǒng)總動(dòng)能的增加等于系統(tǒng)總勢(shì)能的減少即ΔEk=-ΔEp（轉(zhuǎn)化式）（3）系統(tǒng)內(nèi)一部分物體的機(jī)械能的增加等于另一部分（其余）物體的機(jī)械能的減少，即ΔE增=ΔE減（增減式）七、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法提出問(wèn)題1、怎樣減少阻力？2、以哪兩個(gè)位置作為始、末位置合適？3、可以多次測(cè)量。4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的主要內(nèi)容。速度測(cè)量的建議可以用AC的平均速度代表B的瞬時(shí)速度。

實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題1、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩紙帶限位孔必須在同一豎直直線上，以減小紙帶與限位孔的摩擦阻力2、實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重錘下落3、選用密度大的物體做重錘，以減小空氣阻力的影響，無(wú)需測(cè)出重錘的質(zhì)量m，可保留在驗(yàn)證式中4、測(cè)量下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起，不能搞錯(cuò)。為了減小測(cè)h時(shí)的誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過(guò)長(zhǎng)，約40cm即可。5、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)挑選第1、2兩點(diǎn)間距接近2mm的紙帶，用中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度與全程的平均速度的關(guān)系求解。期中復(fù)習(xí)建議一、指導(dǎo)思想遵循理論與實(shí)際的聯(lián)系、與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合、物理模型與生活實(shí)際相結(jié)合、問(wèn)題解決過(guò)程與科學(xué)方法相結(jié)合、科學(xué)知識(shí)與人文精神相統(tǒng)一的命題思路。出題內(nèi)容以基本概念，基本規(guī)律的應(yīng)用為主。本卷命題原則：1.診斷性（便于師生雙方摸底）。2.基礎(chǔ)性（指加強(qiáng)基礎(chǔ)、適量開(kāi)放。）

二、試卷設(shè)置與特點(diǎn)

試卷題型安排：

一、單項(xiàng)選擇題（33分），

二、選項(xiàng)不唯一選擇題（12分）

三、填空題（15分），

四、實(shí)驗(yàn)題（13分），

五、計(jì)算題（27分）。

考核內(nèi)容：曲線運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力兩章。

試卷特點(diǎn)：

1.試卷測(cè)試內(nèi)容以曲線運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力為主。

2.重視考查學(xué)生對(duì)基本物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律的理解和判斷，采用了雙基為載體的試題考核學(xué)生的能力

內(nèi)容單選題不定項(xiàng)選擇填空題實(shí)驗(yàn)計(jì)算合計(jì)曲線運(yùn)動(dòng)8×3’2×3’3×3’13’14’66’萬(wàn)有引力

3×3’2×3’2×3’0’13’34’總計(jì)33’12’15’13’27’100’四、教與學(xué)建議1.診斷先行。在平時(shí)的授課過(guò)程中注重及時(shí)的檢測(cè)與校正，針對(duì)學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)，提出補(bǔ)缺方案，引導(dǎo)學(xué)生重視基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用以及基本實(shí)驗(yàn)操作能力，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)以科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式審題。

2.理清思路。如對(duì)于實(shí)驗(yàn)而言，高考改革目前在考試形式制約下、盡可能全面地考