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《机械能守恒定律》一章教学思路设计
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,mv2,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
【例1】水平面上物体的减速与加速:摩擦力、拉力与位移
【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?
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
*功的正负代表的是能量转移转化的方向
4、总功
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