重力勢能和引力勢能要求-教學資源課件

物理專題第一專題

力和運動第二專題

機械能、內(nèi)能、電能及它們 之間的轉(zhuǎn)化第三專題

生活中的科學與技術(shù)（光、 聲、信息）第一專題

力和運動§3.1物質(zhì)的最簡單

運動形式

運動的表示法運動和力：牛頓第一、二、三定律功和能

碰撞：動量定理、動量守恒定律包涵內(nèi)容學習目的認識機械運動是自然界中最簡單的運動形式，理解力和運動的關(guān)系學習要求1、理解物質(zhì)的機械運動形式及運動規(guī)律2、樹立“物質(zhì)和運動是不可分割的，運動是絕對的、靜止是相對的”辯證唯物主義觀點了解1、描述運動的相對性2、重力勢能、引力勢能

理解：

1、牛頓第一和第三定律2、功、動能、動能定理3、地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、季節(jié)和五帶、歷法和時間4、位移、速度和加速度、勻變速運動的規(guī)律掌握：牛頓第二定理、動量原理1、理解描述運動的相對性2、正確牛頓第一定律和第二定律3、應用動量定律教學重點：學習資源1、文字材料：《自然科學基礎(chǔ)》主教材第三章《自然科學基礎(chǔ)》輔導材料2、IP課件第一講一、描述運動的相對性要求：

1、學生能判斷實例中運動形式所對應的參照物（重點）2、知道位移、速率、速度和加速度幾個基本概念3、了解幾種變速運動的規(guī)律重難點分析1、參照系

例：一位學生在作文中寫到：“紅日從東方冉冉升起，我坐在奔馳的火車里，靜靠在椅背上，欣賞著窗外的景物，只見路旁的樹木急速地向后退去……”試指出“升起”、“奔馳”、“靜靠”、“后退”這幾種運動形式所對應的參照物。運動都是相對于參照物來說的（說出運動形式的參照物是重點）辯證唯物主義觀點

運動是絕對的：自然界中沒有不運動的物體 （運動是物質(zhì)的屬性）運動是相對的：相對于參照系來說的，不存在

“絕對”靜止的物體

2、位移和路程路程：物體從空間的一個位置運動到另一個位置 的軌跡長度。位移：物體（質(zhì)點）在運動過程中，從空間的一個位置運動到另一個位置的位置變化。

相同點：都用“s”表示，國際單位是米（m）。不同點：路程軌跡長度，位移是線段矢量3、速度和加速度速率：s=vtv是速率，單位米/秒只表示物體運動的快慢，不表示運動方向速度：是大小為V（速率）和方向（物體運動方向）

的矢量加速度：a

運動速度大小或方向在不斷變化，矢量表示單位時間內(nèi)速度的變化，單位為米/秒2

在關(guān)速度和加速度的幾點注意：（1）速度很大，加速度不一定很大，也可能為零。如：勻速直線飛行的超音速飛機（2）速度變化大（?。?，加速度不一大（?。?，由于加速

度是描述速度變化快慢的量（3）加速度的方向不是速度的方向，而是跟速度變化的方向一致汽車加速：速度↑，加速度與速度方向相同，

速度矢量加長，加速度為正值汽車減速：速度↓，加速度與速度方向相反，

速度矢量變短，加速度為負值4、幾種變速運動的規(guī)律勻加速直線運動：以變化的速率沿直線運動——v=v0+at——自由落體運動是典型的勻加速運動判斷：棉花和石塊從高處下落的速度是否一樣？

結(jié)論：以同樣的加速度下落依據(jù)：伽利略發(fā)現(xiàn)（在真空中）重力加速度對

一切物體都是相同的a=g=9.8m/s2

不一樣是因為空氣對羽毛的阻力大

勻速圓周運動：

以恒定的速率v在半徑為r的圓周上的運動 如：機器上的飛輪、人造地球衛(wèi)星及天體的運行——速率不變，但運動方向不斷改變，——勻速圓周運動是變速運動——加速度為向心加速度a=v2/R，永遠和速度垂直簡振運動（略）物體在中心平衡位置附近來回地振蕩式運動例：時鐘擺的轉(zhuǎn)動、樂器弦的顫動——復雜的振動（聲音的振動）是若干個簡振運

動的合成——振動是一種周期性運動——公式見書（只要求會直接代入數(shù)據(jù)作簡單運算）二、運動和力要求：1、正確理解牛頓第一定律：知道力是改變運動狀態(tài)的原因2、理解牛頓第二定律：能夠認識力、加速度和質(zhì)量三者之間的關(guān)系進行簡單的計算

3、牛頓第三定律：知道作用力和反作用力的關(guān)系1、牛頓第一定律物體不受外力作用（或外力的合力為零）時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，直到外力改變它的運動狀態(tài)為止?！魏挝矬w都具有保持運動狀態(tài)的性質(zhì)——慣性 反映了物體改變運動狀態(tài)的難易程度——質(zhì)量是物體慣性的量度（質(zhì)量大不易改變狀態(tài)）——力改變物體的運動狀態(tài)（得到加速度）如：殲擊機盡可能減小質(zhì)量，提高戰(zhàn)斗靈活性2、牛頓第二定律

物體受到外力作用時，物體的加速度與作用在物體上的合外力正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向一致。F=Kma（K=1）——只適用于質(zhì)點或能看成質(zhì)點的物體的運動——a為合外力作用下得到的加速度，方向與合外力方向一致——力改變加速度隨著改變，合外力0零時，加速度0——力的單位為牛頓（N），質(zhì)量為千克（kg)，加速

度為米/米2重點內(nèi)容有關(guān)計算：例1：體重45千克的滑水者，在水中從靜止出發(fā)并在2

秒內(nèi)均勻加速到10米/秒。在加速期間作用在滑

水者上的合力有多大？解：分析第一步：先求aa=(v-v0)/t=(10-0)/2=5m/s2

第二步：求合外力

F=ma=45kg*5m/s2=225N例題2：人造衛(wèi)星質(zhì)量為M，繞地球在半徑為r的

圓形軌道上運動，其速度v是多大？解：

第一步：由向心加速度a=

可得F=Mv2/r

第二步：衛(wèi)星的重力F就視為地球引力F=Mg

衛(wèi)星的r=R地+h(忽略不計)第三步：將F和r代入第一步公式求得

v2=gr3、牛頓第三定律

兩個物體之間的作用力和反作用力，同在一直線上，大小相等，方向相反 ——作用力與反作用力定律——與物體的運動無關(guān)——成對出現(xiàn)，成對消失——分別作用于兩個物體上，不能相互抵消——作用力與反作用力總是屬于同種性質(zhì)的力三、功和能要求： 1、理解力對物體做功的因數(shù) 2、會計算物體的動能 3、理解物體動能在何種情況下增加和減少1、功——物體受到力的作用并在力的方向上有位移，稱力對物體做了功 如：人的行走、火箭升空——W=F?SF的單位：牛頓NS的單位：米mW的單位：焦耳J1J=1N?m——功只有大小而無方向動能定義：物體克服阻力做功，具有一定的能量， ∴稱之為動能如：流動的河水使水輪機做功；飛行的炮彈能擊穿鋼板；高處落下的重錘能夠把管樁打入地里等等。用公式表示：W=Ff·SEk=mv02Ff=ma·s=v02/2a

W=Ff·S=ma·v02/2a=mv02也就是說，運動物體的動能，等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半①動能定義：物體克服阻力做功，具有一定的能量， ∴稱之為動能如：流動的河水使水輪機做功；飛行的炮彈能擊穿鋼板；高處落下的重錘能夠把管樁打入地里等等。 ——Ek

=?Mv02 ——物體具有動能就能克服外力做功，消耗本

身的動能；若外力對物體做功，物體動能就

會加大如汽車關(guān)閉發(fā)動機后，克服阻力做功

2、動能與動能定理②動能定理物體具有動能就能克服外力做功，并在做功的過程中，消耗本身的動能。反之，如果外力對物體做功，物體的動能就會增大。如P182

圖3-16分析得出動能定理故：動能定理：合外力所做的功，等于物體動能的改變量

W=Ekt–Ek0

3、重力勢能和引力勢能要求： 1、結(jié)合實際學習重力勢能 2、會計算物體的重力勢能（1）重力勢能 相對于地球的位置而具有的能——具有重力勢能的物體通過位置變化，對外做功——重力對物體做功的結(jié)果，使物體位置發(fā)生變化——Ep=Gh=mgh

(以地面作為重力勢能的零點）打樁時，錘越重，提的越高，做的功就越大?？梢?，它的勢能就越大。（2）引力勢能

任何兩個物體間存在著萬有引力定律

F=G*m1m2/r2

在離地球距離很遠時，物體在m2距m1為r點的勢能為

Ep=-Gm1

m2/r4、碰撞要求：1、知道沖量、動量的計算公式2、能運用動量定理解釋實際生活中的現(xiàn)象（1）沖量

物體運動狀態(tài)的改變，和物體的質(zhì)量與所受的力有關(guān)，也與力的作用時間有關(guān)沖量是力和時間的乘積，對一定質(zhì)量的物體的速度改變起決定作用

I=F△t（2）動量物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的難易程度，取決于物體的速度和質(zhì)量。

P=mv（3）動量定理

物體動量的改變=物體所受到的沖量

I=F△t=mv–mv0——物體的動量變化一定 力作用時間越短，平均沖力越大，反之越小——實際運用：

玻璃杯落在水泥地上比落在沙土上易碎易碎品運輸用紙屑、泡沫塑料來填充空間（4）動量守恒定律若系統(tǒng)內(nèi)各物體所受合外力為零，那么系統(tǒng)的總動量保持不變——例：兩個小球沿球心向同一方向運動碰撞質(zhì)量分別為：m1m2

速度分別為：V10>V20

碰撞后速度分別為：V1V2

碰撞時間為△tm2對m1的作用力為F21，反之為F12重點內(nèi)容根據(jù)動量定理： 對球M1：F21△t=M1V1-m2V10

對球m2：F12△t=M2V2

-m2V20根據(jù)牛頓第三定律：

F21=-F12可得：M1V1-m2V10=M2V2

-m2V20——在生產(chǎn)實驗和科學實驗中的運用

心動沖擊描記器、火箭和噴氣式飛機的飛行 練習：

1、“小小竹排江中游，巍巍群山兩岸走”這一歌詞中所描述的參照物是

和

。2、離開地面同樣高的鋁塊和鉛塊，如何體積相同，鉛塊的勢能

鋁塊的勢能。3、人從行駛的汽車上向車后跳下來，容易發(fā)生（）

A、向汽車行駛的方向跌倒B、向汽車行駛的反方向跌倒

C、向汽車的右側(cè)方向跌倒D、向汽車的左側(cè)跌倒4、運動和力的關(guān)系的描述，正確的是（）

A、即速度的方向

B、合外力的大小取決于物體加速度的大小

C、合外力的方向即為加速度的方向

D、合外力越大則物體速度變化越大第二專題

機械能、內(nèi)能、電能及它們

之間的轉(zhuǎn)化§5.3能量及其轉(zhuǎn)換

氧化作用機械能及其轉(zhuǎn)化

內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化

電能及其轉(zhuǎn)化能的守恒和轉(zhuǎn)化定律包涵內(nèi)容 1、了解各種形式的能、它們之間的關(guān)系及其所遵守的規(guī)律2、確定普遍的能量轉(zhuǎn)換及守恒的觀點3、能運用能的知識解釋實際生活中的一些問題學習目的學習方法緊密結(jié)合實際了解：

劇烈氧化、緩慢氧化、生物氧化理解：1、機械能、內(nèi)能、電能及它們之間的轉(zhuǎn)化2、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律掌握： 電流的熱效應的計算學習要求重點：電流的熱效應難點：電流的熱效應計算學習重難點一、氧化作用劇烈氧化、緩慢氧化和生物氧化

從能量轉(zhuǎn)化角度來理解：劇烈氧化（爆炸、燃燒）：反應速度快，化學能轉(zhuǎn)化成

大量的光和熱 兩個條件：接觸氧氣、達到物質(zhì)著火點緩慢氧化（金屬生銹、自燃）：反應速度慢，無明顯的 發(fā)光和發(fā)熱現(xiàn)象，化學能轉(zhuǎn)化成熱生物氧化：屬緩慢氧化（有酶參與）重難點分析二、機械能及其轉(zhuǎn)化1、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化

機械能：動能、重力勢能和彈性勢能（相互轉(zhuǎn)化）

動能：物體由于運動反映出它做功的本領(lǐng)

EK=1/2mv02 質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半勢能（重力勢能）：物體因為相對于地球的位置而具有 的能

EP=GH=mgh

等于物體的質(zhì)量、重力加速度跟它的高度的乘積當物體自由下落時，勢能轉(zhuǎn)化為動能；物體在豎直上拋的過程中，動能轉(zhuǎn)化為熱能2、機械能守恒定律例：一個質(zhì)量為m的物體在下落過程中的能量轉(zhuǎn)化。在最高點A上的總機械能為：EA=EPA+EKA=mgh+0=mgh下落d距離在B點的總機械能為：EB=EPB+EKB=mg(h–d)+?m(2gd)=mgh在地面C點上的總機械能為:EC=EPC+EKC=0+?m(2gh)=mghABCdh在任何時刻，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，動能和勢能之和不變，即總機械能不變

EPA+EKA=EPB+EKB機械能轉(zhuǎn)化和守恒定律 ——在只有重力和彈力作功的情況下，任何物體在勢能和動能相互轉(zhuǎn)化過程中，總機械能保持不變。1、內(nèi)能

包括分子動能和分子勢能溫度影響分子動能、體積影響分子勢能內(nèi)能是物體固有的屬性，但可通過改變外界的條

件來改變物體的內(nèi)能三、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化2、物體內(nèi)能的變化改變內(nèi)能的方法：做功：鉆頭鉆孔、活塞壓縮空氣、電流通過電阻絲熱傳遞：傳導、對流、輻射等

內(nèi)能的表示： 做功的大小、熱量的交換對系統(tǒng)做功或?qū)ο到y(tǒng)傳遞熱量，系統(tǒng)內(nèi)能增加；系統(tǒng)對外做功或向外界傳遞熱量，系統(tǒng)內(nèi)能減少3、熱力學第一定律定義：包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)換定律內(nèi)容：系統(tǒng)由外界吸收的熱量，一部分使系統(tǒng) 的內(nèi)能增加，另一部分是系統(tǒng)對外作功

Q=（E2—E1）+W

解釋第一類永動機（不消耗任何能量而能不斷地對外作功）不存在的理由：系統(tǒng)對外做功，必然要消耗系統(tǒng)的內(nèi)能或由外界吸收熱量4、功率及代謝率功率：做功的快慢

P=W/t (焦耳/秒 瓦特)代謝率：對于動物能量消耗率

N=W/t （單位同上）（用于動物）解: 第一步 求出某人1分鐘放出的能量 0.6×2.0×104焦耳 第二步 求代謝率

N=W/t=0.6×2.0×104/60=200瓦特例：人體一般每消耗1升氧平均釋放2.0104焦耳能量,如果某人步行上班,每分鐘呼出全部氣體中含氧0.6升,試計算某人步行時的代謝率.四、電能及其轉(zhuǎn)化1、電功、電功率電功:

W=UIt (焦耳、伏特、安培、秒）電流通過熱水器做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流通過電動機作功，電能轉(zhuǎn)化為機械能電流通過電槽作功，電能轉(zhuǎn)化為化學能電功率：P=W/t=UI=I2R1)、電流熱效應電流通過金屬導體產(chǎn)生熱量，導體內(nèi)能增大，溫度上升，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（電燈、電烙鐵、電熱水器等）焦耳—愣次定律：Q=I2R

t （單位：焦耳、安培、歐姆、秒）2、電流的效應例：一臺提升重物用的電動機，其線圈電阻r

為2歐姆，如果電動機輸入電流為10安培，問電動機的發(fā)熱功率為多少？3分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？解：第一步 求線圈發(fā)熱功率P P=I2R=102×2=200瓦特

第二步 求熱量

Q=I2Rt=102×2×3×60=36000焦耳3、電能的化學效應

電能轉(zhuǎn)為化學能（電解食鹽水制取氯氣和氫氧化鈉、電鑄、電鍍、電冶）4、電能的磁效應： 電能轉(zhuǎn)化為磁場五、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

每種運動形式都有一種對應的能如電能、磁能、化學能、原子能等各種形式的能都可以互相轉(zhuǎn)化，表明了物質(zhì)的運動形式不斷地由一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式轉(zhuǎn)化的過程中，能量既不會消滅，也不能創(chuàng)生，只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式或從一個物體轉(zhuǎn)化成另一個物體。練習：1、一質(zhì)量為1千克的物體，從4米高處自由落下1米，如果空氣阻力忽略不計，此物體機械能減少了（）A、0焦耳 B、30焦耳 C、10焦耳 D、40焦耳2、太陽能經(jīng)過平板聚熱器和聚光集熱器加熱水，在此過程，能量轉(zhuǎn)換過程是太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)椋ǎ〢、電能 B、內(nèi)能 C、機械能 D、化學能3、各種永動機都不可能制造成功，這是因為它違反了

定律。4、為什么熱水瓶在硬地上被碰倒比在砂土地上被碰倒容易碎？作業(yè)作業(yè)與評價（第2-3次）第六章

生活中的科學技術(shù)教學目的

1、理解光現(xiàn)象、聲現(xiàn)象及其在人類生活實踐中的應用2、理解光的反射、折射擊、透鏡成像及全反射現(xiàn)象；3、了解溫度、熱、熱的傳導方式，人體體溫的調(diào)節(jié)方式，測能儀器的基本原理 4、了解信息的傳遞、處理、記憶及與人類生活的關(guān)系；生物體內(nèi)能量流通物質(zhì)與生命活動的關(guān)系本章知識結(jié)構(gòu)

光和眼 聲和耳 能量和生活 信息及處理歷次試卷分析：第一節(jié) 光和眼

教學要求了解：

1、光波是電磁波的一種 2、了照相機、顯微鏡等光學儀器成像性質(zhì)，學會

正確使用理解： 1、光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象 2、透鏡成像及全反射現(xiàn)象 3、眼睛調(diào)節(jié)的原理，重視保護眼睛一、光的量度要求： 對幾種光源的特點進行比較，了解光源熱光源：把熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣猓缣?、蠟燭、電燈（與溫度有關(guān)，顏色改變，如白熾燈內(nèi)的燈絲、加熱的鐵片）冷光源：把其他形式的能直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣猓缛展鉄?、水母（發(fā)光物體的溫度未升高，顏色隨物質(zhì)構(gòu)成種類而定，是更經(jīng)濟的光源）

點光源：發(fā)出光的光尖是一個極小的小點，光均勻發(fā)散一般光源：許多點光源的集合體平行光源：發(fā)出的光不是發(fā)散的，而平行的光激光器：定向性好、亮度高、顏色極純、閃光時間極短1、光源： 自己能夠發(fā)光的物體叫光源2、發(fā)光強度、光通量和光亮度發(fā)光強度：表示光源發(fā)光強弱的量，用I表示，單位為坎（cd）光通量：在單位時間內(nèi)，光源向各個方向發(fā)出的全部光能， 用φ表示，單位稱流（lm)發(fā)光亮度：發(fā)光體在單位面積上發(fā)出的光通量3、照度(光通密度）描述的是物體表面被照明的程度，等于受照物體表面上得到的光通量與被照射的面積之比二、光的反射、折射要求：1、強調(diào)反射和折射的定律 2、畫示意圖說明

現(xiàn)象：把筷子放入水中，看上去筷了好象折斷了——光在真空和同一種均勻的媒質(zhì)中是直線傳播一部分沿著某一方向反射出去

（光的反射）——光射到兩種媒質(zhì)的分界面上 一部分折入另一媒質(zhì)

（光的折射）1、光的反射和反射定律

光的反射種類：單向反射——入射、反射光線均平行 漫反射——界面粗糙不平，反射光線 不平行反射定律： ——反射光線在入射光線和法線決定的平面里， 反射光線和入射光線分居在法線兩側(cè) ——反射角等于入射角 ——光路可逆法線入射光線反射光射媒質(zhì)2、光的折射和折射定律折射定律：——折射光線在入射光線和法線決定的平面里

折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)——入射角的正弦與折射角的正弦的比值，對于給定的兩種媒質(zhì)是一個常數(shù)（折射率）

等于光在這兩種媒質(zhì)中的光速之比——光路可逆（光在任何媒質(zhì)里傳播速度比在真空里的小，所以任何媒質(zhì)的折射率都大于1）3、透鏡成像以兩個球面（或一個是平面）為折射界面——透鏡分為凸透鏡和凹透鏡凸透鏡：把平行的入射光線會聚在另一側(cè)形成焦點凹透鏡：把入射的平行光線，透鏡的另一側(cè)發(fā)散反

向延長線后在入射光線的一側(cè)形成虛焦點。光心 焦點透鏡的折光能力：1/f=D（f是焦距的倒數(shù)）（焦度）

透鏡成像：用作圖法求出 通過光心的光線，經(jīng)透鏡后方向不變； 跟主軸平行的光線，折射后通過焦點； 通過焦點的光線，折射后跟主軸平行成像圖：凹透鏡：成像與物體處于同側(cè)，呈縮小正立虛像凸透鏡焦點以外的物體所成的像跟物體處于異側(cè)，呈倒立實像 焦點以內(nèi)的物體所成的像跟物體處于同側(cè)，呈放大正立虛像三、全反射折射率小折射率大 折射角小于入射角，朝向法線折射折射率大折射率小 折射角大于入射角，遠離法線折射入射角小于900，折射光與界面平行 ——臨界角入射角大于臨界角，折射光全部返回折射

率較大的媒質(zhì)——全反射發(fā)生全反射的條件是： 1、光線從折射率比較大的媒質(zhì)射入折射率比較小

的媒質(zhì) 2、入射角大于臨界角在實際中運用廣泛：略四、光學儀器及眼睛 結(jié)合前面介紹的透鏡成像原理，以圖或示意圖說明遠視眼形成的機理，及其矯正的方法原因成像位置矯正方法近視眼晶狀體的焦矩太短或角膜到視網(wǎng)膜的距離較長成像于視網(wǎng)膜前方戴凹透鏡（先發(fā)散再聚焦）遠視眼晶狀體焦距太長或角膜到視網(wǎng)膜的距離較知成像于視網(wǎng)膜后面戴凸透鏡凸透鏡和凹透鏡散光眼晶狀體及角膜不成球形不能成明晰的像戴柱形透鏡1、眼睛2、光學儀器

照相機：利用凸透鏡形成縮小的實像的原理幻燈機：利用凸透鏡形成放大的實像的原理顯微鏡：由兩組凸透鏡 物鏡：焦距很短，得到一個放大的倒立實像 目鏡：焦距很長，得到放大的倒立虛像望遠鏡：由兩組凸透鏡，物鏡焦距長，目鏡焦距短， 開普勒望遠鏡：得到倒立的實像（加上全反射倒轉(zhuǎn)棱鏡） 伽利略望遠鏡：得到正立虛像

第三節(jié) 能量和生活

教學要求了解：

1、生物體內(nèi)能量流通物質(zhì)與生命活動的關(guān)系 2、溫度、熱、熱的傳導方式，人體的體溫調(diào)節(jié)方式

一、熱量、熱的傳遞方式

熱量的傳遞就是內(nèi)能的傳遞 熱傳遞方式：1、傳導：能量以分子碰撞的方式沿物體傳遞或轉(zhuǎn) 移的方法，傳導一般在固體中進行2、對流：依靠流體的真實流動來傳遞能量的方法 對流一般在液體和氣體中進行3、輻射：能量由物體輻射出去并沿直線向外界或

其它物體進行傳遞輻射