1、機械運動：一個物體相對於另一個物體的位置的改變叫做機械運動，簡稱運動，它包括平動、轉動和振動等形式。
2、參考系：被假定為不動的物體系。
對同一物體的運動，若所選的參考系不同，對其運動的描述就會不同，通常以地球為參考系研究物體的運動。
3、質點：用來代替物體的有質量的點。它是在研究物體的運動時，為使問題簡化，而引入的理想模型。僅憑物體的大小不能視為質點的依據，如：公轉的地球可視為質點，而比賽中旋轉的乒乓球則不能視為質點。
物體可視為質點主要是以下三種情形：
（1）物體平動時；
（2）物體的位移遠遠大於物體本身的限度時；
（3）只研究物體的平動，而不考慮其轉動效果時。
4、時刻和時間
（1）時刻指的是某一瞬時，是時間軸上的一點，對應於位置、瞬時速度、動量、動能等狀態量，通常説的“2秒末”，“速度達2m/s時”都是指時刻。
（2）時間是兩時刻的間隔，是時間軸上的一段。對應位移、路程、衝量、功等過程量。通常説的“幾秒內”“第幾秒內”均是指時間。
一、教學目標
1。在機械能守恆定律的基礎上，研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況，處理這類問題的。
2。對功和能及其關係的理解和認識是本章教學的重點內容，本節教學是本章教學內容的總結。通過本節教學使更加深入理解功和能的關係，明確物體機械能變化的規律，並能應用它處理有關問題。
3。通過本節教學，使學生能更加全面、深入認識功和能的關係，為學生今後能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學，為學生更好理解自然界中另一重要規律——能的轉化和守恆定律打下基礎。
二、重點、難點分析
1。重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規律，掌握應用這一規律解決問題的方法。在此基礎上，深入理解和認識功和能的關係。
2。本節教學實質是滲透功能原理的觀點，在教學中不必出現功能原理的名稱。功能原理內容與動能定理的區別和聯繫是本節教學的難點，要解決這一難點問題，必須使學生對“功是能量轉化的量度”的認識，從籠統、膚淺地瞭解深入到十分明確認識“某種形式能的變化，用什麼力做功去量度”。
3。對功、能概念及其關係的認識和理解，不僅是本節、本章教學的重點和難點，也是物理教學的重點和難點之一。通過本節教學應使學生認識到，在今後的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
（一）引入新課
結合機械能守恆定律引入新課。
提出問題：
1。機械能守恆定律的內容及物體機械能守恆的條件各是什麼？
評價學生回答後，進一步提問引導學生思考。
2。如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功，物體的機械能如何變化？物體機械能的變化和哪些力做功有關呢？物體機械能變化的規律是什麼呢？
教師提出問題之後引起學生的注意，並不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出：
機械能守恆是有條件的。大量現象表明，許多物體的機械能是不守恆的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恆的原因：從車站開出的車輛機械能增加，是由於牽引力（重力、彈力以外的力）對車輛做正功；射入木塊後子彈的機械能減少，是由於阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什麼關係，是本節要研究的中心問題。
（二）教學過程設計
提出問題：下面我們根據已掌握的動能定理和有關機械能的知識，分析物體機械能變化的規律。
1。物體機械能的變化
問題：質量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度h1上升到高度h2處，其速度由v1增大到v2，如圖所示，分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關係。
引導學生根據動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關係。歸納學生分析，明確：
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據動能定理∑W=ΔEk，有
由幾何關係，有sinθL=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出：
（1）有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功，是使物體機械能發生變化的原因；
（2）重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數和，等於物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規律。
2。對物體機械能變化規律的進一步認識
（1）物體機械能變化規律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數和，E1、E2分別表示物體初、末狀態的機械能，ΔE表示物體機械能變化量。
（2）對W外=E2-E1進一步分析可知：
(i)當W外>0時，E2>E1，物體機械能增加；當W外<0時，E2
(ii)若W外=0，則E2=E1，即物體機械能守恆。由此可以看出，W外=E2-E1是包含了機械能守恆定律在內的、更加普遍的功和能關係的表達式。
（3）重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程，其實質是其它形式的能與機械能相互轉化的過程。
例1。質量4。0×103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m，其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s，沿山坡行駛500m後速度變為10m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0。01倍，試求：(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少？(2)汽車所受平均牽引力多大？取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規律求解。
引導學生思考與分析：
（1）如何依據W外=E2-E1求解本題？應用該規律求解問題時應注意哪些問題？
（2）用W外=E2-E1求解本題，與應用動能定理∑W=Ek2-Ek1有什麼區別？
歸納學生分析的結果，教師明確給出例題求解的主要過程：
取汽車開始時所在位置為參考平面，應用物體機械能變化規律W外=E2-E1解題時，要着重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功，以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規律解題的基本要求，也是與應用動能定理解題的重要區別。
例2。將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經過某一位置P時，它的動能減少了80J，此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時動能多大？
引導學生分析思考：
（1）運動過程中（包括上升和下落），什麼力對小物體做功？做正功還是做負功？能否知道這些力對物體所做功的比例關係？
（2）小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關係如何？每一種形式能量的變化，應該用什麼力所做的功量度？
歸納學生分析的結果，教師明確指出：
（1）運動過程中重力和阻力對小物體做功。
（2）小物體動能變化用重力、阻力做功的代數和量度；重力勢能的變化用重力做功量度；機械能的變化用阻力做功量度。
（3）由於重力和阻力大小不變，在某一過程中各力做功的比例關係可以通過相應能量的變化求出。
（4）根據物體的機械能E=Ek+Ep，可以知道經過P點時，物體動能變化量大小ΔEk=80J，機械能變化量大小ΔE=20J。
例題求解主要過程：
上升到最高點時，物體機械能損失量為
由於物體所受阻力大小不變，下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同，因此下落返回地面時，物體的動能大小為
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例題小結：
通過本例題分析，應該對功和能量變化有更具體的認識，同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規律解決問題的方法。
思考題（留給學生課後練習）：
（1）運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾？
（2）物體經過P點後還能上升多高？是前一段高度的幾分之幾？
五、小結
本小結既是本節課的第3項內容，也是本章的小結。
3。功和能
（1）功和能是不同的物理量。能是表徵物理運動狀態的物理量，物體運動狀態發生變化，物體運動形式發生變化，物體的能都相應隨之變化；做功是使物體能量發生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
（2）力對物體做功使物體能量發生變化，不能理解為功變成能，而是通過力做功的過程，使物體之間發生能量的傳遞與轉化。
（3）力做功可以使物體間發生能的傳遞與轉化，但能的總量是保持不變的。自然界中，物體的能量在傳遞、轉化過程中總是遵循能量守恆這一基本規律的。
六、説明
本節內容的處理應根據學生具體情況而定，學生基礎較好，可介紹較多內容；學生基礎較差，不一定要求應用物體機械能變化規律解題，只需對功和能關係有初步瞭解即可。
一、教學目的：
1、瞭解電能輸送的過程。
2、知道高壓輸電的道理。
3、培養學生把物理規律應用於實際的能力和用公式分析實際問題的能力。
二、教學重點：培養學生把物理規律應用於實際的能力和用公式分析實際問題的能力。
三、教學難點：傳輸電路中電功率轉化及電損耗的計算。
四、教學方法：討論，講解
五、教學過程：
（一）引入新課
講述：前面我們學習了電磁感應現象和發電機，通過發電機我們可以大量地生產電能。比如，葛洲壩電站通過發電機把水的機械能轉化為電能，發電功率可達271.5萬千瓦，這麼多的電能當然要輸送到用電的地方去，今天，我們就來學習輸送電能的有關知識。
（二）進行新課
1、輸送電能的過程
提問：發電站發出的電能是怎樣輸送到遠方的呢？如：葛洲壩電站發出的電是怎樣輸到武漢、上海等地的呢？很多學生憑生活經驗能回答：是通過電線輸送的。在教師的啟發下學生可以回答：是通過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的。
出示：電能輸送掛圖，並結合學生生活經驗作介紹。
2、遠距離輸電為什麼要用高電壓？
提問：為什麼遠距離輸電要用高電壓呢？學生思考片刻之後，教師説：這個實際問題就是我們今天要討論的重點。
板書：（高壓輸電的道理）
分析討論的思路是：輸電導線（電阻）發熱損失電能減小損失
講解：輸電要用導線，導線當然有電阻，如果導線很短，電阻很小可忽略，而遠距離輸電時，導線很長，電阻大不能忽略。列舉課本上的一組數據。電流通過很長的導線要發出大量的熱，請學生計算：河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐，如果輸電線的電流是1安，每秒鐘導線發熱多少？學生計算之後，教師講述：這些熱都散失到大氣中，白白損失了電能。所以，輸電時，必須要儘量減小導線發熱損失。
提問：如何減小導線發熱呢？
分析：由焦耳定律q=i2rt，減小發熱q有以下三種方法：一是減小輸電時間t，二是減小輸電線電阻r，三是減小輸電電流i。
提問：第一種方法等於停電，沒有實際價值。第二種方法從材料、長度、粗細三方面來説都有實際困難。適用的超導材料還沒有研究出來。排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式可以看出。第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來的四分之一。通過後面的學習，我們將會看到這種辦法也是可行的。
板書結論：（a：要減小電能的損失，必須減小輸電電流。）
講解：另一方面，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實際意義。
板書：（b：輸電功率必須足夠大。）
提問：怎樣才能滿足上述兩個要求呢？
分析：根據公式p=ui，要使輸電電流i減小，而輸送功率p不變（足夠大），就必須提高輸電電壓u。
高一物理教案 功和能教案
功和能
一、教學目標
1、在學習機械能守恆定律的基礎上，研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況，學習處理這類問題的方法。
2、對功和能及其關係的理解和認識是本章教學的重點內容，本節教學是本章教學內容的總結。通過本節教學使學生更加深入理解功和能的關係，明確物體機械能變化的規律，並能應用它處理有關問題。
3、通過本節教學，使學生能更加全面、深入認識功和能的關係，為學生今後能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學知識，為學生更好理解自然界中另一重要規律能的轉化和守恆定律打下基礎。
二、重點、難點分析
1、重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規律，掌握應用這一規律解決問題的方法。在此基礎上，深入理解和認識功和能的關係。
2、本節教學實質是滲透功能原理的觀點，在教學中不必出現功能原理的名稱。功能原理內容與動能定理的區別和聯繫是本節教學的難點，要解決這一難點問題，必須使學生對功是能量轉化的量度的認識，從籠統、膚淺地瞭解深入到十分明確認識某種形式能的變化，用什麼力做功去量度。
3、對功、能概念及其關係的認識和理解，不僅是本節、本章教學的重點和難點，也是中學物理教學的重點和難點之一。通過本節教學應使學生認識到，在今後的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
（一）引入新課
結合複習機械能守恆定律引入新課。
提出問題：
1、機械能守恆定律的內容及物體機械能守恆的條件各是什麼？
評價學生回答後，教師進一步提問引導學生思考。
2、如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功，物體的機械能如何變化？物體機械能的變化和哪些力做功有關呢？物體機械能變化的規律是什麼呢？
教師提出問題之後引起學生的注意，並不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出：
機械能守恆是有條件的。大量現象表明，許多物體的機械能是不守恆的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恆的原因：從車站開出的車輛機械能增加，是由於牽引力（重力、彈力以外的力）對車輛做正功；射入木塊後子彈的機械能減少，是由於阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什麼關係，是本節要研究的中心問題。
（二）教學過程設計
提出問題：下面我們根據已掌握的動能定理和有關機械能的知識，分析物體機械能變化的規律。
1、物體機械能的變化
問題：質量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度h1上升到高度h2處，其速度由v1增大到v2，如圖所示，分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關係。
引導學生根據動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關係。歸納學生分析，明確：
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據動能定理W=Ek，有由幾何關係，有sinL=h2-h1即FL-fL=E2-E1=E
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出：
（1）有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功，是使物體機械能發生變化的原因；
（2）重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數和，等於物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規律。
2、對物體機械能變化規律的進一步認識
（1）物體機械能變化規律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=E
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數和，E1、E2分別表示物體初、末狀態的機械能，E表示物體機械能變化量。
（2）對W外=E2-E1進一步分析可知：
(i)當W外0時，E2E1，物體機械能增加；當W外0時，E2
(ii)若W外=0，則E2=E1，即物體機械能守恆。由此可以看出，W外=E2-E1是包含了機械能守恆定律在內的、更加普遍的功和能關係的表達式。
（3）重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程，其實質是其它形式的能與機械能相互轉化的過程。
例1.質量4.0103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m，其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s，沿山坡行駛500m後速度變為10m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍，試求：(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少？(2)汽車所受平均牽引力多大？取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規律求解。
引導學生思考與分析：
（1）如何依據W外=E2-E1求解本題？應用該規律求解問題時應注意哪些問題？
（2）用W外=E2-E1求解本題，與應用動能定理W=Ek2-Ek1有什麼區別？
歸納學生分析的結果，教師明確給出例題求解的主要過程：
取汽車開始時所在位置為參考平面，應用物體機械能變化規律W外=E2-E1解題時，要着重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功，以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規律解題的基本要求，也是與應用動能定理解題的重要區別。
例2.將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經過某一位置P時，它的動能減少了80J，此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時動能多大？
引導學生分析思考：
（1）運動過程中（包括上升和下落），什麼力對小物體做功？做正功還是做負功？能否知道這些力對物體所做功的比例關係？
（2）小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關係如何？每一種形式能量的變化，應該用什麼力所做的功量度？
歸納學生分析的結果，教師明確指出：
（1）運動過程中重力和阻力對小物體做功。
（2）小物體動能變化用重力、阻力做功的代數和量度；重力勢能的變化用重力做功量度；機械能的變化用阻力做功量度。
（3）由於重力和阻力大小不變，在某一過程中各力做功的比例關係可以通過相應能量的變化求出。
（4）根據物體的機械能E=Ek+Ep，可以知道經過P點時，物體動能變化量大小Ek=80J，機械能變化量大小E=20J。
例題求解主要過程：
上升到最高點時，物體機械能損失量為
由於物體所受阻力大小不變，下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同，因此下落返回地面時，物體的動能大小為
Ek=Ek0-2E=50J
本例題小結：
通過本例題分析，應該對功和能量變化有更具體的認識，同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規律解決問題的方法。
思考題（留給學生課後練習）：
（1）運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾？
（2）物體經過P點後還能上升多高？是前一段高度的幾分之幾？
五、課堂小結
本小結既是本節課的第3項內容，也是本章的小結。
3、功和能
（1）功和能是不同的物理量。能是表徵物理運動狀態的物理量，物體運動狀態發生變化，物體運動形式發生變化，物體的能都相應隨之變化；做功是使物體能量發生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
（2）力對物體做功使物體能量發生變化，不能理解為功變成能，而是通過力做功的過程，使物體之間發生能量的傳遞與轉化。
（3）力做功可以使物體間發生能的傳遞與轉化，但能的總量是保持不變的。自然界中，物體的能量在傳遞、轉化過程中總是遵循能量守恆這一基本規律的。
六、説明
本節內容的處理應根據學生具體情況而定，學生基礎較好，可介紹較多內容；學生基礎較差，不一定要求應用物體機械能變化規律解題，只需對功和能關係有初步瞭解即可。
一、教材分析：
1、地位及作用：
牛頓第一定律所講述的運動和力的關係是動力學的基礎問題。這節課學好了，學生建立了對運動和力關係的正確認識，就不容易從日常經驗出發產生同歷史前人產生過的相同的錯誤，也為學習動力學奠定了知識基礎。
2、教材特點：
①牛頓第一定律解決了幾千年都含糊不清的問題，有助於學生對運動和力的關係進一步深入理解。
②伽利略理想實驗是學生第一次接觸到理想實驗，應充分引導學生探索伽利略理想實驗的推理過程，知道理想實驗是建立在可靠的事實基礎上的科學方法。
3、教材的重點、難點
①重點：運用實驗手段及微機模擬探索力和運動的本質關係，着重培養學生探索物理問題、分析物理問題的基本能力。
②難點：如何用科學的觀點來代替部分學生頭腦中對運動和力關係的錯誤認識，即毀滅直覺。
二、教學目標：
1、知識方面：
①知道伽利略和亞里士多德對力和運動的關係的不同認識，知道伽利略的理想實驗及其推導過程和結論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。
②理解牛頓第一定律的內容和意義。
③知道什麼是慣性，會正確解釋有關的慣性的現象。
2、能力方面
要求學生從實驗現象推理，概括出物理規律。培養學生觀察，分析和綜合能力。培養學生邏輯推理能力以及科學思維能力。
3、科學方法方面
①通過伽利略理想實驗推理過程的探索，培養學生嚴密的邏輯思維方式，體會得出物理規律的一種方法。
②讓學生體會認識客觀規律的一般過程：實踐→認識，再實踐→再認識。
三、教學方法
1、採用以演示實驗為主的引導探索式教學方法，通過讓學生觀察分析實驗現象，教師有意識點撥，充分調動學生思維的積極性，從而得出物理規律。
2、採用操作快捷、方便、高效率的微機輔助教學手段，可加大課堂密度，節省授課時間，提高教學效率。
3、採用循環螺旋式的教學方法，即實踐→認識，再實踐→再認識，使學生認識事物的過程符合唯物辯證法的認識論。
教學中，加強師生間的雙邊活動，以教師為主導，學生為主體，嚴格控制教學進度，努力實現教學的和諧美。
四、教學過程：
1、新課引入：
從歷史角度引入，採用多媒體手段，通過動畫片形象地説明了力與運動的關係，激發學生的興趣，增大課堂容量。
2、新課教學：
以實驗→推理→總結概括→運用為主線展開。
①伽利略理想實驗：
實驗1：小車從同一高處滑到三種介質的平面上，觀察滑行距離的區別。（實驗錄像）
實驗2：伽利略實驗模型。
推理：忽略次要因素後，小車、小球將怎樣運動。（電腦模擬小球在無阻力條件下運動）
總結概括：牛頓第一定律內容。
②慣性：
實驗1：賽車起動，小人跌倒------靜止的物體有慣性。
實驗2：賽車制動，小人不動------運動的物體有慣性
推理：靜止、運動的物體都有保持運動狀態的性質。
總結概括：一切物體，不論處於什麼狀態都有慣性。慣性是物體的固有性質。
3、運用：
①看動畫片（微機模擬），解釋小人跌倒後為什麼向前跌倒？（找兩個學生解釋）然後看動畫片（微機模擬）解釋。
②為什麼車加速時，車上的人向後傾倒？車減速時，人向前傾倒？利用動畫片（微機模擬）解釋。
③錘頭鬆動時候，為什麼把錘子倒立，把錘柄末端向石頭上去磕一磕，錘頭就安牢了？實驗演示，動畫片（微機模擬）解釋
④一列在平直鐵路上勻速行駛的火車，在車廂裏有一個人，豎直上拋一小球，小球落下時，將落在哪？實驗模擬，加以解釋。
1、整體法：以幾個物體構成的整個系統為研究對象進行求解的方法。
2、隔離法：把系統分成若干部分並隔離開來，分別以每一部分為研究對象進行受力分析，分別列出方程，再聯立求解的方法。
3、通常在分析外力對系統作用時，用整體法；在分析系統內各物體之間的相互作用時，用隔離法。有時在解答一個問題時要多次選取研究對象，需要整體法與隔離法交叉使用。
4、受力分析的判斷依據：
①從力的概念判斷，尋找施力物體；
②從力的性質判斷，尋找產生原因；
③從力的效果判斷，尋找是否產生形變或改變運動狀態。
總之，在進行受力分析時一定要按次序畫出物體實際受的各個力，為解決這一難點可記憶以下受力口訣：
地球周圍受重力繞物一週找彈力
考慮有無摩擦力其他外力細分析
合力分力不重複只畫受力拋施力
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