高一物理机械能、机械能守恒定律北师大版知识精讲.doc

高一物理机械能、机械能守恒定律北师大版知识精讲.doc（共2篇）

1.高一物理机械能、机械能守恒定律北师大版知识精讲.doc 篇一

九年级物理改变世界的信息技术、能量的转化和守恒定律教育科学版

【本讲教育信息】

一.教学内容：

§10.3 改变世界的信息技术

第11章 物理学的发展和能源技术创新

§11.1 能量的转化和守恒定律

二、重、难点

1、知道什么是卫星通信和光缆通信

2、知道能量的转化和转移

3、知道能量守恒定律

三、具体内容：

（一）卫星通信：是利用人造地球卫星作为中继站，把地面站发射的信号接收下来，经过处理后再发送到另一个或几个地面站，实现卫星中继通信。优点：覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。

（二）光缆通信：

用心 爱心 专心 信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。利用它可以传播电话、电视、广播及数据、文件等。建设信息高速公路的物质基础之一是光导纤维，简称光纤。

1、激光：频率单

一、方向集中，可以用来传递信息。

特点：（1）很高的单色性，可用于通信

（2）平行性好，可以用于精确测距、目标跟踪

（3）亮度高，可用于军事上，用于医学作“光刀”

2、光导纤维：是很细很细的玻璃丝，数条光纤一起敷上保护层制成光缆，用激光在光纤中传递电视电话等多种信息。

3、光缆通信实际上是利用激光在光导纤维里传播：激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，在另一端射出，把携带的信号传到远方。

4、优点：信息量大、不怕雷击、抗干扰能力强、功率损耗小、通信质量高、保密性好。

（三）移动通信

1、移动通信是指移动体之间或移动体与固定体之间的通信。移动通信的终端设备包括手机、寻呼机、无绳电话等。

2、移动通信系统一般由移动台、基站、移动交换中心以及市话网等组成。

3、如图是移动通信的工作方式，手机左发射的信号被离它最近的基地台接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离对象最近的基地台，最终这个基地台把信号传给手机右。

（四）信息革命与人类文明

1、物质、能源与信息是人类社会生存和发展不可缺少的三大要素。

2、信息技术已经成为人们学习、工作、生活不可缺少的工具，在现代战争中起非常重要

用心 爱心 专心 的作用，信息技术产业已经成为一些发达国家的重要产业。

（五）模拟信号和数字信号

1、模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。

特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息。

2、数字信号：用不同的符号的不同组合表示的信号叫数字信号。

特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。

（六）不同形式能量的相互转化

能量有多种多样的形式，可以从一个物体转移到另一个物体上，从空间的一处转移到另一处，能量的形式也可以从一种形式转化为另一种形式。各种能量可以逐渐相互转化，地球上几乎所有的能量都来源于太阳。

（七）能量守恒

能量既不会创造，也不会消失；当能量从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化为另一种形式时，总量不变。

（八）永动机是不可能实现的任何永动机都是制不出来的，这是因为不消耗能量却可以永远地运动下去并不断地做功违背了能量守恒定律。自然界中无论什么运动都会产生热，热向四周扩散而损耗，如不补偿能量，任何运动着的机器最终都会停止。

（九）能量转化效率

在实际工作或生活中，一种能量转化成另一种能量的过程中，输出有效能量与输入能量的比值成为能量的转化效率。

能量转化效率η=输出有效能量

输入能量 在任何情况下。能量转化效率η都小于1。

（十）能量转化的方向性

能量转化过程中存在一定的方向性。

【典型例题】

例1.“信息高速公路”有很宽的频带，可以同时传送500个电视频道。因此，无论是文字信息、声音信息，还是图像信息或电视信号，都可以在“信息高速公路”的网络中得到及时传送，而且传送的速率很高。一部《不列颠百科全书》通过“信息高速公路”不到5s就能够传送完毕，“信息高速公路”一语中的“路”一般是指（）A.高速行驶的公路

B.利用微波的通信 C.利用光纤的通信

D.利用卫星的通信

分析：“信息高速公路”的基础是光纤通信，它用光缆把千家万户、单位联结在一起，能以激光脉冲传输数字化信息；而同轴电缆中传输的则是无线电波。激光的频率比无线电波

用心 爱心 专心 的频率高得多，所以光纤线路的容量大。例如，一根光纤能同时传输50万路电话信号。光纤抗干扰能力强、信号衰减少，适于远距离传输大量信息。

正确答案：C

例2.移动通信的基地台是按蜂窝状布局的，你能说出这样做的道理吗？

分析：移动通信基地台的建造，应在保证无线电波覆盖面积不变的情况下，尽可能减少基地台的数量，而蜂窝状布局是一种最佳设计。

正确答案：这样做能大大增加无线电覆盖的有效面积，减少转接信息的基地台数量。

例3.某收音机中中波段的频率范围是535kHz~1605kHz，问它接收的电磁波波长范围是多少？

解：由公式c=λf可得，λ＝c/f，λ1＝c/f1＝（3х10m/s）/(535х10)=561m

λ2＝c/f2＝（3х10m/s）/(1605х10)=187m 正确答案：187～561m

例4.关于能量的转化和转移，说法正确的是（）

A.能量只能从能量多的物体向能量少的物体转移，不可能从能量少的物体向能量多的物体转移

B.内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能 C.能量只能从一种形式转化为另一种形式

D.能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化前后，能的总量会减少

分析：A不正确，能量多的物体，温度不一定高。例如1kg 0℃水比1kg 0℃的冰能量多，但它们之间没有能量转移。

B正确，机械能和内能可以互相转化。

C不正确，能量还可以从一个物体转移到另一个物体。

D不正确，能量守恒定律告诉我们，在能量转化的过程中，能的总量是保持不变的。

正确答案：B

例5.在密闭的房间里有一个开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将（）

A.升高

B.降低

C.不变

D.无法确定

分析：根据生活经验，冰箱内的温度比室温低得多。有的人会认为，打开冰箱门通电，由于冰箱与外界发生热传递，内能发生转移，房间内能减小，温度应下降，这种看法是片面的，只考虑到冰箱内部与外界的热传递。实际上电冰箱工作时，在冰箱内部制冷，在电冰箱的背部通过散热器向外界散热，把内能转移出来，这样看来，开着门的电冰箱一面把内能转移出来，一面又有内能转移进去，哪一边转移得多些似乎难以判断。其实，这时只要注意电冰箱工作的过程是电流做功的过程，消耗了电能，所以转化出来的内能多些。

正确：A

例6.设计一个实验，证明皮球落地时发生了形变，并回答下列问题。

（1）谈谈一只皮球从高处由静止落下又弹起的过程中皮球机械能的转化。

（2）指出皮球在哪个位置动能为零

（3）即使不计空气阻力，皮球落地弹起后也不能再回到原来的高度，这是为什么？

（4）怎样抛出皮球，才能使它弹跳到高于抛出时的位置，说明理由。

用心 爱心 专心 分析：将整个过程分为下降，皮球形变、恢复原状和上升四个阶段，分别说明机械能的转化。

速度为零时动能为零。

考虑到皮球与地面碰撞时要损失一部分机械能（对地面做功），故不能反弹到原抛点。

如果让皮球在抛出时具有一定的速度，那么皮球在抛出时除了具有一定的势能外还具有一部分动能。

正确答案：实验方法：在地面铺一白纸，将皮球涂黑，当皮球从高处落到纸上时，纸上会出现一个黑色圆斑而不是一个圆点，证明皮球落地时发生了弹性形变。

（1）皮球下落时，重力势能转化为动能；接触地面发生形变时，动能转化为弹性势能；恢复原状时，弹性势能转化为动能；反弹上升时，动能转化为重力势能。

（2）皮球在原抛出点时，与地面碰撞形变程度最大时（此时动能转化为弹性势能）、反弹到最高点时，皮球的动能为零。

（3）当皮球与地面碰撞时对地面做功，损失一部分机械能（转化为其他形式的能），因此皮球不能回升到原抛出点的高度。

（4）让皮球在抛出时具有一定的初速度，这样皮球既具有重力势能又具有动能，这部分动能最终会转化为重力势能，使皮球达到原抛出点时会继续升高，从而高出原抛出点的位置。

【模拟试题】（答题时间：25分钟）

一.选择题

1.关于电磁波下列说法中不正确的是 A.电磁波具有能量

B.各种颜色的光都是电磁波

C.电磁波在真空中的传播速度是3х10m/s D.电磁波的频率越高，波长越长

2.下列关于电磁波的一些说法中正确的是 A.电磁波在真空中不能传播

B.电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C.红外线属于电磁波

D.电热水壶是利用电磁波来工作的 3.下列电器中，利用电磁波工作的是

A.电风扇

B.移动电话 C.电冰箱

D.电吹风 4.关于电磁波，下列说法正确的是 A.电磁波的传播速度比光速小 B.电磁波的波长越长频率越高

C.电磁波的应用会不同程度影响人们的健康

D.电磁波可以携带信息、捕捉信息，但不能承载并传播信息

5.在无线电通信中，把人们需要的电磁波筛选出来，以下设备中能完成这项任务的是 A.调谐器

B.话筒 C.调制器

D.振荡器 6.下列说法中错误的是

A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

用心 爱心 专心 B.只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

C.能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是不变的 7.下列能量转化过程中，化学能转化为电能的是 A.用潮汐发电

B.用电池作电源

C.用电灯照明

D.电动机带动水泵将水抽到高处

二.填空题

1.中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz（1MHz=10Hz），电磁波在真空中的传播速度_____________（填“大于”、“等于”或“小于”）光在真空中的传播速度，其速度大小为_____________m/s，则中央电视台第一套节目的波长为_____________m。2.有一个“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的一层特殊材料喧各材料能够_____________（填“增强”或“减弱”）对电磁波作用；秘密之二在于它的表面制成特殊开头，这种形状能够_____________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备。3.乘飞机时禁止使用移动电话，是因为使用移动电话时_____________会干扰飞机正常的导航通讯，对飞行安全构成很大的威胁。

4.电磁波在真空中的传播速度等于______________m/s。光纤通信实际上是利用_____________光在纤维里传播的。

5.一台额定功率为0.08W的收音机，在接收频率逐渐减小的过程中，所对应电磁波的波长将逐渐_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）；该电磁波在空间传播的速度约为_____________km/s；在正常工作情况下，若持续收听1h，将消耗_____________J的电能。6.目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如：_____________。其二是把太阳能转化为电能，如_____________。

7.电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。汽车制动过程中，电能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动地转化为机械能再传递给汽车。这些现象均说明能量的转化具有_____________。以上能量的转化过程中，能的总量_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

6用心 爱心 专心

试题答案

一.选择题

1.D

2.C

A 6.A

7.B

二.填空题

1.等于；3×108；5.7 2.增强；减弱 3.电磁波

4.3×108；激

5.增大；3×105；288

6.太阳能热水器；太阳能电池 7.方向性；不变

3.B

用心 爱心

4.C

5.专心

2.高一物理机械能、机械能守恒定律北师大版知识精讲.doc 篇二

整体设计

本课教学从动能和势能的复习入手，引导学生观察生活现象，思考动能和势能的变化之间的关系.机械能守恒定律是本章教学的重点内容，重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题.进而利用动能定理推导出机械能守恒定律的表达式.分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一.在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的.在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面.要启发学生注意，势能的变化是由于重力或弹力做功而引起的.如果重力作为外力对物体做正功，重力势能减少，动能增加，意味着重力势能转化为动能；反之，如果重力做负功，重力势能增加，动能减少，意味着动能转化为重力势能.这样可以帮助学生理解教材中所说的“通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式”.能否正确运用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点.通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题.教学重点

1.机械能守恒的条件.2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出数学表达式.教学难点

1.判断机械能是否守恒.2.灵活运用机械能守恒定律解决问题.课时安排

1课时 三维目标 知识与技能

1.理解动能与势能的相互转化.2.掌握机械能守恒定律的表达式.过程与方法

经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒的条件.情感态度与价值观

培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培养学以致用的思想.课前准备

1.自制课件、学案.2.麦克斯韦滚摆、单摆、弹簧振子.教学过程

导入新课 影片导入

课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容.情境设置：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析).分析：根据动能定理，有:

1212mv2mv1=WG 22下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量.取地面为参考平面，有WG=mgh1-mgh2

1212mv2mv1=mgh1-mgh2 221212移项得mv2+mgh2=mv1g+mgh1

22由以上两式可以得到引导学生分析讨论上面表达式的物理意义：等号的左侧表示末态的机械能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等.即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能.问题：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落体运动中成立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立.引导学生关注在上述过程中物体的受力情况.可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变.思维拓展

在只有弹力做功的牨体系统内呢？

课件展示：展示弹簧振子（由于弹簧振子概念学生还没有接触，教师可以不提弹簧振子的概念）的运动情况，分析物理过程.教师设疑：在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的势能，是否在只有弹力做功的情况下，机械能也能守恒呢？

学生在推导过程中可能会存在一定的困难，教师适当加以辅助推导.对弹簧与小球的运动过程简要分析，得到动能与势能的转化关系，并明确：在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒.通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结机械能守恒定律的内容：

在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.表达式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1

教师引导学生理解表达式中各量的物理意义，并回顾机械能守恒定律推导过程，加深认识.三、机械能守恒定律的条件 思维拓展

通过以上内容的学习，我们理解了机械能守恒定律的表达式，但真正应用到解题过程还是有限制的.大屏幕投影机械能守恒定律的内容，并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，突出强调守恒的受力前提.引导学生自己总结守恒的条件.D三项均错. 答案：C 2.解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功.整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解.设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m/L.设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得

LmL1Lgmv2mg 4L822解得v=15gL.16点拨：求解这类题目时，一是注意零势点的选取，应尽可能使表达式简化，该题如选链条全部滑下时的最低点为零势能点，则初始势能就比较麻烦.二是灵活选取各部分的重心，该题开始时的势能应取两部分（桌面上和桌面下）势能总和，整根链条的总重心便不好确定，最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分，可对整根链条求出重力势能.课堂小结

1.在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的机械能总量不变.2.应用机械能守恒定律的解题步骤(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行正确的受力分析;(3)判断各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件;(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能;(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解.布置作业

1.教材“问题与练习”第1、3、4题.2.观察记录生活中其他的物理情景，判断其是否符合机械能守恒定律.板书设计 机械能守恒定律

一、动能与势能的相互转化 重力做功：动能←→重力势能 弹力做功：动能←→弹性势能

二、机械能守恒定律

在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.三、机械能守恒定律的条件 1.只受重力（弹力），不受其他力.如自由落体的物体.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.活动与探究

课题：从能量的角度探究机械能守恒定律的条件

目的：进行课堂拓展，让学生自主设置情景，自主探究，重温机械能守恒定律条件发现的过程，加深对课本内容的理解.方法：指导学生自主设置情景，从能量的角度判断机械能守恒.参考情境: 1.瀑布是水流从高处落下形成的美丽自然景观，水流在下落过程中的能量转化过程.（不计一切阻力）

设计点评