1、备课资料参考教学建议1.关于“动能和势能的相互转化”的教学(1)自由下落的物体,重力对物体做正功,重力势能减少,物体运动得越来越快,说明在此过程中,重力势能转化成了动能.(2)竖直上抛的物体,重力对物体做负功,重力势能增大,物体运动得越来越慢,说明在此过程中物体的动能转化为重力势能.(3)被压缩的弹簧、被拉弯的弓都具有弹性势能,当放手后,弹力对物体做正功,弹性势能减少,物体的动能增加,在此过程中,弹性势能转化为动能.2.关于“机械能守恒定律”的教学机械能守恒定律只涉及初状态和末状态的动能和势能,而不涉及运动的各个过程的详细情况.因此,如果不要求去了解过程的具体情况,利用机械能守恒定律来分析某些
2、力学问题比用其他方法要简便得多.对学有余力的同学可以安排较难的题目供他们选择训练,并且让他们分别用动能定理和机械能守恒定律解决同一个问题,以便比较这两种方法的相同点和不同点.资源参考过山车中的物理知识开始时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了.事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的唯一的“发动机”就是重力势能,即由重力势能转化为动能,又由动能转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成.对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大.当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),
3、但它不会消失,而是转化成了动能.不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和势能).这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘低的原因:过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了.另外,位于过山车最后一节车厢的游客刺激感受最为强烈.因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故.这样,乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点,从而产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向下,尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨甩出去.车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要“等待”质量中心越过最高点才被继续推动.到达“疯狂之圈”时,沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯.这时,乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉,因为这时产生了一种较强的离心力.这种环形轨道是略带椭圆形的,目的是“平衡”引力的制动效应.当过山车达到圆形轨道的最高点时它会慢下来,但如果弯曲的程度较小时,这种现象会减弱.一旦过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来.
