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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
2、械能守恒定律来分析某些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,
3、它的势能就不断地减少(因为高度下降了),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.