功能關(guān)系與能量守恒定律的教案

1、7.6功能關(guān)系與能量守恒定律【教學(xué)目標(biāo) 】1知道能量的定義，理解不同能量之間的轉(zhuǎn)化，理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度2知道能量守恒定律是自然界最普遍規(guī)律之一，了解守恒思想的重要性3運(yùn)用能量守恒定律分析生產(chǎn)、生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)際問(wèn)題，體會(huì)能量守恒4用幾種典型的功能關(guān)系，解決問(wèn)題【教學(xué)重難點(diǎn) 】1理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度，理清幾種典型的功能關(guān)系2會(huì)應(yīng)用能量守恒定律分析生產(chǎn)、生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)際問(wèn)題，體會(huì)能量守恒【課時(shí)安排】 1 課時(shí)【教學(xué)設(shè)計(jì) 】課前預(yù)學(xué)1能量守恒定律：閱讀課本“能量守恒定律”，回答：能量守恒定律的內(nèi)容是什么?引用教材上的話，說(shuō)明導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類(lèi)重要事實(shí)是什么?舉出生活中能量守恒

2、的例子歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器，即永動(dòng)機(jī)，這樣的機(jī)器能不能制成?為什么 ?2回顧前面所學(xué)內(nèi)容，完成下面填空：做功的過(guò)程就是的轉(zhuǎn)化過(guò)程做了多少功，就有多少能量轉(zhuǎn)化的量度（“增量 ”是終態(tài)量減去始態(tài)量）物體動(dòng)能的增量由來(lái)量度： W 總=；物體重力勢(shì)能的增量由來(lái)量度： WG =是彈性勢(shì)能變化的量度，即：W 彈；轉(zhuǎn)化功是【預(yù)學(xué)疑難】課內(nèi)互動(dòng)【新課導(dǎo)入】前面我們認(rèn)識(shí)了多種能量，學(xué)會(huì)了求做功的方法通過(guò)課前預(yù)學(xué)，我們初步認(rèn)識(shí)了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的幾種關(guān)系知道了能量守恒定律，下面來(lái)看幾個(gè)問(wèn)題【新課教學(xué)】1常見(jiàn)的幾種功與能量的關(guān)系【討論探究】學(xué)生活動(dòng)：填空（檢測(cè)學(xué)生預(yù)學(xué)情況

3、）合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量，W 總 EkEk2 Ek1，即動(dòng)能定理重力做功等于重力勢(shì)能的減少量WGEE Ep2pp1彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的減少量W彈E E Epp1p2師生總結(jié)：能是狀態(tài)量，功是過(guò)程量不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的學(xué)生活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生用上面的(1)(2) 兩個(gè)功能關(guān)系推導(dǎo)證明：除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量，表達(dá)式: W 其他 =E除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外， 其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量，表達(dá)式 :W 其他 =E【核心解讀】除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功, 物體的機(jī)械能就增加多少除重力或彈簧的彈力以

4、外的其他力做多少負(fù)功, 物體的機(jī)械能就減少多少除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功, 物體的機(jī)械能守恒【典例導(dǎo)學(xué)】例 1如圖所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)在移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(CD)A F 對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和B F 對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能D F 對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和要求：每個(gè)選項(xiàng)的判斷都要有上面所學(xué)的理論支持解析：設(shè)木箱克服重力做的功為WG，克服摩擦力做的功為Wf由動(dòng)能定理有：WF

5、Wf WGEk 即： WFEkWG WfEkEp Wf故選項(xiàng) D 正確克服重力做的功WGEp，故選項(xiàng)C 正確答案： CD思考： D 答案還可以用什么方法解呢?引導(dǎo)學(xué)生用第個(gè)功能關(guān)系解題【核心解讀】做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做了多少功就有多少形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；一定要注意什么力做功和什么形式的能相互轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系2摩擦力做功中的功能關(guān)系例 2一塊長(zhǎng)木板B 放在光滑的水平面上，在B 上放一物體A，現(xiàn)以恒定的水平外力F 拉 B，由于 A、 B 間摩擦力的作用，A 將在 B 上滑動(dòng)，如圖所示以地面為參考系，A、B 都向前移動(dòng)一段距離，在此過(guò)程中()A 外力 F 做的功等于A 和 B 動(dòng)能的

6、增量B B 對(duì) A 的摩擦力所做的功等于A 動(dòng)能的增量CA 對(duì) B 的摩擦力所做的功等于B 對(duì) A 的摩擦力所做的功D 外力 F 對(duì) B 所做的功等于B 動(dòng)能的增量與 B 克服摩擦力做的功之和提示 : 研究對(duì)象及過(guò)程的明確是關(guān)鍵；受力分析，運(yùn)動(dòng)分析依然是重點(diǎn)解析：從功能關(guān)系的角度來(lái)說(shuō)， A、B 組成的系統(tǒng)中還有內(nèi)能產(chǎn)生，故 WF EkA EkB Q從動(dòng)能定理的角度來(lái)說(shuō)，A、B 動(dòng)能的增量應(yīng)為所有力做功的總和，包括一對(duì)滑動(dòng)摩擦力， 而這對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的功之和并不為0，故 A 錯(cuò)誤由動(dòng)能定理可知， B 正確兩物體在摩擦力作用下的位移不相等，故 C 錯(cuò)誤 正解：對(duì)于 A，WBA EkA ，故 B 正

7、確 設(shè)B 克服摩擦力做的功為 Wf ，由動(dòng)能定理得：WF Wf EkB即： WF EkB Wf故 D正確【核心解讀】一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度，即：f ·S相 Q3用能量轉(zhuǎn)化和守恒解題教師引導(dǎo)：在課前預(yù)學(xué)中我們已初步知道了能量守恒定律的相關(guān)內(nèi)容，我們一起看前面的問(wèn)題學(xué)生活動(dòng)：對(duì)能量守恒定律的理解：某種形式的能量減少，一定存在另一種形式的能量增加，且減少量和增加量相等；某個(gè)物體的能量減少，一定存在另外物體的能量增加，且減少量和增加量相等【典例導(dǎo)學(xué)】例 3如圖所示，水平傳送帶以速度v 勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m 的小木塊由靜止輕放到傳送帶上若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩

8、擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為 ()v221212A mvB 2mvC 4mvD 2mvAB提示：進(jìn)行詳實(shí)的動(dòng)力學(xué)分析，但從功能關(guān)系的角度解題解析：由能量守恒定律可知，傳動(dòng)輪對(duì)皮帶做的功等于木塊動(dòng)能的增加和轉(zhuǎn)化的內(nèi)能由于皮帶保持勻速運(yùn)動(dòng)，故木塊加速過(guò)程中傳動(dòng)輪對(duì)它的牽引力大小F mg所以有：WFEkQ 即 mg·v212 Q所以12答案： DmvQ mv g 22【核心解讀】用能量轉(zhuǎn)化和守恒解題時(shí)一定要注意做功的結(jié)果導(dǎo)致了哪些能量增加，哪些能量減少，減少量等于增加量【課堂小結(jié)】應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律解題的基本步驟是：先確定研究對(duì)象及過(guò)程，并做好受力分析，再分

9、析有哪些力做功，哪些力不做功，做功的結(jié)果導(dǎo)致了哪些能量增加，哪些能量減少，減少的能量一定等于增加的能量，據(jù)此列出等式E減E增【板書(shū)設(shè)計(jì)】1常見(jiàn)的幾種功與能量的關(guān)系 W 總 EkEk2Ek1 WE EEp2Gpp1 W 彈EEp1Epp2 W 其他 =E2摩擦力做功中的功能關(guān)系 f ·S相Q3用能量轉(zhuǎn)化和守恒解題解題時(shí)一定要注意做功的結(jié)果導(dǎo)致了哪些能量增加，哪些能量減少，減少量等于增加量4課堂小結(jié)由做功與能的轉(zhuǎn)化關(guān)系人手，認(rèn)識(shí)E減E增【隨堂訓(xùn)練 】1上端固定的一細(xì)線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動(dòng)，擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小，對(duì)此現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是()A 擺球機(jī)械能守恒B 總能量守恒，擺球的

10、機(jī)械能正在減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C 能量正在消失D只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化2某人用手將 m=1kg 的物體由靜止向上提升1m，物體獲得速度為2m/s，則（）A 物體的重力勢(shì)能增加12JB人對(duì)物體做功為 12JC物體的機(jī)械能增加10JD合外力對(duì)物體做功為 12J課后提升1自動(dòng)充電式電動(dòng)車(chē)的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接，騎車(chē)者用力蹬車(chē)或電動(dòng)車(chē)自動(dòng)滑行時(shí)，發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，將一些機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來(lái)現(xiàn)使車(chē)以5000 J 的初動(dòng)能在水平路面上自由滑行，第一次關(guān)閉自動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示； 第二次啟動(dòng)自動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示假Ek/J50

11、002500設(shè)兩次滑行的空氣阻力及地面阻力都保持恒定且相等，則第二次向蓄電池所充的電能是()A 2000 JB 2500 JC 3000 JD 5000 J2在將物體舉高的過(guò)程中，下列說(shuō)法哪些正確（）A 舉力所做的功等于物體機(jī)械能的增加B 克服重力做的功等于機(jī)械能的增加D 物體所受合力做的功等于物體機(jī)械能的增加3質(zhì)量為 m 的物體，從靜止開(kāi)始， 以 g/2 的加速度豎直下落高度h 的過(guò)程中 （）A 物體的機(jī)械能守恒B 物體的機(jī)械能減少mgh/2C物體的重力勢(shì)能減少mgh D物體克服阻力做功mgh/24 如圖，一質(zhì)量均勻的不可伸長(zhǎng)的繩索重為G，A、B 兩端固定在天花板上，今在最低點(diǎn)C 施加一豎直

12、向下的力將繩拉至D，在此過(guò)程中繩索 AB 的重心位置將（）A 逐漸升高B逐漸降低第 4 題C先降低后升高D始終不變5如圖所示，木塊A 放在木板 B 上的左端，用恒力F 將 A 拉至 B 的右端。第一次將 B 固定在地面上，F(xiàn) 做功為 Wl ，產(chǎn)生的熱量為 Ql ；第二次讓 B 可以在光滑的地面上自由滑動(dòng)， F 做功為 W2 ，產(chǎn)生的熱量為Q2，則（）第 5 題6一個(gè)人站在商店的自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則()A 人只受到重力和踏板的支持力作用B 人對(duì)踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小C踏板對(duì)人做的功等于人的機(jī)械能增加量D 人所受合力做的功等于人的機(jī)械能的增加第 6

13、題7設(shè)地球表面的重力加速度為9.8m/s2,某物以a=9.8m/s2 勻減速下降，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它的機(jī)械能（）A 增加B減小C不變D 無(wú)法確定8以 24 m/s 的速度從地面豎直拋出一物體，上升的最大高度為24 m，設(shè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力大小不變，上升過(guò)程中物體動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)所在的高度為h1下降過(guò)程中，物體動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)所在的高度為h2，則 ()A h1、 h2 都小于 12 mB h1、 h2 都大于 12 mCh1 大于 12 m， h2 小于 12 mD h1 小于 12 m， h2 大于 12 m9一個(gè)質(zhì)量 m 0.2kg 的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在豎立的圓環(huán)上，彈簧的上端固定于環(huán)的最高點(diǎn)A ，環(huán)的半徑 R 0.5m，彈簧的原長(zhǎng)l00.5m ，勁度系數(shù)k4.8N / m 若小球從圖示位置B 點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑動(dòng)到最低點(diǎn)C 時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能0.6J，求：ARB60oO小球到C 點(diǎn)時(shí)的速度大小?小球在C 點(diǎn)對(duì)環(huán)的作用力?10傳送帶和水平面的夾角為30 ，其上 A、B 兩點(diǎn)間的距離是5m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以 v1m / s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m10kg 的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的A 點(diǎn)，已知小物體和傳送帶間的動(dòng)摩擦因素3，則