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】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運用能量守恒定律分析生產(chǎn)、生活中能量轉(zhuǎn)化的實際問題，體會能量守恒4用幾種典型的功能關(guān)系，解決問題【教學(xué)重難點】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會應(yīng)用能量守恒定律分析生產(chǎn)、生活中能量轉(zhuǎn)化的實際問題，體會能量守恒【課時安排】1課時【教學(xué)設(shè)計】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，說明導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么?舉出生活中能量守恒的例子歷

2、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器，即永動機，這樣的機器能不能制成?為什么?2回顧前面所學(xué)內(nèi)容，完成下面填空：做功的過程就是 的轉(zhuǎn)化過程做了多少功，就有多少轉(zhuǎn)化功是能量轉(zhuǎn)化的量度（“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量）物體動能的增量由 來量度：W總= ；物體重力勢能的增量由 來量度：WG= ； 是彈性勢能變化的量度，即：W彈 ；【預(yù)學(xué)疑難】 課內(nèi)互動【新課導(dǎo)入】前面我們認識了多種能量，學(xué)會了求做功的方法通過課前預(yù)學(xué)，我們初步認識了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的幾種關(guān)系知道了能量守恒定律，下面來看幾個問題【新課教學(xué)】1常見的幾種功與能量的關(guān)系【討論探究】學(xué)生活動：填空（檢測學(xué)生預(yù)學(xué)情況）合

3、外力對物體所做的功等于物體動能的增量，W總EkEk2Ek1，即動能定理重力做功等于重力勢能的減少量WGEpEp1Ep2彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少量W彈EpEp1Ep2師生總結(jié)：能是狀態(tài)量，功是過程量不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的學(xué)生活動：引導(dǎo)學(xué)生用上面的(1)(2)兩個功能關(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)機械能的增量，表達式: 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)機械能的增量，表達式: 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,物體的機械能就增加多少除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負功,物體的機

4、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,物體的機械能守恒【典例導(dǎo)學(xué)】例1如圖所示，卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動在移動過程中，下列說法正確的是(CD)AF對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和BF對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能DF對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力做的功之和要求：每個選項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由動能定理有：WFWfWGEk即：WFEkWGWfEkEpWf故選項D

5、正確 克服重力做的功WGEp，故選項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)生用第個功能關(guān)系解題【核心解讀】做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，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)化的對應(yīng)關(guān)系2摩擦力做功中的功能關(guān)系例2一塊長木板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，如圖所示以地面為參考系，A、B都向前移動一段距離，在此過程中()A外力F做的功等于A和B動能的增量BB對A的摩擦力所做的功等于A動能的增量CA對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功D外力F對B

6、所做的功等于B動能的增量與B克服摩擦力做的功之和提示: 研究對象及過程的明確是關(guān)鍵；受力分析，運動分析依然是重點解析：從功能關(guān)系的角度來說，A、B組成的系統(tǒng)中還有內(nèi)能產(chǎn)生，故WFEkAEkBQ從動能定理的角度來說，A、B動能的增量應(yīng)為所有力做功的總和，包括一對滑動摩擦力，而這對滑動摩擦力做的功之和并不為0，故A錯誤由動能定理可知，B正確兩物體在摩擦力作用下的位移不相等，故C錯誤 正解：對于A，WBAEkA，故B正確 設(shè)B克服摩擦力做的功為Wf，由動能定理得：WFWfEkB 即：WFEkBWf故D正確【核心解讀】一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度，即：fS相Q3用能量轉(zhuǎn)化和守

7、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題學(xué)生活動：對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)】ABv例3如圖所示，水平傳送帶以速度v勻速運動，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摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()Amv2 B2mv2 Cmv2 Dmv2提示：進行詳實的動力學(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，傳動輪對皮帶做的功等于木塊動能的

8、增加和轉(zhuǎn)化的內(nèi)能由于皮帶保持勻速運動，故木塊加速過程中傳動輪對它的牽引力大小Fmg所以有：WFEkQ 即mgmv2Q 所以Qmv2 答案：D【核心解讀】用能量轉(zhuǎn)化和守恒解題時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：先確定研究對象及過程，并做好受力分析，再分析有哪些力做功，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【板書設(shè)計】1常見的幾種功與能量的關(guān)系W總EkEk2Ek1WGEpEp1Ep2W彈EpEp1Ep2W其他=E2摩擦力做功中的功能關(guān)系fS相Q3用能

9、量轉(zhuǎn)化和守恒解題解題時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，認識【隨堂訓(xùn)練】1上端固定的一細線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)象下列說法正確的是( )A擺球機械能守恒B總能量守恒，擺球的機械能正在減少，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C能量正在消失 D只有動能和重力勢能的相互轉(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物體的重力勢能增加12J B人對物體做功為12J C物體的機械能增加10J D合外力對物體做功為12J課后提升1自動充電式電動車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電

10、機與蓄電池連接，騎車者用力蹬車或電動車自動滑行時，發(fā)電機向蓄電池充電，將一些機械能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來現(xiàn)使車以5000 J的初動能在水平路面上自由滑行，第一次關(guān)閉自動充電裝置，其動能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示假設(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()A2000 J B2500 J C3000 J D5000 J2在將物體舉高的過程中，下列說法哪些正確（ ）A舉力所做的功等于物體機械能的增加 B克服重力做的功等于機械能的增加C舉力和重力做功的代數(shù)和等于物體動能的增加D物體所受合力做的功等于物體機械能的

11、增加3質(zhì)量為m的物體，從靜止開始，以g/2的加速度豎直下落高度h的過程中 （ ）A物體的機械能守恒 B物體的機械能減少mgh/2C物體的重力勢能減少mgh D物體克服阻力做功mgh/2第4題4 如圖，一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索重為G，A、B兩端固定在天花板上，今在最低點C施加一豎直向下的力將繩拉至D，在此過程中繩索AB的重心位置將（ ）A逐漸升高 B逐漸降低 C先降低后升高 D始終不變第5題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 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， F 做功為 W

12、2 ，產(chǎn)生的熱量為Q2，則（ ）第6題6一個人站在商店的自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速運動，如圖所示，則 ( ) A人只受到重力和踏板的支持力作用 B人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小C踏板對人做的功等于人的機械能增加量 D人所受合力做的功等于人的機械能的增加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，則運動過程中它的機械能（ ） A增加 B減小 C不變 D無法確定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)物體運動過程中空氣阻力大小不變，上升過程中物體動能和勢能相等時所在的高度為h1下降過程中，物體動能和勢能相等時所在

13、的高度為h2，則( )Ah1、h2都小于12 m Bh1、h2都大于12 mCh1大于12 m，h2小于12 m Dh1小于12 m，h2大于12 mAOCRB60第9題圖9一個質(zhì)量的小球系于輕質(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A，環(huán)的半徑，彈簧的原長，勁度系數(shù)若小球從圖示位置B點由靜止開始滑動到最低點C時，彈簧的彈性勢能J，求：小球到C點時的速度大小?小球在C點對環(huán)的作用力? AB30第10題圖10傳送帶和水平面的夾角為，其上A、B兩點間的距離是5m，傳送帶在電動機的帶動下以的速度勻速運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為的小物體（可視為質(zhì)點）輕放在傳送帶的A點，已知小物體和傳送帶間的動摩擦因素，則在傳送帶將小物