高二物理《功能关系 能量守恒定律》教案

教材分析

能量守恒定律是物理中三大守恒定律之一，既适用于宏观世界也适用于微观世界，而功又是能量转化的量度，所有涉及能量转化的题目都可用功能关系来求解．因此，有关功能关系的命题范围广阔，既可以与力系，也能与电学、磁学等其他物理知识相联系，凡是能用机械能守恒定律和动能定理解决的问题，都可以用功能关系解决，功能关系。能量守恒的题目在今后的高考中仍是高考考查的热点 学情分析

学生在学习了功和动能，重力势能、弹性势能和机械能的概念后，对功和能的关系已有了一定的了解，但是对功和能的具体的转化在应用中还是比较模糊的，通过本节内容的学习会对功和能以及能的定恒有进步的了解和认识。 教学目标 知识与技能

1．掌握功和能之间的关系，掌握物理量之间的联系的方法。 2．掌握能量守恒定律, 知道是自然界中的普遍的适用的规律。 3．知道摩擦力做功的特点以及作用力与反作用力做功的情况。 过程与方法

1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；

2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。 情感、态度与价值观

通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 教学重点

掌握功和能之间的关系以及摩擦力做功的特点 教学难点

摩擦力做功的特点以及作用力与反作用力做功的情况 教学过程

考点 学生活动及问题研讨 一、功能关系 例题1．(2010·无锡模拟)有一滑块以速率1．做功的过程是能量转化的过程，功是能的v1靠惯性沿固定斜面由底部向上运动，当它转化的量度。 回到出发点时速率变为v2，且v2＜v1，则 ( C ) 2.功能关系——功是能量转化的量度 （1）重力做功等于物体重力势能的改变，即课堂新坐标P68. A．上升过程中机械能增加，下降过程中机械WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp （2）电场力做功等于电势能的改变，即W电能增加 ＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. B．上升过程中机械能增加，下降过程中机械（3）弹簧弹力做功等于弹性势能的改变， 能减少 即W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp C．上升过程中机械能减少，下降过程中机械（4）合外力做功等于物体动能的改变，即W能减少 合＝Ek2－Ek1＝ΔEk （5）只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守D．上升过程中机械能减少，下降过程中机械能增加 恒 （6） 重力和弹簧的弹力以外的力所做的功针对训练: 等于机械能的增加WFE2E1E 1．如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力（7）克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少EfL相（L相 为相对滑动的距离） （8） 克服安培力所做的功等于感应电能的增加 F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中，下列说法正确的是 ( ) A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B．F对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．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 例2．如右图所示，一小定滑轮(直径大小不计)距地面高度刚好为一链条的长度L，一人用轻绳跨过定滑轮系住链条的一端，用力将全部堆放在光滑水平地面上的链条向上拉动，当链条有 长度跨过定滑轮时，人不再用力拉绳，这时链条仍继续运动，最后刚好停在滑轮上，不计一切摩擦，设链条质量为m，则人的拉力做的功是多少？ 答案：二、能量守恒定律 1．内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式。或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 2．表达式：E减E增 3．对定律的理解 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等； (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，4．应用定律解题的步骤 (1)分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等． (2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． (3)列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增． 3mgL 4针对训练: 1．(2010·广州模拟)下列说法正确的是( C ) 课堂新坐标P69. A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能 D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生 例3．如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量为Q2，则应有 ( A ) A．W1＜W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2 三、摩擦力做功的特点 1．能量的转化方面 静摩擦力： 在做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能量 滑动摩擦力： （1）相互摩擦的物体通过滑动摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体 （2）)部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量 2．一对摩擦力的总功方面 静摩擦力： 一对静摩擦力所做功的代数总和等于零 滑动摩擦力： 一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即WFf＝－Ff·l相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转变成内能 3．正功、负功、不做功方面 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功 【板书设计】 一、功能关系 1．做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。 2.功能关系——功是能量转化的量度 （1）WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp （2）W电＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. （3）W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp （4）W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk （5）WF=0 （6）WFE2E1E （7）EfL相 （8） 克服安培力所做的功等于感应电能的增加 C．W1＜W2，Q1＜Q2 D．W1＝W2，Q1＜Q2 针对训练: 课堂新坐标P70 1．(2010·莫城模拟)如图所示，AB为半径R＝0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小车质量M＝3 kg，车长L＝2.06 m，车上表面距地面的高度h＝0.2 m．现有一质量m＝1 kg的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了1.5 s时，车被地面装置锁定．(g＝10 m/s2)试求：(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小； 二、能量守恒定律 1．内容： 2．表达式：E减E增 三、摩擦力做功的特点 1．能量的转化方面 2．一对摩擦力的总功方面 3．正功、负功、不做功方面 例题分析：

分类练习 C类：理解

1．对于功和能,下列说法正确的是( BCD ) A.功和能的单位相同,它们的概念也相同 B.做功的过程就是物体能量转化的过程 C.做了多少功,就有多少能量发生了转化

D.各种不同形式的能可以互相转化,且在转化的过程中,能的总量是守恒的

B类：理解

2．已知货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g)( D )

A.货物的动能一定增加mah-mgh B.货物的机械能一定增加mah

C.货物的重力势能一定增加mah D.货物的机械能一定增加mah+mgh

A类：综合应用

3．NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众．经常有这样的场面：在终场前0.1 s，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利．如果运动员投篮过程中对篮球做功为W，出手高度(相对地面)为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能表达式是 ( A )

A．W＋mgh1－mgh2 B．W＋mgh2－mgh1 C．mgh1＋mgh2－W D．mgh2－mgh1－W