高三物理教案：《功能關(guān)系綜合應用教案》教學(xué)設計

　　本文題目：高三物理教案：功能關(guān)系綜合應用教案

　　第九課時(shí) 功能關(guān)系綜合應用

　　考綱要求

　　1.理解功是能量轉化的量度，知道力學(xué)中常見(jiàn)的功能關(guān)系

　　2.學(xué)會(huì )應用功能關(guān)系及能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題

　　【知識梳理與重難點(diǎn)分析】

　　一.功能關(guān)系

　　1.功是能的轉化的量度：

　　做功的過(guò)程就是能量轉化的過(guò)程，做功的數值就是能量轉化的數值.不同形式的能的轉化又與不同形式的功相聯(lián)系.

　　2.力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的幾種主要表現形式：

　�、藕贤饬Φ墓Φ扔趧�(dòng)能的增量，即：W合=

　�、浦亓Φ墓Φ扔谥亓�勢能增量的負值：即：WG=

　�、菑椈蓮椓Φ墓Φ扔趶椥詣菽茉隽康呢撝担杭矗篧F=

　　(4)除重力和彈簧彈力以外的其它力做的總功于 .

　　二.能的轉化和守恒定律：

　　能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉移

　　到另一個(gè)物體.正確理解：

　�、拍撤N形式的能減少，一定存在其它形式的能增加，且減少量和增加量一定相等.

　�、颇硞�(gè)物體的能量減少，一定存在其它物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等.

　　三.摩擦力做功的特點(diǎn)

　　1.摩擦力可以做正功，可以做負功，還可以不做功.

　　2.一對靜摩擦力的功的代數和總是等于 .靜摩擦力做功只實(shí)現系統內不同物體間機械能的轉移，而不存在機械能與其他形式能之間的轉化.

　　3.一對滑動(dòng)摩擦力的功的代數和總為負值-f s相對(s相對為物體間的相對位移)，其絕對值等于系統損失的機械能.

　　【典型例題】

　　類(lèi)型一：功能關(guān)系的靈活應用

　　例1、一滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，斜面固定于水平地面，用拉力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動(dòng)了一段距離.若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功為A，斜面對滑塊的作用力所做的功為B，重力所做的功為C，空氣阻力所做的功為D，則小滑塊的動(dòng)能的增量為 ，重力勢能的增量為 　　 ，機械能的增量為 　　 .

　　針對訓練1：如圖，卷?yè)P機的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙面上的木箱，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( )

　　A.F對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

　　D.F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

　　針對訓練2：在離地面高為 h 處豎直上拋一質(zhì)量為 m 的物塊，拋出時(shí)的速度為v0，當它落到地面時(shí)速度為 v ，用 g 表示重力加速度，則在此過(guò)程中物塊克服空氣阻力所做的功等于( )

　　類(lèi)型二：滑動(dòng)摩擦力的功與內能的關(guān)系

　　例2、在工廠(chǎng)的流水線(xiàn)上安裝有水平傳送帶,用水平傳送帶傳送工件,可大大提高工作效率.如圖所示,水平傳送帶以恒定速率v=2 m/s,運送質(zhì)量為m=0.5 kg的工件,工件都是以v0=1 m/s的初速度從A位置滑上傳送帶.工件與傳送帶之間的動(dòng)摩

　　擦因數為 =0.2,每當前一個(gè)工件在傳送帶上停止相對滑動(dòng)后,后一個(gè)工件立即滑上傳送帶.取g=10 m/s2.求:

　　(1)傳送帶摩擦力對每個(gè)工件做的功.

　　(2)每個(gè)工件與傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量.

　　(3)傳送每個(gè)工件電動(dòng)機做的功.

　　針對訓練3：一足夠長(cháng)的水平傳送帶以恒定的速度運動(dòng)，現將質(zhì)量為M ?2.0kg 的小物塊拋上傳送帶，如圖a所示.地面觀(guān)察者記錄了小物塊拋上傳送帶后0～6 s內的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖b所示(取向右運動(dòng)的方向為正方向)， g 取10m/s2 .

　　(1)指出傳送帶速度的大小和方向;

　　(2)計算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數μ

　　(3)計算0-6s內傳送帶對小物塊做的功.

　　(4)計算0-6s內由于物塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量.

　　類(lèi)型三：能的轉化與守恒

　　例3、、如圖甲所示，質(zhì)量mB=1 kg的平板小車(chē)B在光滑水平面上以v1=1 m/s的速度向左勻速運動(dòng).當t=0時(shí)，質(zhì)量mA=2kg的小鐵塊A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小車(chē)，A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數為μ=0.2。若A最終沒(méi)有滑出小車(chē)，取水平向右為正方向，g=10m/s2，求：

　　(1)A在小車(chē)上停止運動(dòng)時(shí)，小車(chē)的速度為多大?

　　(2)小車(chē)的長(cháng)度至少為多少?

　　(3)在圖乙所示的坐標紙中畫(huà)出1.5 s內小車(chē)B運動(dòng)的速度一時(shí)間圖象.

　　針對訓練4：如圖是為了檢驗某種防護罩承受沖擊力的裝置，M是半徑為R=1.0m的固定于豎直平面內的 光滑圓弧軌道，軌道上端切線(xiàn)水平。N為待檢驗的固定曲面，該曲面在豎直面內的截面為半徑 的 圓弧，圓弧下端切線(xiàn)水平且圓心恰好位于M軌道的上端點(diǎn)。M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍?zhuān)�可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m=0.01kg的小鋼珠，假設某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過(guò)M的上端點(diǎn)，水平飛出后落到曲面N的某一點(diǎn)上，取g=10m/s2。求：

　　(1)發(fā)射該鋼球前，彈簧的彈性勢能EP多大?

　　(2)鋼珠從M圓弧軌道最高點(diǎn)飛出至落到圓弧N上所用的時(shí)間是多少(結果保留兩位有

　　效數字)?