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1、2022年高二物理《功能關系 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,既適用于宏觀世界也適用于微觀世界,而功又是能量轉化的量度,所有涉及能量轉化的題目都可用功能關系來求解.因此,有關功能關系的命題范圍廣闊,既可以與力學聯系,也能與電學、磁學等其他物理知識相聯系,凡是能用機械能守恒定律和動能定理解決的問題,都可以用功能關系解決,功能關系。能量守恒的題目在今后的高考中仍是高考考查的熱點
學情分析
學生在學習了功和動能,重力勢能、彈性勢能和機械能的概念后,對功和能的關系已有了一定的了解,但是對功和能的具體的轉化在應用中還是比較模糊的,通過本節(jié)內容的學習會對功和
2、能以及能的定恒有進步的了解和認識。
教學目標
知識與技能
1.掌握功和能之間的關系,掌握物理量之間的聯系的方法。
2.掌握能量守恒定律, 知道是自然界中的普遍的適用的規(guī)律。
3.知道摩擦力做功的特點以及作用力與反作用力做功的情況。
過程與方法
1.學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒;
2.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題。
情感、態(tài)度與價值觀
通過能量守恒的教學,使學生樹立科學觀點,理解和運用自然規(guī)律,并用來解決實際問題。
教學重點
掌握功和能之間的關系以及摩擦力做功的特點
教學難點
摩擦力做功的特點以及作用力與反作用力做功的情況
教
3、學過程
考點
學生活動及問題研討
一、功能關系
1.做功的過程是能量轉化的過程,功是能的轉化的量度。
2.功能關系——功是能量轉化的量度
(1)重力做功等于物體重力勢能的改變,即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp
(2)電場力做功等于電勢能的改變,即W電=Ep1-Ep2=-ΔEp.
(3)彈簧彈力做功等于彈性勢能的改變,
即W彈=Ep1-Ep2=-ΔEp
(4)合外力做功等于物體動能的改變,即W合=Ek2-Ek1=ΔEk
(5)只有重力和彈簧的彈力做功,機械能守恒
(6) 重力和彈簧的彈力以外的力所做的功等于機械能的增加
(7)克服一對滑動摩擦力所做的凈功等于機
4、械能的減少( 為相對滑動的距離)
(8) 克服安培力所做的功等于感應電能的增加
例題1.(xx·無錫模擬)有一滑塊以速率v1靠慣性沿固定斜面由底部向上運動,當它回到出發(fā)點時速率變?yōu)関2,且v2<v1,則( C )
課堂新坐標P68.
A.上升過程中機械能增加,下降過程中機械能增加
B.上升過程中機械能增加,下降過程中機械能減少
C.上升過程中機械能減少,下降過程中機械能減少
D.上升過程中機械能減少,下降過程中機械能增加
針對訓練:
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 ( ) A.F
5、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
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
二、能量守恒定律
1.內容:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為其他形式?;蛘邚囊粋€物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。
2.表達式: 3.對定律的理解
(1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等; (2)某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量
6、一定相等,4.應用定律解題的步驟
(1)分清有幾種形式的能在變化,如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內能等.
(2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減少,并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達式.
(3)列出能量守恒關系式:ΔE減=ΔE增.
例2.如右圖所示,一小定滑輪(直徑大小不計)距地面高度剛好為一鏈條的長度L,一人用輕繩跨過定滑輪系住鏈條的一端,用力將全部堆放在光滑水平地面上的鏈條向上拉動,當鏈條有 長度跨過定滑輪時,人不再用力拉繩,這時鏈條仍繼續(xù)運動,最后剛好停在滑輪上,不計一切摩擦,設鏈條質量為m,則人的拉力做的功是多少?
答案:
針對訓
7、練:
1.(xx·廣州模擬)下列說法正確的是( C ) 課堂新坐標P69.
A.隨著科技的發(fā)展,第一類永動機是可以制成的
B.太陽照射到地球上的光能轉化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量轉化和守恒定律,因而是不可能
D.有種“全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動,說明能量可以憑空產生
三、摩擦力做功的特點
1.能量的轉化方面
靜摩擦力:
在做功的過程中,只有機械能從一個物體轉移到另一個物體(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用),而沒有機械能轉化為其他形式的能量
滑動摩擦力:
(1)相互摩擦的物體通
8、過滑動摩擦力做功,將部分機械能從一個物體轉移到另一個物體
(2))部分機械能轉化為內能,此部分能量就是系統機械能的損失量
2.一對摩擦力的總功方面
靜摩擦力:
一對靜摩擦力所做功的代數總和等于零
滑動摩擦力:
一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統所做的總功,等于摩擦力與兩個物體相對路程的乘積,即WFf=-Ff·l相對,表示物體克服摩擦力做功,系統損失的機械能轉變成內能
3.正功、負功、不做功方面
兩種摩擦力對物體可以做正功、負功,還可以不做功
例3.如圖所示,木塊A放在木塊B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W1,產生的熱量為Q
9、1;第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動,F做的功為W2,產生的熱量為Q2,則應有 ( A )
A.W1<W2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2
C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2
針對訓練: 課堂新坐標P70
1.(xx·莫城模擬)如圖所示,AB為半徑R=0.8 m的1/4光滑圓弧軌道,下端B恰與小車右端平滑對接.小車質量M=3 kg,車長L=2.06 m,車上表面距地面的高度h=0.2 m.現有一質量m=1 kg的小滑塊,由軌道頂端無初速釋放,滑到
B端后沖上小車.已知地面光滑,滑塊與小車上表面間的動摩擦因數μ=0.3,當車運動了1.5 s時,車被地面裝置鎖定.(
10、g=10 m/s2)試求:
(1)滑塊到達B端時,軌道對它支持力的大小;
(2)車被鎖定時,車右端距軌道B端的距離;
(3)從車開始運動到被鎖定的過程中,滑塊與車面間由于摩擦而產生的內能大??;
【板書設計】
一、功能關系
1.做功的過程是能量轉化的過程,功是能的轉化的量度。
2.功能關系——功是能量轉化的量度
(1)WG=Ep1-Ep2=-ΔEp
(2)W電=Ep1-Ep2=-ΔEp.
(3)W彈=Ep1-Ep2=-ΔEp
(4)W合=Ek2-Ek1=ΔEk
(5)WF=0
(6)
(7)
(8) 克服安培力所做的功等于感應電能的增加
二
11、、能量守恒定律
1.內容:
2.表達式:
三、摩擦力做功的特點
1.能量的轉化方面
2.一對摩擦力的總功方面
3.正功、負功、不做功方面
例題分析:
分類練習
C類:理解
1.對于功和能,下列說法正確的是( BCD )
A.功和能的單位相同,它們的概念也相同
B.做功的過程就是物體能量轉化的過程
C.做了多少功,就有多少能量發(fā)生了轉化
D.各種不同形式的能可以互相轉化,且在轉化的過程中,能的總量是守恒的
B類:理解
2.已知貨物的質量為m,在某段時間內起重機將貨物以a的加速度加速升高h,則在這段時間內敘述正確的是(重力加速度為g)( D )
A.貨物的動能一定增加mah-mgh B.貨物的機械能一定增加mah
C.貨物的重力勢能一定增加mah D.貨物的機械能一定增加mah+mgh
A類:綜合應用
3.NBA籃球賽非常精彩,吸引了眾多觀眾.經常有這樣的場面:在終場前0.1 s,運動員把球投出且準確命中,獲得比賽的勝利.如果運動員投籃過程中對籃球做功為W,出手高度(相對地面)為h1,籃筐距地面高度為h2,球的質量為m,空氣阻力不計,則籃球進筐時的動能表達式是 ( A )
A.W+mgh1-mgh2 B.W+mgh2-mgh1
C.mgh1+mgh2-W D.mgh2-mgh1-W