《功能关系》教学设计
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《功能关系》教学设计
【知识梳理与重难点分析 】 一．功能关系 1．功是能的转化的量度： 做功的过程就是能量转化的过程，做功的数值就是能量转化的数值．不同形式的能的转化又与不同形式的功相联系． 2．力学领域中功能关系的几种主要表现形式： ⑴合外力的功等于动能的增量，即：W合＝ ? ? ? ? ? ? ⑵重力的功等于重力势能增量的负值：即：WG＝ ? ? ? ? ? ?? ⑶弹簧弹力的功等于弹性势能增量的负值：即：WF＝ ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （4）除重力和弹簧弹力以外的其它力做的总功等于 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ． 二．能的转化和守恒定律： 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移? 到另一个物体．正确理解： ⑴某种形式的能减少，一定存在其它形式的能增加，且减少量和增加量一定相等． ⑵某个物体的能量减少，一定存在其它物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等． 三．摩擦力做功的特点 1．摩擦力可以做正功，可以做负功，还可以不做功． 2．一对静摩擦力的功的代数和总是等于 ? ．静摩擦力做功只实现系统内不同物体间机械能的转移，而不存在机械能与其他形式能之间的转化． 3．一对滑动摩擦力的功的代数和总为负值－f s相对(s相对为物体间的相对位移)，其绝对值等于系统损失的机械能． 【典型例题】 类型一：功能关系的灵活应用 例1、如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力Ｆ拉位于粗糙面上的木箱，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.木箱克服重力所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 针对训练1：一滑块放在如图所示的凹形斜面上，斜面固定于水平地面，用拉力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离．若已知在这过程中，拉力F所做的功为A，斜面对滑块的作用力所做的功为B，重力所做的功为C，空气阻力所做的功为D，则小滑块的动能的增量为 ? ? ? ?，重力势能的增量为 ? ? ?，机械能的增量为 ? ? ? ． 针对训练2：在离地面高为 h 处竖直上抛一质量为 m 的物块，抛出时的速度为v0，当它落到地面时速度为 v ，用 g 表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（ ? ?） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 类型二：滑动摩擦力的功与内能的关系 例2、在工厂的流水线上安装有水平传送带,用水平传送带传送工件,可大大提高工作效率.如图所示,水平传送带以恒定速率v=2 m/s,运送质量为m=0.5 kg的工件,工件都是以v0=1 m/s的初速度从A位置滑上传送带.工件与传送带之间的动摩 擦因数为 =0.2,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动后,后一个工件立即滑上传送带.取g=10 m/s2.求: (1)传送带摩擦力对每个工件做的功. (2)每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量. (3)传送每个工件电动机做的功. ? 针对训练3：一木块静止在光滑水平面上，被水平方向飞来的子弹击中，子弹进入木块的深度为2cm，木块相对于桌面移动了1cm，设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失的动能之比为 ． 类型三：能的转化与守恒 例3、如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 传送到 B 点的过程中，求：（1）传送带对小物体做了多少功？ （2）为传送小物体，电动机额外需做多少功？ ( g 取 10 m/s2 ) ? 例5、如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高Ｈ，上端套着一个细环。棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1)。断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计。求： （１）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度。 （２）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程Ｓ。 （３）从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功Ｗ。
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