课外读物主要内容及教案内容

功能关系

能量守恒定律

一 教学目标

（1）知识与技能

1.掌握功和能的关系，特别是合力功、重力功、弹力功以及除重力、弹力外其他力的功分别所对应的能量转化关系. 2.理解能量守恒定律，并能分析解决有关问题．

（2）过程与方法

通过例题讲解培养学生逻辑思维能力及具体问题具体分析的能力．

（3）情感，态度与价值观

激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯．

二 教学重点：做功与能量转化的关系

教学难点：能量守恒定律的灵活应用

三 教学方法：讲授法，讨论法

四 教学工具：多媒体，导学案

五 教学过程

引入新课

投影：通过投影2016年全国理综1卷3道有关功和能的高考真题，让学生了解高考功和能知识点的重要性，板书本节内容的高考目标，

例1. 升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上作匀加速运动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)：

1

物体的重力做功为 J, 物体的重力势能 了 J; 2

合外力对物体做功为 J, 物体的动能 了 J; 3

升降机对物体做功为 J，

物体的机械能 了 J。

例2所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点沿电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点．则( ) A．粒子受电场力的方向一定由M指向N

B．粒子在M点的速度一定比在N点的大

C．粒子在M点的电势能一定比在N点的大

D．电场中M点的电势一定高于N点的电势

例3 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，由上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．将质量为m的导体棒静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g．下列选项正确的是（ ） A、P=2mgvsinθ

B、P=3mgvsinθ

C、在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于重力与拉力所做的功之和

D、在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功

例4 如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：

(1)物块滑到O点时的速度大小；

(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；

(3)若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？

结论．1.几种常见的功能关系及其表达式

对应不同形式能不同的力做功

定量关系

的变化

合外力所做的功等于物体动能的合外力的功

动能变化

变化量W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk

重力做正功，重力势能减少；重重力的功

重力势能变化

力做负功，重力势能增加WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2

弹力做正功，弹性势能减少；弹弹簧弹力的功

弹性势能变化

力做负功，弹性势能增加WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2

除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做机械能变化

除重力和弹力之外的力做多少负的功

功，物体的机械能就减少多少W＝ΔE

电场力做正功，电势能减少；电电场力的功

电势能变化

场力做负功，电势能增加W电＝－ΔEp

安培力做正功，电能转化为其他形式的能；安培力做负功，其他安培力的功

电能的变化

形式的能转化为电能，W安＝－ΔE电

作用于系统的一对滑动摩擦力一一对相互作用的滑动摩擦内能变化

定做负功，系统内能增加Q＝力的总功

Ff·l相对

2.能量守恒定律

高考真题.（18分）（2016年全国高考新课标卷1 ）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为5/6R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数μ

=1/4，重力加速度大小为g。(取sin37°=3/5,cos37°=4/5)

(1)求P第一次运动到B点时速度的大小。

(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。

(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距7/2R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。

高考预测题

一质量为M=2.0kg的小物块与足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹（m=20g,V0=1000m/s）击中并从物块中穿过，如左图所示，地面观察者记录了小物块被击穿后的速度随时间的变化关系如右图所示，图中所示向右方向为正方向．已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2.

(1)计算物块与传送带间的动摩擦因数．

(2)计算子弹射穿物块后系统有多少能量转化为内能？电动机多消耗的电能为多少？

(3)计算子弹击穿物块后速度为多少？