课外读物课堂实录【2】

功能关系

————摩擦力的功

教学目标：

1．知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系．

2. 知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．3. 知道摩擦力做功的特点和能量的转化问题。

教学重点：

摩擦力做功与能量转化的关系。

教学难点：

克服一对滑动摩擦力做的功等于产生的内能。

教学过程：

（一）复习导入

1．功能关系

(1)功是

的量度，即做了多少功就有多少

发生了转化．

(2)做功的过程一定伴随着

，而且

必须通过做功来实现．

2．列举几种常见的功能关系

（通过几个小练习检查学生基本的几种功能关系的掌握程度）

（二）新课教学

1..特殊的功能关系

（1）一对静摩擦力做功之和总等于零。。

（2）一对滑动摩擦力做功之和绝对值等于滑动摩擦力与两物体间相对路程的乘积，它等于系统机械能的减少，内能的增加，即Q＝

Ffx相对. 静摩擦力做功

只有能量的转移，没有能量的转化

一对静摩擦力所做功的代数和为零，即要么一正一负，要么都不做功

滑动摩擦力做功

既有能量的转移，又有能量的转化

一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，即至少有一个力做负功

2.方法

(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析．

(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系．

1例

如图所示，AB为半径R＝0.8 m的光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小4车质量m0＝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取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点的距离；

(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．

分析

(1)滑块从A点到B点的运动为圆周运动，满足机械能守恒的条件．B点为圆轨道的最低点，重力和支持力的合力提供向心力．

(2)滑块在小车上的运动，属于滑块—木板模型．滑块和小车的所受摩擦力及运动示意图如图所示：

解：

(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得

12mgR＝mv

B

22FN－mg＝mv

B/R

解得FN＝30 N. (2)设m滑上小车后经过时间t1与小车同速，共同速度大小为v，对滑块有μmg＝ma1，v＝vB－a1t1

对于小车：μmg＝m0a2，v＝a2t1

解得v＝1 m/s，t1＝1 s＜1.5 s v故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了0.5 s，则小车右端距B点的距离为l车＝t12＋v(1.5－t1)＝1 m. vB＋vv(3)Q＝μmgl相对＝μmg(t1－t1)＝6 J. 22[方法技巧]

摩擦力做功的分析方法

(1)无论是滑动摩擦力，还是静摩擦力，计算做功时都是用力与对地位移的乘积．

(2)摩擦生热的计算：公式Q＝Ff·x相对中x相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则x相对为总的相对路程．

（三）小结

这节课首先复习了功能关系然后主要学习功能关系中的摩擦力做功与机械能、内能的关系。

（四）板书设计

1.常见的功能关系

2.摩擦力的功能关系

3.方法

专题：功能关系

————摩擦力的功