4. 动能 动能定理教学教案设计

※5.4功能关系教学设计

任教年级

教学课题

课

型

高三

复习

任教学科

功能关系

物理

教具准备

教学章节

第五章第四节

教学课时

第1课时

导学案、小黑板、计算机、投影仪、录像片

经过三年的学习，高三学生已经具备定量研究功和能量关系的能力，也对能量守恒有学情分析

了更深的认识，在解决简单物理学问题时，具备基本的策略和方法，但在综合问题的处理中，仍有概念理解偏差，在定量计算时问题无法快速准确地找到相关的题解的疑惑。

一、知识与技能

1. 理解功的概念，知道能量转化的过程。

2.了解几个常见的功能关系式。

二、过程与方法

1、明确考点，找准目标，引导学生理解功能关系式的物理意义。

2、学以致用，利用所学，解决物理实例中的能量变化。

三、情感态度与价值观

1、生产生活中有许多功能关系的实例，学习物理的目的就是要寻找生活中实例的本质。

2、培养学生独立思考的意识和与他人交流的愿望。

1、几个重要的功能关系式。

2、功是能量转化的量度，能量守恒定律的应用。

1、力做功的特点，做功过程中的能量改变。

2、能量守恒的应用。

教师活动

学

生

活

动

设计意图

5.4.功能关系

能量守恒定律

情景1：飞机扔炸弹

问题1：炸弹下落过程中，那些力在做功？

问题2：炸弹下落过程中，那些能量在变化？

完成导学案相关栏目，力

求形成自我的知识体系

问题3：力做功与能量变化之间有什么关系？

回顾知识，引

一、功能关系

出主题“功能1．功能关系

关系

①功是能量转化的量度，即做了多少功就有多

”

少能量发生了转化．

②做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能

思考并完成例1及相关思量的转化必通过做功来实现．

考：深刻理解重力做功的2．几种常见的功能关系

特点和做功过程中发生的

类型

功能关系

功能转化关系

合力做功

重力做功

请一同学回答，并向同学

弹簧弹力做功

们讲解

电场力做功

正确答案：C [解析] 由例1属于基础其他力（除重力、弹力以外）做功

题可得，重力做功1900 J，性习题，学生

通过思考这例1、（2016·四川）韩晓鹏是我国首位在冬奥则重力势能减少1900 J，一题目有利会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑可得C正确，D错误．由于加深对“功雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下动能定理：WG－Wf＝ΔEk能关系”的理滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻可得动能增加1800 J，则解

力做功100J．韩晓鹏在此过程中

A、B错误．

A. 动能增加了1900J

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教学目标

教学重点

教学难点

教

学

过

程

设

计

B. 动能增加了2000J C. 重力势能减小了1900J D. 重力势能减小了2000J

思考：重力做功有什么样的特点？

例2．如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，

进一步将“功

能关系”引入学生思考并作答

到除重力以

外还其他作正确答案：BD

用的实例中，[解析]

对物体应用牛顿3从而提出摩其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上第二定律：4擦力做功具mgsinf上升的最大高度为h，则在这个过程中物体

有怎样的特点

ma

3mg

4

1fmg

34A．重力势能增加了mgh

又θ＝30°，

4

物体动能的损失等于克B．重力势能增加了mgh

服合力做的功，C．动能损失了mgh

EKmax

1D．机械能损失了mgh

3h

2mg

4sin300

思考：1．例2中摩擦力做了多少功？

3

mgh2．摩擦力做功有什么特点？

2

，物体机械能的损失等于

情景2：

克服阻力做的功，

E机械fx

1h摩擦力做功mg，

0

4sin30的特点是高情景3：

考的一个考1

mgh点，将其作对2比讲解，有利故选B、D。

于学生知识

体系的形成

（1）滑块上，有那些力在做功？这些力做功有

什么特点？所涉及的功能关系？

（2）小车上，有那些力在做功？这些力做功有

什么特点？所涉及的功能关系？

（3）情景中的这一对摩擦力做功有什么特点？

小车和滑块各自的机械能如何变化？

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类别

比较

静摩擦力

滑动摩擦力

不

同

点

能量转化的方面

在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能量

1.

相互摩擦的物体通过摩擦力功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体

2．部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量

一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总为负值，系统损失的机械能转变成内能

一对摩擦力

做功方面

一对静摩擦力所做功的代数和等于零

相

同

点

做功方面

两种摩擦力都可以对物体做正功，做负功，还可以不做功

二．摩擦力做功与能量的关系

例3．如图所示是滑沙场地的一段，可视为倾角为30°的斜面，设参加活动的人和滑车总质量为m，滑沙人从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端B的过程中，下列说法正确的是

A. 人和滑车减少的重力势能全部转化为动能

B. 人和滑车获得的动能为0.8mgh

C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh

D. 人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh

课堂训练1：如图所示，AB为半径R＝0.8m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小车质量M＝3kg，车长L＝2.06 m，车上表面距地面的高度h＝0.2m．现有一质量m＝1kg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，当车运行了1.5s时，车被地面装置锁定．(g＝10m/s2)试求：

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正确答案：BC

[解析]

加速度大小为

0.4g，设受到的摩擦力是

f，则沿斜面的方向：

ma=mgsin30°-f

所以：f=0.1mg

A、由以上的分析可知，

人下滑的过程中受到摩擦

力的作用，人和滑车减少

的重力势能转化为动能和

内能．故A错误；

B、人和滑车下滑的过程

中重力和摩擦力做功，获

得的动能为

通过自主思考，完成课堂．故B正确；

C、整个下滑过程中人和训练1，培养滑车减少的机械能为学生变式迁△E=mgh-Ek=mgh-0.8mgh移能力

=0.2mgh．故C正确；

D、整个下滑过程中人和

滑车减少的机械能为

0.2mgh，所以人和滑车克

服摩擦力做功为

0.2mgh．故D错误．故选：

BC

(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端的距离；

(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；

(4)滑块落地点离车左端的水平距离．

[解析] (1)设滑块到达B端时速度为v，由动能

将静摩擦力和滑动摩擦力做功与能量的关系进行比较，并完成例3

12

mvB

定理，得mgR

2

2vB

由牛顿第二定律，得Nmgm

R

联立两式，代入数值得轨道对滑块的支持力：N

＝3mg＝30 N.

(2)当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，得

对滑块有：mgma1,vvBa1t1

对小车有：mgMa2,va2t1

解得t1＝1 s．由于t1＜t0=1.5 s，此时小车还未

被锁定，两者的共同速度：v＝a2t＝1 m/s

因此，车被锁定时，车右端距轨道B端的距离：

12思考并做必要的计算，作xa2t1v（t0t1)1m

2好答题准备

(3)从车开始运动到被锁定的过程中，产生的内

Qmgx相对

能：

vBVv

mg(t1t1)6J22

(4)对滑块由动能定理，得

11

mg(Lx相对)mv12mv2

2212

gt2

滑块脱离小车后，在竖直方向有：h2

所以，滑块落地点离车左端的水平距离：

x1v1t20.16m

三、课堂总结、点评

让学生概括总结本节的内容。请一个同学认真总结概括本节内容，到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然并把自己这节课的体会写后请同学评价黑板上的小结内容。

下来、比较黑板上的小结

和自己的小结，看谁的更

好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许

内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

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板

书

设

计

作业布置

教

学

反

思

※5.4功能关系

一、功能关系

1．能的概念

2．功能关系

3．功与对应能量的变化关系

例1．

例2．

二、摩擦力做功的特点

1．相同点

2．不同点：①②

例3．

例4．

1．本节练习与评价2T 2．本节练习册

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