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1、课 题功与机械能 教学目标掌握功的概念、机械能守恒与动能定理的运用重点、难点动能定理与机械能守恒定律的理解与应用教学内容知识达标： 一 、功 1 做功的两个必要因素；和；恒力做功的表达式 2 功是标量，但是有正功也有； 当力与位移之间夹角小于 900力对物体做;当力与位移之间夹角于900时力对物体当力与位移之间夹角大于900时；力对物体做 功，对于这种情况我们还常说成， 3、擦力做功问题 无论是静摩擦力还是滑动摩擦力做切都分分为三种情况正功、负、 功、不做功请各举一例 4、作用力与反作用力做切必然的联系 5、合力做的功= 二、功率 1 物理意义 是用来描述的物理量2 公式；（l） 于计算功率
2、（2） 当V为时P为平均功率。当V为时P为瞬时功率 3 机车的两种特殊运动 （1）机车以恒定功率运动；设运动过程中所受阻力f不变由于功率P=当速度开始增大时牵引力F根据牛顿第 定律a=机车的加速度 ；当其加速度等时 机车的速度达到以后机车将做运动 机车的最大速度Vm= （2）机车以恒定加速度a起动：机车以恒定加速度a起动后，开始牵引力机车做运动 此时机车的功率随速度的增大而当其速度增大到某 一值v时功率达到最大值P此时有=ma。，若以后再使其速度增加，由于机车的功率，机车的牵引力将，从而加速度直至加速 度，速度达到最大以后将做运动 机车做匀速直线运动的速度Vm=。 试画出上面两种运动的vt图象
3、vtvt三、功和能 动能定理 l 功和能的关系：是变化的量度。 (1）合力做功是变化的量度 （2）重力做功是变化的量度 （3）除重力和弹簧弹力以外其它力做功是变化的量度 （4）分子力做功是分子势能变化的量度 （5）电场力做功是电势能变化的量度2动能：物体由于而具有的能量叫动能表达式 动能是（状态，过程）量。动能也是（标矢）量3动能定理内容： 表达式：4、 机械能守恒1重力势能能：物体由于而具有的能量叫重力势能能表达式重力势能是（状态，过程）量。重力势能也是（标矢）量。物体由于发生_而具有的能叫弹性势能，弹性物体的_越大，它的弹性势能就越大。重力势能与弹性势能都属于势能。只受重力作用分析引导学生
4、自主探究，如图所示，小球下落过程中经过高度h1的A点速度v1，经高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。A点到B点，由重力做功和重力势能变化的关系，得：由上二式，得：移项后，得：即 2动能和势能统称为_。物体的动能和势能相互转化时，如果只有重力和弹力做功，机械能的总量_。这个规律就是所谓的机械能守恒定律。分析守恒条件分析讨论：泡沫球实验和黑板倾斜后球不能摆到等高处的原因。泡沫球受到的阻力不能忽略，前面的推导过程中，从能量转化角度看，有机械能转化为热能，所以机械能将不断减少。通过实验和理论推导的证明：只有重力做功时
5、，物体系统内的机械能守恒。（此处应说明：重力势能是物体和地球组成的系统具有的）如图所示,在竖直向下方向运动的小球,受重力和外力作用下, 小球下落过程中经过高度h1的A点速度v1，经高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），A点到B点，对物体根据动能定理,得:由重力做功和重力势能变化的关系，得：由上二式,得除重力和弹力做功的物体系统内,做功是物体机械能的变化.机械能守恒定律内容：在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。表达式：E2=E1或Ek=-Ep。使用条件（判断方法）：只受重力或弹力； 除重力或弹力外，其它力
6、不做功； 除重力或弹力外，其它力做功的代数和为零。研究对象：物体与地球组成的系统（或物体与弹簧组成的系统）例1：分析下列情况下机械能是否守恒？A跳伞运动员从空中匀速下落过程B物体以8m/s2在空中下落过程 C物体作平抛运动过程D物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程例2：下列情况中，物体的机械能有可能不变的是A物体所受合外力为零，重力对物体做正功B物体所受合外力为零，重力对物体做负功C物体以5m/s2的加速度做直线运动D物体以不变的速率在竖直平面内做曲线运动AlCO例3：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l ,最大偏角为。小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：这个问题直接
7、用牛顿第二定律和运动学的公式来处理，需要用高等数学。通过前面的分析，我们知道小球在摆动过程中机械能守恒，可以用机械能守恒定律求解。解：（物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。）题型一、能量的转化和守恒 1如果某一物体在某一过程中机械能是守恒的，则对这句话的理正确的是 A就是指势能和动能都不变化 B当动能增加时，势能一定减小C当动能增加时，势能有可能增加 D机械能守恒的过程是不存在的题型二、判断一个力是否做功和做功正负2如图，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移，用F、FAB和F
8、BA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则 AF做正功，FAB做负功，FBA做正功，F不做功BF和FBA做正功，FAB和F做负功CF做正功，其他力都不做功DF对B做正功，FAB做负功，FBA和F对A都不做功3关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是 BA滑动摩擦力总是做负功 B滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C静摩擦力对物体一定做负功 D静摩擦力对物体总是做正功题型三、恒力做功的计算 4两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为 A7J B2J C5J D3.5J5
9、用400N的力在水平地面上拉车行走50m，拉力与车前进的方向成30角。那么，拉力对车做的功是 CA2.0104J B1.0104J C1.7104J D以上均不对6如图，滑轮和绳的重力及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体，以大小为a=2m/s2的加速度匀加速上升。求(1)前3秒内力F做的功；(2)第3秒末力F的功率(g取10m/s2)1080J 720W题型四、功率的计算 8质量为m的物体从倾角为的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端，重力做功的瞬时功率为 Amg B1/2mgsin Cmgsin Dmg9质量为m=3kg的物体在F=6N的水平力作用
10、下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：(1)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率；(2)在3s末力F对物体做功的瞬时功率 18W 36W题型五、机车启动问题 10汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，问：(1)汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？(2)若汽车保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？ 12m/s 16S重力势能题型一、重力做功的特点 1如图，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h/3处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？2/3mgh题型二、重力势能的相对性 2桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能A、mgh B、mgH C、mg(H+h) D、mg(H-h)题型三、重力做功与重力势能的变化 3如图，一条铁链长为2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少? 4 / 4
