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功能关系能的转化和守恒定律(一)、教学内容知道能量的定义,知道对应于不同的运动形式具有不同形式的能量;理解功是能量转化的量度;知道不同能量之间的转化,知道转化中总能量守恒.(二)、教学重难点一、能的概念二、功和能的关系三、功是能量转化的标志四、功是能量转化的量度五、应用能量守恒定律解题的步骤(三)、考点精析一、能的概念二、功和能的关系三、功是能量转化的标志四、功是能量转化的量度五、应用能量守恒定律解题的步骤(四)、知识点析一、能的概念1..物质的不同运动形式对应着不同的能;2.不同形式的能可以相互转化,而且在转化过程中保持守恒.二、功和能的关系1.做功使不同形式的能发生转化;2.功是能量转化的标志和量度;3.功和能的区别.⑴能是状态量,功是过程量;⑵功和能不能相互转化.三、功是能量转化的标志1.重力做功——重力势能的改变2.电场力做功——电势能的改变3.合外力做功——动能的改变4.弹簧中弹力做功——弹性势能的改变5.除重力之外的力做功——机械能的改变四、功是能量转化的量度做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,反之转化了多少能量就说明做了多少功.注意:功和能是两个密切相关的物理量,但功和能有本质的区别,功是反映物体间在相互作用过程中能量变化多少的物理量,是一个过程量;能是用来反映物体运动状态的物理量,处于一定运动状态(如速度和相对位置)的物体就有一定的能量.功和能的单位相同,在国际单位制中,都是焦(J).五、应用能量守恒定律解题的步骤1.分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化;2.分别列出减少的能量和增加的能量的表示式;3.列方程△E减=△E增进行求解.(五)、典型例题图6-26-1例1:一条质量均匀不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在天花板上,如图6-26-1中点C施加一竖直向下的力将绳缓慢地拉至D点,在此过程中,绳索AB的重心位置()A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变解析:物体的重心不一定在物体上,对于一些不规则物体要确定重心是比较困难的.本题绳子的重心是不容易标出的,因此,要确定重心的变化,只有通过别的途径确定.当用力将物体缓慢地从C点拉到D点,外力在不断的做功,而物体的动能不增加,因此外力做的功必定转化为物体的重力势能.重力势能增加了,则说明了物体的重心升高了.外力在不断地做功,重心就会不断地升高,本题的正确选项为A。例2:地面上固定着一个倾角为37°的足够长的斜面,有一个物体从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动.当物体返回底端时,其速度变为初速度的一半,求物体与斜面之间的动摩擦因数.解析:解法一:应用牛顿第二定律和运动学公式选物体为研究对象,设物体的初速度为v0,沿斜面上升时的加速度为a上,沿斜面上升的最大位移为s,根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式,有-mgsin37°-μmgcos37°=ma上①0-v02=2a上s②设物体沿斜面下滑时的加速度为a下,根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式,有mgsin37°-μmgcos37°=ma下③(v0/2)2=2a下s④由①②③④联立得μ=3tan370/5=0.45解法二:应用动量定理选物体为研究对象,设物体沿斜面上升的时间为t上,根据动量定理,有-(mgsin37°+μmgcos37°)t上=0-mV①根据匀变速直线运动的公式s=vt得s=v0t上/2②设物体沿斜面下滑的时间为t下,根据动量定理,有(mgsin37°+μmgcos37°)t下=m·v0/2③根据s=vt得s=④由①②③④联立得μ=3tan370/5=0.45解法三:应用动能定理选物体为研究对象,对沿斜面上升的过程应用动能定理,有-mgsin370·s-μmgcos370·s=0-mv02/2①对物体沿斜面下滑的过程,应用动能定理,得mgsin370·s-μmgcos370·s=m(v0/2)2/2②①②两式联立得μ=3tan370/5=0.45例3:如图6-26-2所示,A、B、C的质量分别为mA=0.7kg,mB=0.2kg,mC=0.1kg,B为套在细绳上的圆环,A跟水平桌面的动摩擦因数μ=0.2,另一圆环D固定在桌边,离地面高h2=0.3m,当B、C从静止开始下降h1=0.3m,C穿环而过,B则被D挡住,不计绳子质量和滑轮的摩擦,取g=10m/s2,若开始时A离桌边足够远.⑴试判断C能否落到地面;⑵A在桌面上滑行距离是多少?图6-26-2解析:⑴设B、C一起下降h1时,A、B、C的共同速度为v;B被挡住后,C再下降h后