8.4.2 专题二：功能关系 导学案-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

高一年级物理 第八章 机械能守恒定律　自学探究学案 8.4-2 专题二：功能关系 主备: 王来智 时间 ： 7月 15日 班 级 姓名 学习目标-核心素养 物理观念：1. 明确不同性质的力做功，对应不同形式的能的转化 2. 理解功是能量转化的量度 3. 掌握常见的功能关系的表达式 科学思维：在具体情景中，能用功能关系的思想方法判定多种形式的能量的相互转化，并能熟练选对应的功能关系解决实际问题。 知识要点： 一．功能关系： (1) 做功的过程就是能量转化的过程 做功的过程一定伴随着能量转化，不同形式的能量发生相互转化必须通过力的做功来实现． （2）不同性质的力做功，对应不同形式的能的转化。 （3）做多少功，就有多少能量发生了转化. 功是能量转化的量度． ①几种常见的功能关系 不同性质的力做功 对应不同形式能的变化 功能关系及表达式 物理意义 正功、负功含义 重力做功 重力势能变化 重力对物体做的功等于物体重力势能变化量的负值 重力做功是重力势能变化的原因 重力势能减少 重力势能增加 重力势能不变 弹簧弹力做功 弹性势能变化 弹力对物体做的功等于物体弹性势能变化量的负值 弹力做功是弹性势能变化的原因 弹性势能减小 弹性势能增加 弹性势能不变 合力做功 动能变化 合外力对物体做功等于物体动能的变化量 合外力做功是物体动能变化的原因 动能增加 动能减少 动能不变 除重力或系统内弹力外其他力做功 机械能变化 除重力和弹力之外的力做的功等于物体的机械能的变化量 除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因 机械能增加 机械能减少 机械能守恒 一对滑动摩擦力的总功 内能变化 二、应用能量守恒定律解题的步骤 1．明确研究对象 2. 进行过程分析、状态分析、受力分析 3.明确有几个力在做功，有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、内能等． 4.根据实际问题合理选择功能关系，列方程求解。 三、两种摩擦力做功的特点比较 摩擦力种类 静摩擦力 滑动摩擦力 做功特点 1. 静摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功 1. 静摩擦力做正功时，她的反作用力一定做负功 1. 滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功 1. 滑动摩擦力做负功时，它的反作用力可能做正功，可能做负功，还可能不做功 能量的转化 静摩擦力做功的过程中只发生能量的转移，不发生能量形式的转化 滑动摩擦力做功的过程中既发生能量的转移，又发生能量形式的转化 一对摩擦力的总功 一对静摩擦力做功的代数和一定等于0 一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，总功，其绝对值为摩擦时产生的热量Q 强调：摩擦生热，其中为两物体间相对滑行的路程，而不是相对位移。 典例精讲 例1．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变) A．礼花弹的动能变化量为W3＋W2＋W1 B．礼花弹的动能变化量为W3－W2－W1 C．礼花弹的机械能变化量为W3－W2 D．礼花弹的机械能变化量为W3－W1 例2：如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中 A.重力做功2mgR B.机械能减少mgR C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功mgR 强化练习 1．如图所示，物块以60J的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了45J，则物块回到斜面底端时的动能为（       ） A．15J B．20J C．30J D．45J 2.如图(a)所示，一物体以某一初速度由斜面底端沿斜面向上滑动，其动能和重力势能随位移的变化图线如图(b)所示。根据图象所给信息，可求出( ) A.斜面的倾角 B.物体所受的重力 C.物体上滑的初速度 D.物体与斜面间的滑动摩擦力 3．（多选）我国风洞技术世界领先。下图为某风洞实验的简化模型 ，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定