1、 第四章 机械能和能源 章末复习【课程目标】理解功能关系是解决动力学的又一种途径学习目标:1、功的理解及求法；动能定理的理解和应用；机械能守恒定律的理解和应用； 功能关系和能量的转化与守恒2、自主学习、合作探究，学会建立物理模型的方法和对物理概念的学习方法。 3、全力投入，勤于思考，培养科学的态度和正确的价值观。重、难点: 应用功、能及功能关系相关知识解决较为典型的动力学问题。课前预习案知识回顾:1、理解功的概念（1）功的定义式 ；（2）定义式中各字母含义 2、功率的概念：功率表示物体做功 ；功率的定义式 ； 叫额定功率 3、动能定理：内容： 做的功等于物体 表达式： 4、机械能守恒定律的内容
2、: （1）对机械能守恒定律条件的理解从机械能的定义来理解：分析动能与 之和是否保持恒定不变从能量转化的角度理解：系统内只有 能和 能相互转化，无其他形式能量（如电能、热能、太阳能等）与机械能间的转化，则系统机械能守恒。从力做功来理解：只有 力和系统内的 力做功，则机械能守恒。具体表现在：只受重力(或系统内的弹力)。如:所有做抛体运动的物体(不计阻力)，机械能守恒还受其他力，但只有 力(或系统内的 力)做功，其他力不做功，机械能守恒。如图甲中的单摆运动、乙图中小球沿固定光滑曲面下滑。有系统的内力做功，但是做功代数和为 ，系统机械能守恒。如图甲中拉力对A做 功，A的机械能 ，拉力对B做 功，B的机
3、械能 。但代数和为 ，AB系统机械能守恒。如图乙所示，设A、B间及B与水平面之间均光滑，A自B的上端自由下滑时，B沿地面滑动，A、B之间的弹力做功，对A、B各自的机械能均 （守恒、不守恒），但A、B组成的系统机械能 （守恒、不守恒）。 (2)机械能守恒定律的三种表达式:（要选择参考面）；（不选择参考面）；（要选择参考面）我的疑惑 请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。课内探究案探究点一、功的理解及求法(1)利用定义式来求。若恒力做功，可用定义式 W= 求出功，其中F、x为力的 和位移的 ，为 和 夹角，且0180。(2)利用功率求功。若某力做功（或发动机）的功率P一定，则在时间t内做的功
4、可用W 来求。(3)利用功能关系：功是能的 来求。常见的功能关系为重力做功与 的关系;弹力做功与 的关系;合外力做功与物体 关系;除系统 外其他力的功与机械能变化的关系。根据以上功能关系，若能求出某种能量的变化，就可以求出相应功的数值。问题1:如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的说法中错误的是 ( )A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功针对训练1、如图，一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳
5、挂在小车上，由图中位置无初速度释放，则小球在下摆的过程中，下列说法正确的是()A绳的拉力对小球不做功B绳的拉力对小球做正功C小球的合力不做功 D绳的拉力对小球做负功探究点二、 动能定理的理解和应用问题2：如图所示，斜面足够长，其倾角为，质量为m的滑块，距挡板P的距离为s0，以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受的摩擦力小于滑块的重力沿斜面方向的分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块在斜面上通过的总路程为多少？针对训练2.如图，质量为M=20kg的物体从光滑曲面上高度H=0.8m处释放，到达底端A点时水平进入足够长的水平传送带，传送带以3m/s的速率匀速向左转动，
6、已知物体与传送带间的摩擦因数为=0.2，g=10m/s2求:（1）第一次过A点的速率。（2）物体在传送带上滑行时距A点的最远距离。（3）物体在传送带上滑行时距A点的最远距离的过程中物体与传送带之间由于摩擦产生的内能。探究点三.机械能守恒定律的解题应用问题3:如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A的底面与地接触，B距地面0.8 m，放开B，取g10 m/s2，求：(1)当B着地时，A的速度。 (2)B着地后，A还能上升多高？ 针对训练3、如图所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A、B。两小球用一根长L的轻杆相连，下面的B球
7、离斜面底端的高度为h，两球从静止开始滑下斜面后进入光滑平面。两球从斜面滑到水平面的过程中杆对A、B两球各做功多少？探究点四、功能关系和能量的转化与守恒1能量守恒定律的内容能量即不会 ，也不会 ，它只能从一种 转化为另一种形式，或者从一个 转移到 ，在 的过程中其 保持不变。2功是能量转化的量度(1) 力对物体所做的功等于物体动能的改变，即W合 - (2)重力做功等于 能的改变，即WG Ep 。重力做正功，重力势能 ；重力做负功，重力势能 。（即重力功等于重力势能变化的相反数）(3)弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应，即WF Ep 。弹力做正功，弹性势能 ；弹力做负功，弹性势能 。(4)除重力(
8、或系统内的弹力)以外的其他力做的功等于物体 能的变化，即W E。(5)一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和的绝对值等于系统内能的增量，即fs相对Q。s相对表示 问题4:有一光滑水平板，板的中央有一小孔，孔内穿入一根光滑轻线，轻线的上端系一质量为M的小球，轻线的下端系着质量分别为m1和m2的两个物体。当小球在光滑水平板上沿半径为R的轨道做匀速圆周运动时，轻线下端的两个物体都处于静止状态，如图所示。若将两物体之间的轻线剪断，则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动？ F针对训练4、长木板放在光滑水平面上，小木块在水平恒定拉力F作用下从木板的左端运动到木板的右端。若木板固定不动，拉力做功W1，木块与木板因摩擦产生热量Q1；若木板可以自由运动，拉力做功W2，木块与木板因摩擦产生热量Q2。下列式子正确的是（ ）A.W1=W2 Q1=Q2 B.W1W2 Q1=Q2C.W1W2 Q1W2 Q1Q2