功能关系功和能的关系详细总结
功能关系功和能的关系
详细总结
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功能关系：功和能的关系详细总结功能关系：功和能的关系：功是能量转化的量度。有两层含义：
(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一
种状态量，它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
变化，功是能量转化的量度．
合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即
功导
重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增
即机械能守恒
在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可
以互相转化，但机械能的总量保持不变．即 E
K2+E
P2
=
E
K1+E
P1
，或ΔE
K
= —ΔE
P
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做
W=qu=qEd=F
电S
E
(与路径无关)
(1)在纯电阻电路中 (电流所做的功率=电阻发热功率）
(2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为能的的功率
(3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和
P
电源t =uIt= +E
其它
；W=IUt >
安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化，＝BILd 内能(发热)
在光电效应中，光子的能量hγ=W+
功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下：常见力做功与对应能的关系
高中物理功能关系知识点和习题总结
高中物理功能关系 专题定位本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题．考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③几个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题．本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题． 应考策略深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场带电粒子运动或电磁感应问题． 1．常见的几种力做功的特点 (1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关．
(2)摩擦力做功的特点 ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有 机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为能．转化为能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积． ③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热． 2．几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的变化，即W G＝－ΔE p. (2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔE p. (3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔE k. (4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE. (5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中能的变化，即Q＝F f·l相对． 1．动能定理的应用 (1)动能定理的适用情况：解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、 速率关系的问题．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用． (2)应用动能定理解题的基本思路 ①选取研究对象，明确它的运动过程． ②分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和． ③明确物体在运动过程始、末状态的动能E k1和E k2.
功能关系 ——之摩擦力做功
功能关系 ——之摩擦力做功 学习目标：（1）在具体案例中能根据功的定义式和动能定理等规律计算摩擦力所做的功。 （2）通过例题能总结出滑动摩擦力与静摩擦力做功的特点 （3）根据能量守恒定律总结出一对滑动摩擦力做功与系统产生的内能的关系 一、课前自主学习： 1.几种常见力的功与能量转化的关系． （1）重力做功和重力势能的变化：表达式 （2）弹簧弹力和弹性势能的变化：表达式 （3）合力做功和动能变化：表达式 （4）除重力、弹力以外的力做功与机械能变化：表达式 2.摩擦力做功的特点： 3.自主小测：关于摩擦力做功的说法下列中正确的是() A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功。 B．静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功。 C．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的代数和恒等于零。 D．系统内两物体间相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和就等于系统产生的内能。其大小可以用Q=fs相 4.自主学习内容提炼： (1)摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。 (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。 (3)一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体间机械能的转移；二是机械能转化为内能。 (4)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总为负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，且等于系统损失的机械能。
二、课堂探究 探究一： 如图所示，上表面粗糙的长木板静止在光滑的水平地面上，一物块 （可以看成质点）以速度v 0从木板的左端滑上木板，当物块和木板相 对静止时木板相对地面滑动的距离为x ，物块相对木板滑动的距离为d .求：在此过程中， （1）摩擦力对物体做的功； （2）摩擦力对长木板做的功； （3）以物体和木板为系统，系统由于摩擦产生的热是多少？ :探究二： 电机带动水平传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小木块(可以看成质点)由静止轻放在传送带上，如图所示．若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求：此过程中， (1)小木块的位移 (2)传送带转过的路程； (3) 摩擦力对物体做的功； (4)传送带克服摩擦力做的功 (5)由于摩擦产生的热； 三、巩固练习： 1.如图所示，木块A 放在木板B 的左端，用恒力F 将木块A 拉到木板B 的右端．第一次将B 固定在地面上，F 做功为W 1，系统产生的热量为Q 1；第二次让B 可以在光滑水平地面上自由滑动，F 做功为W 2，系统产生的热量为Q 2，则有( ) A ．W 1＝W 2，Q 1＝Q 2 B ．W 1 高中物理常见功能关系 功是能量转化的量度。有多少功就有多少能量参与转化。高中阶段常见的做功引起能量转化的基本类型如下： 1、合外力的功等于物体动能的变化量; 这是动能定理的基本类容，表达式为 W=Ek2-Ek1=ΔEk; 2、重力的功等于物体重力势能的减少量; 注意，是重力势能的减少量，不是变化量。变化量是指增量，所以减少量是变化量的相反数。这个用关系式表达为WG=Ep1-Ep2=-ΔEp; 3、重力以外的力做功等于物体机械能的变化量;即 W=E2-E1=ΔE; 4、互为作用力与反作用力的一对滑动摩擦力做功等于系统机械能的减少量; 设两个物体之间存在着大小为f的滑动摩擦力，则对物体1，摩擦力做功为Wf1=fx1，对物体2，摩擦力做功为 Wf2=-fx2，则Wf1+Wf2=f(x1-x2)=fx相，这个x相是指相对路程。fx相等于系统机械能的减少量。 5、弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量; 这个与第二点“重力做功等于重力势能的减少量”类似。表达式也是W=Ep1-Ep2=-ΔEp 6、电场力做功等于电势能减少量; 若在电场中带电体从A点移动到B点，则 WAB=EpA-EpB=-ΔEp 7、分子力做功等于分子势能减少量; 8、安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式能;克服安培力做多少功就有多少其他形式能转化为电能; 推导如下：W安=-BILx=-I*BLv*t=-EIt=-W电 以上是高中阶段常见功能关系的一点总结。看起来纷繁复杂，其实可以总结为一个表达式：即W=以上是高中阶段常见功能关系的一点总结。看起来纷繁复杂，其实可以总结为一个表达式：即W=ΔE，也就是：力做了多少功，就有多少能量参与转化。所以说：功是能量转化的量度。 功能关系及应用 ［高考要求］ 和能源环保问题 本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动能定理、重力做功和重力势能、弹力功与弹性势能、合力功与机械能,摩擦阻力做功、内能与机械能。都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。动能定理、功能关系是历年高考力学部分的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。《考纲》对本部分考点要求都为Ⅱ类，功能关系一直都是高考的“重中之重”，是高考的热点和难点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分值重，而且还常有高考压轴题。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识。它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。 一、重要地位： 3、对守恒思想理解不够深刻 在高中物理学习过程中，既要学习到普遍适用的守恒定律——能量守恒定律，又要学习到条件限制下的守恒定律——机械能守恒定律。学生掌握守恒定律的困难在于：对于能量守恒定律，分析不清楚哪些能量发生了相互转化，即哪几种能量之和守恒；而对于机械能守恒定律，又不能正确的分析何时守恒，何时不守恒。 4、对功和能混淆不清 在整个高中物理学习过程中，很多同学一直错误的认为功与能是一回事，甚至可以互相代换，其实功是功，能是能，功和能是两个不同的概念，对二者的关系应把握为：功是能量 图5-2 转化的量度。 二、突破策略： （5）功是能量转化的量度，由此，对于大小、方向都随时变化的变力F 所做的功，可以通过对物理过程的分析，从能量转化多少的角度来求解。 例1：如图5-2所示，质量为m 的小物体相对静止在楔形物体的倾角 为θ的光滑斜面上，楔形物体在水平推力F 作用下向左移动了距离s ， 在此过程中，楔形物体对小物体做的功等于( ). A ．0 B ．mgscosθ C ．Fs D ．mgstanθ 专题 功、动能和势能和动能定理 功： （单位：J ） 力学： ①W = Fs cos θ (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度 动能： E K =m 2p mv 212 2= 重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关) ③动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量) 公式： W 合= W 合＝W 1+ W 2+…+W n = ?E k = E k2 一E k1 = 1212 2212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和．(W 可以不同的性质力做功) ⑵外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用： ⑶即为物体所受合外力的功。 ④功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有： “功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。 ⑴重力的功------量度------重力势能的变化 物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G = -ΔE P ，这就是势能定理。 与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关. 除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能，这就是机械能定理。 只有重力做功时系统的机械能守恒。 功能关系：功是能量转化的量度。有两层含义： (1)做功的过程就是能量转化的过程, (2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度 强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。 两者的单位是相同的(都是J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。 练习: 一、单项选择题 1．关于功和能的下列说法正确的是 （ ） A ．功就是能 B ．做功的过程就是能量转化的过程 C ．功有正功、负功，所以功是矢量 D ．功是能量的量度 2．一个运动物体它的速度是v 时，其动能为E 。那么当这个物体的速度增加到3v 时，其动能应该是 （ ） A ．E B ． 3E 功能关系与能量的转化与守恒问题归纳 知识体系： 1、能的概念 （1）能量：一个物体能够对外做功，或者说物体具有对外做功的本领，我们就说这个物体具有能量。能量是反映物体能够对外做功本领大小的物理量。 （2）能量反映的是物体具有对外做功本领的大小，而不是反映物体对外做功的多少。如一个物体对外做功的本领很大，但它却没有对外做功，但我们说该物体的能量还是很大，也就是说一个物体可以具有很大的能量，但它不一定要对外做功。 （3）一切物体都具有能，只是能有不同种形式，初中已学过，如果物体运动，那么物体就具有能量，无论是微观的分子，还是宏观的天体都在运动，因此，能量是物体的固有属性，只是一种运动形式对应着相应形式的能。如物体由于机械运动而具有的能称为机械能等。 （4）由于物体具有能，才使得物体能够对外做功，同时物体能够对外做功，这正说明了物体具有能。 2、功和能之间的关系 例如：人用手将球抛出。 在抛球的过程中，球获得了动能，同时人的化学能减小，而且球增加的动能和人减小的化学能在量值上是相等的。 （1）对球来说，人对球做的是正功|ΔE|，其能量增加|ΔE|。 （2）对人来讲，球对人做的是负功|ΔE|，所以其能量减小|ΔE|。 （3）对于相互作用的人和球来讲，其总能量是守恒的。 可见，做功的过程伴随着能量的转化过程，做了多少功就有多少能量发生了转化，概括地说，功是能量转化的标志和量度，可以这样理解： ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等并且等于使能量转化的功的多少。 ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 ③表达式W=ΔE。 ④能的最基本的性质是：各种不同形式的能量之间互相转化的过程中，能的总量是守恒的——能的转化和守恒定律。 3、功和能的区别与联系 （1）区别：功是反映物体间在相互作用过程中能量转化多少的物理量。功是过程量，它与一段位移相联系；能是用来反映物体做功的本领，它反映了物体的一种状态，故能是状态量，它与某个时刻（或某一位置）相对应，通常我们说某物体某时刻具有多少能量，但不能说某时刻具有多少功，而只能说在某段时间（或某一过程中）物体做了多少功。 （2）联系：它们的单位相同；在能的转变过程中会有力做功，即在力做功的过程中能量从一物体转移给另一物体，或由一种形式转化为另一种形式，所以可以用功来量度能量的变化，这就是两者的联系。 4、作用力做功和反作用力做功的特点 （1）做功不一定是相互的。 （2）一对相互作用力做功可以为零。 高中的物理功能关系知识点及习题的总结 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】 高中物理功能关系 专题定位本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题．考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③几个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题． 本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题． 应考策略深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题．1．常见的几种力做功的特点 (1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关． (2)摩擦力做功的特点 ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程 中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程 中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能．转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积． ③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热． 2．几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的变化，即W G＝－ΔE p. (2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔE p. (3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔE k. (4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE. 启航家教(物理） 启航家教9 DAY9 功能关系 （1）功是能量变化的量度，理解功与能的关系。 （2）功是过程物理量，能是状态物理量。 做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，功是能量转化的量度． (1)动能定理 合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即：________________ (2)与势能相关力做 功 导致与之相关 的势能变化 重力 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加．重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值．即W G =E P1—E P2= —ΔE P 弹簧弹力 弹力做正功,弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加． 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值．即W 弹力=E P1—E P2= —ΔE P 分子力 分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值 电场力 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意：电荷的正负及移动方 向 电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值 (3)机械能变化原因 除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即 W F =E 2—E 1=ΔE 当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒 (4)机械能守恒定律 在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的 总量保持不变．即 E K2+E P2 = E K1+E P1 或 ΔE K = —ΔE P (5)静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； (2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式的 能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用； (3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零． (6)滑动摩擦力做功特点 “摩擦所产生的热” (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功， 其大小为:W= —fS 相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能， (S 相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S 相对为相对运动的路程) (7)一对作用力与反作用力做功的特点 (1)作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此． (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零． (8)电流做功 (1)在纯电阻电路中 (电流所做的功率=电阻发热功率） (2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P 电源t =uIt= +E 其它；W=IUt > (9)能量转化和守恒定律 对于所有参与相互作用的物体所组成的系统，其中每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化，但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变 图2 —9 图2—10 对于匀速运动的传送带传送初速为零的物体，传送带应提供两方面的能量，一是物体动能的增加，二是物体与传送带间的摩擦所生成的热（即内能），有不少同学容易漏掉内能的转化，因为该知识点具有隐蔽性，往往是漏掉了，也不能在计算过程中很容易地显示出来，尤其是在综合性题目中更容易疏忽。突破方法是引导学生分析有滑动摩擦力做功转化为内能的物理过程，使“只要有滑动摩擦力做功的过程，必有内能转化”的知识点在学生头脑中形成深刻印象。 一个物体以一定初速度滑上一粗糙平面，会慢慢停下来，物体的动能通过物体克服滑动摩擦力做功转化成了内能，当然这个物理过程就是要考查这一个知识点，学生是绝对不会犯错误的。 质量为M 的长直平板，停在光滑的水平面上，一质量为m 的物体，以初速度v 0滑上长板，已知它与板间的动摩擦因数为μ，此后物体将受到滑动摩擦阻力作用而做匀减速运动，长板将受到滑动摩擦动力作用而做匀加速运动，最终二者将达到共同速度。其运动位移的关系如图2—9所示。 该过程中，物体所受的滑动摩擦阻力和长板受到滑动摩擦动力是一对作用力和反作用力， W 物＝—μmg ·x 物 W 板＝μmg ·x 板 很显然x 物＞x 板，滑动摩擦力对物体做的负功多，对长板做的正功少，那么物体动能减少量一定大于长板动能的增加量，二者之差为ΔE=μmg （x 物—x 板）=μmg ·Δx ，这就是物体在克服滑动摩擦力做功过程中，转化为内能的部分，也就是说“物体在克服滑动摩擦力做功过程中转化成的内能等于滑动摩擦力与相对滑动路程的乘积。”记住这个结论，一旦遇到有滑动摩擦力存在的能量转化过程就立即想到它。 再来看一下这个最基本的传送带问题： 物体轻轻放在传送带上，由于物体的初速度为0，传送带以恒定的速度运动，两者之间有相对滑动，出现滑动摩擦力。作用于物体的摩擦力使物体加速，直到它的速度增大到等于传送带的速度，作用于传送带的摩擦力有使传送带减速的趋势，但由于电动机的作用，保持了传送带的速度不变。尽管作用于物体跟作用于传送带的摩擦力的大小是相等的，但 高中物理功能关系 专题定位 本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题．考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③几个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题． 本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题． 应考策略 深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题． 1．常见的几种力做功的特点 (1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关． (2)摩擦力做功的特点 ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有 机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能．转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积． ③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热． 2．几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的变化，即W G＝－ΔE p. (2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔE p. (3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔE k. (4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE. (5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，即Q＝F f·l相对． 1．动能定理的应用 (1)动能定理的适用情况：解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、速 率关系的问题．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用． (2)应用动能定理解题的基本思路 ①选取研究对象，明确它的运动过程． ②分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和． ③明确物体在运动过程始、末状态的动能E k1和E k2. ④列出动能定理的方程W合＝E k2－E k1，及其他必要的解题方程，进行求解． 2．机械能守恒定律的应用 (1)机械能是否守恒的判断 ①用做功来判断，看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功的代数和是否为零． ②用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其他形式的能． ③对一些“绳子突然绷紧”、“物体间碰撞”等问题，机械能一般不守恒，除非题目 中有特别说明及暗示． (2)应用机械能守恒定律解题的基本思路 ①选取研究对象——物体系统． ②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒． 本节课板书设计不够合理，给学生留下完整的板书，不是说一切的东西都不能擦，而是给学生留下最有用，最有启发性的点，由于一节课都没擦黑板，留下的东西太多显得很拥挤； 自己讲的时间过长，不敢放开手让学生去做，我想现在我们的问题是老师应该敢于放开手去让学生自己走路。孩子学走路时如果大人总是扶着他不肯松手这样他就永远也学不会走路，因为学会走路必需要经历摔跤这个过程不摔跤的孩子是学不会走路的，所以我们必须学会放开手，即使他们会犯各种各样的错误，走很多弯路，但是最终他们会学会走路。我们现在普遍存在的问题就是不敢放心大胆的放开手让学生去做，比如课上即使有设计实验，也是老师设计好步骤，学生按部就班的去做，比如最后一道题，我替学生分析得出结论，课堂会很顺利的进行下去，但是学生去失去了通过自己探究发现其他规律的机会，如果让他们自己做的话，他们会尝试各种途径，会得到许多不同的结论可能有些不是我们本节课需要研究的重点，但是学生会得到许多意想不到的收获，许多伟大的发明都是不经意间在一个偶然的机会发现的，也许在我们的学生中间就藏着许多未来的物理学家和诺贝尔奖的获得者，所以我们一定要给他们广阔的空间去飞翔，而不是牵着他们去飞，只要适当的给他们做出一些引导就够了。 不仅这节课是这样的感觉，我越来越感到这段时间以来我总是很着急恨不得把所有的知识一下子都塞给学生，却没想到我给他们讲了，他们 吃了，却不一定能消化得了。导致作业成绩并不高。另外我还总是忽略让学生亲身体会这个非常重要的过程，总是认为课上让学生自己做题自己将太浪费时间，影响教学进度。其实这却是让学生能掌握知识的最有效的途径。老师上课讲得再精彩也不等于学生就掌握了，而且有这样一个现象：老师上课越是什么都说了，学生越不肯动脑筋思考，他总认为上课听懂了就是自己真正掌握了，没必要课下在动脑筋思考，这样就形成了这样的局面：老师越认真准备，把每个问题都分析的很清楚很透彻，学生的掌握情况越不好，有时是但给他们留下一些思考空间会更好。 本节课成功之处在于对知识的分类归纳总结比较到位，系统相比较强； 另外，在课堂的衔接做的还不够好，过渡有些不自然，尽管过度不是教学环节中最重要的，但却能影响到整堂课的组织结构及其严密性，在这一方面一定要多向老教师学习，多注意改进。 还有对学生的把握不够准确，对知识点处理时一定要遵循先易后难的思维过程，给学生铺平足够的台阶，让他们跳一跳能够到桃子，绝不能把台阶舍得过高，让学生因够不到而放弃了努力去想，一定要多听老教师的课，从中多吸取经验。 课题功、功率、功能关系 教学目标1、理解功的概念，知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系，知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法 2、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法 重点、难点1、理解功的概念，知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系，知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法 2、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法 考点及考试要求了解功的概念和做功的条件、会进行功和功率的计算。 教学内容 考点1 ：功 1知识梳理 1、功：物体在力的作用下，在力的方向上通过一段距离s，我们就说力对物体就做了功，不管是在水平方向，还是在竖直方向上，不管施加力的物体是人还是机械。力做功也常说成物体做功。如果物体移动的方向与力的方向相反，则称物体克服该力做功。 2、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离 3、功的计算： 功的大小跟作用在物体上的力成正比，还跟物体在力的方向上通过的距离成正比。 （1）功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。 （2）计算公式：功=力×距离，即W=Fs （3）功的单位：焦耳，简称焦（J） 1焦=1牛?米 （体会1焦的大小：把2个鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦） 4、判断力是否对物体做功的方法 依据做功的必要因素可知，下列三种情况对物体都没有做功： （1）物体移动了一段距离，但没有受到力的作用。例如物体在光滑水平面由于惯性而做匀速运动。没有力对物体做功。 （2）物体受到力的作用，但没有沿力的方向通过距离。例如，用力推车，车没有推动。推车的力没有对物体做功。 （3）物体受到了力的作用，也通过了距离，但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直。例如，手用竖直向上的拉力提水桶，沿水平方向移动一段距离，这个拉力也没有对水桶做功。 七种功能关系能量守恒定律 【基础知识梳理】 一、功能关系 1.功和能 (1)功是_________的量度，即做了多少功就有多少_____发生了转化. (2)做功的过程一定伴随着___________，而且___________必须通过做功来实现. 2.常见的几种功能对应关系 (1)合外力做功等于物体动能的改变，即W合=E k2-E k1=ΔE k.(动能定理) (2)重力做功等于物体重力势能的改变，即W G=E p1-E p2=-ΔE p. (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即W F=E p1-E p2=-ΔE p. (4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W其他力=E2-E1=ΔE.(功能原理) (5)电场力做功等于电势能的改变，即W电=-ΔE p. （6）克服安培力所做的功等于产生的焦耳热，即-W安=Q （7）一对滑动摩擦力的总功等于内能变化Q＝F f·l相对 【热点难点例析】 考点一利用动能定理分析功能和能量变化的问题 【例1】如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中，下列说法正确的是 ( )． A ．F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B ．F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C ．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 D ．F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 考点二 对能量守恒定律的理解和应用 【例2】一物块放在如图所示的斜面上,用力F 沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力F 所做的功为A ，斜面对物块的作用力所做的功为B ，重力做的功为C ，空气阻力做的功为D ，其中A 、B 、C 、D 的绝对值分别为100 J 、30 J 、100 J 、20 J ，则 (1)物块动能的增量为多少？(2)物块机械能的增量为多少？ 考点三 摩擦力做功的特点及应用 【例3】如图所示，木块A 放在木块B 的左端，用恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次将B 固定在地面上，F 做功为W 1 ，生热为Q 1 ；第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动，仍将A 拉到B 右端，这次F 做 功为W 2 ，生热为Q 2 ；则应有 ( )． A ．W 1 功能关系 能量守恒定律 知识网络 1．功是 ，即做了多少功就对应有多少能量转化；反之转化了多少能量，就说明做了多少功． 2．常见的几种力做功与能量转化的对应关系 (1)合外力的功等于 ，即W 合＝ (2)重力所做的功等于 ，即W G ＝ (3)弹簧弹力做功等于 ，即W 弹＝ (4)除重力、弹簧弹力以外的其它力对物体所做的功等于 ， 即W 其＝ 3．摩擦力做功的特点： (1)一对静摩擦力对两物体做功时，能量的转化情况：静摩擦力对相互作用的一个物体做正功，则另一摩擦力必对相互作用的另一物体做负功，且做功的大小相等，在做功的过程中，机械能从一个物体转移到另一物体，没有机械能转化为其他形式的能． (2)一对滑动摩擦力对两物体做功时，能量的转化情况： 如图所示，表面粗糙的小车，放在光滑的水平地面上，具有一定速度的小木块由小车左端滑上小车，当木块与小车相对静止时木块相对小车的位移为d ，小车相对于地面的位移为l ，则此过程中 滑动摩擦力对木块做的功为 木块的动能变化量为 滑动摩擦力对小车做的功为 小车动能变化量为 系统机械能的变化量为 摩擦产生的热量为 总结： 4．能量守恒定律：当物体系内有多种形式的能量参与转化时，可考虑用能量守恒定律解题，能量守恒定律的两种常见表达形式：(1)转化式：ΔE 减＝ΔE 增，即系统内减少的能量等于增加的能量；(2)转移式：ΔE A ＝－ΔE B ，即一个物体能量的减少等于另一个物体能量的增加． 典型例题 例1: (单选)已知货物的质量为m ，在某段时间内起重机将货物以a 的加速度加速升高h ，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g )( D ) A ．货物的动能一定增加mah －mgh B ．货物的机械能一定增加mah C ．货物的重力势能一定增加mah D ．货物的机械能一定增加mah ＋mgh 训练1.(多选)如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( BD ) A ．物块的机械能逐渐增加 B ．软绳重力势能共减少1 4 mg l C ．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 D ．软绳重力势能的减少等于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 例2：质量为m 的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连，弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连，木块的右端与一轻细线连接，细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮，木块处于静止状态，在下列情况中弹簧均处于弹性限度内，(不计空气阻力及线的形变，重力加速度为g)． (1)在图甲中，在线的另一端施加一竖直向下的大小为F 的恒力，木块离开初始位置O 由静止开始向右运动，弹簧开始发生伸长形变，已知木块通过P 点时，速度大小为v ，O 、P 两点间的距离为l .求木块拉至P 点时弹簧的弹性势能； 解析 (1)用力F 拉木块至P 点时，设此时弹簧的弹性势能为E ，根据功能关系得 Fl ＝E ＋1 2 m v 2 所以弹簧的弹性势能为E ＝Fl －1 2 m v 2. (2)如果在线的另一端不是施加恒力，而是悬挂一个质量为M 的钩码，如图乙所示，木块也从初始位置O 由静止开始向右运动，求当木块通过P 点时的速度大小． 解析(2)悬挂钩码M 时，当木块运动到P 点时，弹簧的弹性势能仍为E ，设木块的速度为v ′， 由机械能守恒定律得 Mgl ＝E ＋1 2 (m ＋M )v ′2 联立解得v ′＝ m v 2＋2(Mg －F )l M ＋m 例3：如图所示，水平长传送带始终以速度v ＝3m/s 匀速运动．现将一质量为m ＝1kg 的物块放于左端(无初速度)．最终物块与传送带一起以3m/s 的速度运动，在物块由速度为零增加至v ＝3m/s 的过程中，求： (1)物块从速度为零增至3m/s 的过程中，由于摩擦而产生的热量； (2)由于放了物块，带动传送带的电动机多消耗多少电能？ 解析： 训练2.(单选)如图所示，木块A 放在木块B 上左端，用恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次将B 固定，F 做功为W 1，摩擦生热为Q 1；第二次让B 可以在光滑地面上滑动，F 做功为W 2，摩擦生热为Q 2，则( A ) A ．W 1＜W 2，Q 1＝Q 2 B ．W 1＝W 2，Q 1＝Q 2 2 2 222 1113J 4.5J.2222 .2·f f F m v v a g v v g v g v g a g v t Q F x mg x t x vt x x x x mv μμμμμμ??物带相对带相对相对 物＝＝加速至的时间 ＝＝物块对地面位移 ＝＝这段时间传送带向右的位移 ＝＝ 则物＝＝＝＝块相对于带向后滑动的位移 ＝－＝ 根据定知 ＝能量守恒律()222222119J.22 9J.21 2f W mv mv mv W F x mg mv v g mv μμ带放上物块后，传送带克服滑动摩擦力做的功为 ＝＝＝＝此问也可以这样求解， 电动机多消耗的电能即物块获得的动能及传送带上产生的热量之和， 即＝＋＝＝ 页眉内容 页脚内容1 DAY9 功能关系 （1）功是能量变化的量度，理解功与能的关系。 做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，功是能量转化的量度． (1)动能定理 合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即：________________ (2)与势能相关力做 功 导致与之相关 的势能变化 重力 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加．重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值．即W G =E P1—E P2= —ΔE P 弹簧弹力 弹力做正功,弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加． 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值．即W 弹力=E P1—E P2= —ΔE P 分子力 分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值 电场力 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意：电荷的正负及移动方 向 电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值 (3)机械能变化原因 除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即 W F =E 2—E 1=ΔE 当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒 (4)机械能守恒定律 在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的 总量保持不变．即 E K2+E P2 = E K1+E P1 或 ΔE K = —ΔE P (5)静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； (2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式的 能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用； (3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零． (6)滑动摩擦力做功特点 “摩擦所产生的热” (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功， 其大小为:W= —fS 相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能， (S 相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S 相对为相对运动的路 程) (7)一对作用力与反作用力做功的特点 (1)作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此． (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零． (8)电流做功 (1)在纯电阻电路中 (电流所做的功率=电阻发热功率） (2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P 电源t =uIt= +E 其它；W=IUt > (9)能量转化和守恒定律 对于所有参与相互作用的物体所组成的系统，其中每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化，但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变 DAY9 功能关系 （1）功是能量变化的量度，理解功与能的关系。 做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，功是能量转化的量度．(1)动能定理合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即：________________ (2)与势能相关力做功导致与之相关的势能变化 重力重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加．重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值．即W G=E P1—E P2= —ΔE P 弹簧 弹力 弹力做正功,弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加． 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值．即W弹力=E P1—E P2= —ΔE P 分子 力 分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值 电场 力 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意：电荷的正负及移动方向 电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值 (3)机械能变化原因 除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即W F=E2—E1=ΔE 当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒 (4)机械能守恒定律 在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的总量保持不变．即E K2+E P2 = E K1+E P1或ΔE K = —ΔE P (5)静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； (2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式的能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用； (3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零． (6)滑动摩擦力做功特点 “摩擦所产生的热” (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功； =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功， 其大小为:W= —fS相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能， (S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程) (7)一对作用力与反作用力做功的特点 (1)作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此． (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零． (8)电流做功 (1)在纯电阻电路中(电流所做的功率=电阻发热功率） (2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P电源t =uIt= +E其它；W=IUt > 功能关系及应用 功能关系及应用 ［高考要求］ 重要考点 要求 命题热点 功和功率 Ⅱ 1．重力、摩擦力、电场力和洛伦兹力的做功特点和求解 2．与功、功率相关的分析和计算。 3．动能定理的综合应用。 4．应用动能定理、功能关系解决动力学问题。 其中动能定理和功能关系的应用是考查的重点，考查的特点是密切联系生活、生产实际，联系现代科学技术的问题和能源环保问题 动能和动能定理 Ⅱ 重力做功与重力势 能 Ⅱ 电场力做功与电势 能 Ⅱ 功能关系 Ⅱ 电功率、焦耳定律 Ⅰ 本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动能定理、重力做功和重力势 能、弹力功与弹性势能、合力功与机械能,摩擦阻力做功、内能与机械能。都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。动能定理、功能关系是历年高考力学部分的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。《考纲》对本部分考点要求都为Ⅱ类， 功能关系一直都是高考的“重中之重”，是高考的热点和难点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分值重，而且还常有高考压轴题。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识。它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。 一、重要地位： 3、对守恒思想理解不够深刻 在高中物理学习过程中，既要学习到普遍适用的守恒定律——能量守恒定律，又要学习到条件限制下的守恒定律——机械能守恒定律。学生掌握守恒定律的困难在于：对于能量守恒定律，分析不清楚哪些能量发生了相互转化，即哪几种能量之和守恒；而对于机械能守恒定律，又不能正确的分析何时守恒，何时不守恒。 4、对功和能混淆不清 在整个高中物理学习过程中，很多同学一直错误的认为功与能是一回事，甚至可以互相代换，其实功是功，能是能，功和能是两个不同的概念，对二者的关系应把握为：功是能量转化的量度。 二、突破策略：高中物理常见功能关系
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