第5课时功与能.doc

祁东县物理中心教研组编写典型课案： 第课时功与能祁东育贤中学肖仲春审查陈志华 一、考点梳理1考纲要求：功、功率；动能及动能定理；重力势能，重力做功与重力势能改变的关系；机械能守恒定律及能量守恒定律都是类要求；弹性势能属类要求。2、命题趋势：本章的功和功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律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、机械能守恒定律是重点和难点，用能量观点是解决动力学问题的三大途径之一。考题内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、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章知识。同学们要加强综合题的练习，学会将复杂的物理过程分解成若干子过程，分析每一个过程的始末状态及过程中力、加速度、速度、能量和动量的变化，建立物理模型，灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能量转化的方法提高解决实际问题的能力。3、思路及方法：（1）、关于功a、功的本质：一个力对物体做了功，产生的效果是物体的能量发生了变化；不同形式的能量的转化及能量在物体间的转移除了由于热传递而使内能发生转移这种情况外，都是做功的结果；能量的变化是由做功引起的，其值可用功来量度WE。b、摩擦力做功情况：一对静摩擦力不会产生热量，一个做正功，另一个必做等量的负功；一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负，总使系统机械能减少并转化为内能，即“摩擦生热”，且有QEFs。c、一对相互作用力做功的情况：彼此之间没有约束。d、求功的几种基本方法：恒力做功常用公式WFScos和PV求解；变力做功常用方法：动能定理或功能关系；W=Pt求解；或求解。求合力的功：可先算各力所做的功，再求代数和；或先求合力再求合力功。（）、应用动能定理的解题思路：确定研究对象及研究过程；进行受力和运动情况分析，确认每个力做功情况；确定物体的初、末状态的动能；最后根据动能定理列方程求解。 （）、应用机械能守恒定律的解题思路：定对象(物体和地球、弹簧系统)；受力和运动及各力做功情况分析，确认是否满足守恒；选择零势面（点）；明确初、末状态；由机械能守恒定律列方程求解.（）、常用的功能关系 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 除重力外其它力对物体做功代数和等于物体机械能的变化。 重力对物体所做的功等于物体重力势能变化的负值。 电场力对物体所做的功等于电势能变化的负值。 物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递之和。 在核反应中，发生m的质量亏损，即有mc2的能量释放出来。 光电子的最大初动能等于入射光子能量和金属逸出功之差。W=PV 气体等压膨胀或压缩时所做的功。BA300d二、热身训练1、如图是一个平行板电容器示意图,其电容为C,带电量为Q,上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为S，连线AB与极板间的夹角为。则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）A B C D2、设在NaCl蒸气中存在由Na和Cl靠静电相互作用构成的单个NaCl分子，取Na与Cl相距无限远时电势能为零，一个NaCl分子的电势能为6.1eV，若使一个中性Na原子形成Na所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原子Cl形成Cl所放出的能量（亲和能）为3.8eV。由此可知，将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子和中性氯原子的过程中，外界供给的总能等于_eV。3、一辆汽车质量为105kg，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F103xf0，f0是车所受的阻力。当车前进100m时，牵引力做功多少？4、物体以150J的初动能从某斜面的底端沿斜面向上作匀减速运动，当它到达某点P时，其动能减少了100J时，机械能减少了30J,物体继续上升到最高位置后又返回到原出发点，其动能等于 。ABOvAvB三、讲练平台例1、如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功?v0dh例2、两块竖直放置的钢板平行地固定在水平面上，钢板高h=0.8m，相距及d=0.4m。将一质量m=2kg的弹性小球从左面钢板的最上端处以某一初速度正对着右面的钢板平抛出去，小球依次在两钢板上各碰撞一次后，恰好落在右面钢板的底端，如图，小球和钢板的碰撞无能量损失（g=10m/s2）。（1）求小球平抛的初速度大小v0；（2）求小球落在右面钢板的底端前速度v的大小和方向；（3）证明小球下落过程中减小的重力势能Ep与增加的动能Ek相等。 v0AO2O3L1L2L3例3、如图，滑块A的质量m0.01kg，与水平间的动摩擦因数=0.2，用细线悬挂的小球质量均为m0.01kg，沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为s2m，线长分别为L1、L2、L3(图中只画出三只小球)。开始时，A以v010m/s沿x轴正向运动，设A与小球碰撞不损失机械能，碰后小球均恰能在竖直平面内做完整的圆周运动并再次与滑块正碰，g10m/s2，求：(1)滑块能与几个小球碰撞?(2)求出碰撞中第n个小球悬线长Ln的表达式。AB例4（备选）、如图，带电量均为q、质量分别为m和2m的小球A和B，中间连接质量不计的细绳，在竖直方向的匀强电场中以速度v匀速上升，某时刻细绳自A下端断开求：(1)电场的场强及细绳断开后A、B两球的加速度大小；(2)当B球速度为零时，A球的速度大小；(3)自绳断裂开始至B球速度为零的过程中，两球系统机械能增量为多少?四、当堂巩固BOACOC1、在空中两块云间的电势差约10，接触时产生雷雨闪电，从一块云移到另一块云的电量约30，那么在这次闪电中放出能量是2、如图，A、B球等质量，A系在不可伸长的绳上，B固定在轻质弹簧上，把两球拉到水平位置（绳和弹簧均拉直且为原长）释放，当小球通过悬点O正下方C点时，弹簧和绳等长，则（ ）AA、B两球的动能相等BA球的重力势能的减少大于B球重力势能的减少s/mt/s3020100510MmMmCA球的速度大于B球的速度DA球的系统的机械能大于B球系统的机械能3、 m=0.5kg和M=1.5kg的两物体在水平面上发生正碰，图中的4条实线分别为m、M碰撞前后的St图象，则下列说法正确的是( )A两个物体在碰撞中动量守恒 B碰撞前后m动能不变C碰撞前后m动能损失3J D两个物体的碰撞是弹性碰撞300F4、（备选）如图，同质量m=0.2kg的两小球用长L=0.22m的细绳连接，放在倾角为30的光滑斜面上，开始细绳拉直与斜面底边平行，在绳中点作用一个垂直于绳沿斜面向上的恒力F=2.2N。在力F的作用下两球向上运动，且F方向的位移与时间满足S=kt2（k为恒量），经过一段时间两小球第一次碰撞，又经过一段时间再一次发生碰撞由于两小球之间的有粘性，当力F作用了2s时，两小球发生最后一次碰撞不再分开，g=10m/s2，求：（1）最后一次碰撞后，小球的加速度a；（2）最后一次碰撞完成时，小球的速度；（3）整个碰撞过程中，系统损失的机械能E。5、一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度为g/3，则在小球下落h高度的过程中（ ）A小球的动能增加mgh3 B小球的电势能增加2mgh3C小球的重力势能减少mgh D小球的机械能减少2mgh3m6、质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为V1和V2，位移分别为S1和S2，如图。则这段时间内此人所做的功的大小等于： AFS2 BF(S1+S2) C DABLC7、在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接，开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球。已知A、B、C三球质量相等，试求A、B二球速度V的大小与C球到细杆的距离h之间的关系。 hv08、如图，传送带与水平面夹角=30，皮带在电动机的带动下，始终以v02m/s的速率运行.现把m10kg的工件轻轻放在皮带的底端，经时间1.9s，工件被传送到h1.5m