功能原理教案

1、 功能原理功能原理1.重力做功重力做功 重力势能的变化：重力势能的变化：WG= E重重2.合外力做功合外力做功 动能的变化：动能的变化： W合合= E动动3.弹簧弹力做功弹簧弹力做功 弹性势能的变化：弹性势能的变化：W弹弹= E弹弹,.GGWWWWEEEEEWEWEWE 动合弹其它重动弹重弹弹其它又例例1 证明证明 除重力、弹力之外的其它力所做的总功，等于除重力、弹力之外的其它力所做的总功，等于物体机械能的增加量物体机械能的增加量 非保守力做的总功等于机械能的增加量，这就是功非保守力做的总功等于机械能的增加量，这就是功能原理。能原理。 用于分析和计算机械能的变化情况。用于分析和计算机械能的变化

2、情况。1. WG= E重重2. W合合= E动动3. W弹弹= E弹弹 4. 其它力做的功其它力做的功重力、重力、(弹簧弹簧)弹弹力以外的力力以外的力等于机械能等于机械能的的变化量：变化量： WE 其它功能关系总结BC例例3 如图如图，物体以，物体以100 J的初动能从斜面底端向上运的初动能从斜面底端向上运动第一次通过斜面上动第一次通过斜面上M点时，其动能减少了点时，其动能减少了80 J，机，机械能减少了械能减少了32 J.则当物体沿斜面重新返回底端时，其则当物体沿斜面重新返回底端时，其动能为多少动能为多少J？图7例例4：如右图所示一质量为如右图所示一质量为m的物体的物体,在距在距地面地面h高

3、处以高处以 的加速度由静止竖直下的加速度由静止竖直下落到地面，则：落到地面，则：g31重力势能变化了多少？重力势能变化了多少？动能变化了多少？动能变化了多少？a=1/3gh E重重= WG= mghmghmahhFWE31 合合合合动动机械能变化了多少？机械能变化了多少？mghmghmEEE3221212 平平面面以以地地面面为为重重力力势势能能参参考考mghfhW32 其其它它其其它它WE a=1/3gh 例例5. 右图所示，质量右图所示，质量m为为2千克的物体，从光滑斜面的顶端千克的物体，从光滑斜面的顶端A点以点以v0=5米米/秒的初速度滑下，在秒的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧点与

4、弹簧接触并将弹簧压缩到压缩到B点时的速度为零，已知从点时的速度为零，已知从A到到B的竖直高度的竖直高度h=5米米, 求弹簧求弹簧的弹力的弹力对物体所做的功。对物体所做的功。hABv0D 解析一：由于斜面光滑，机械能解析一：由于斜面光滑，机械能守恒。取守恒。取B点所在水平面为重力势能参点所在水平面为重力势能参考平面，弹簧原长处考平面，弹簧原长处D 点为弹性势能的点为弹性势能的零参考点，则状态零参考点，则状态A的机械能：的机械能： EA= mgh+mv02/2对状态对状态B的机械能：的机械能： EB=E弹弹+0hABv0D 由机械能守恒定律得：由机械能守恒定律得： mgh+mv02/2= E弹弹+

5、0 所以所以 E弹弹=mgh+mv02/2=123（J）。）。 故：故：W弹弹=J123 弹弹弹弹EE解析二：由动能定律得：解析二：由动能定律得：J123J58 . 92J5221 21210222 mghmvWmvWmgh弹弹弹弹图从经 点点着点总质为记录过关数请图标数问题从过损为设2例6、如，某人乘雪橇雪坡A滑至B，接沿水平路面滑至C停止。人与雪橇量70kg。表中了沿坡滑下程中的有据，根据中的据解答下列：g取10m/s（1）人与雪橇A到B的程中，失的机械能多少？（2）人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小20mABC位置位置ABC速度（速度（m/s）2.012.00时间（时间（s）041

6、0(1) 9100J(2) 140N例例7 7节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直节日燃放礼花弹时，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。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击发至炮筒中的过程中，克服重若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒中的过程中，克服重力做功力做功W W1 1 ，克服炮筒阻力及空气阻力做功，克服炮筒阻力及空气阻力做功W W2 2 ，高压燃，高压燃气对礼花弹做功气对礼花弹做功W W3 3 ，则礼花弹在炮筒内运动的过程

7、中，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设质量不变）（设质量不变） ( ( ) )A A礼花弹的动能变化量为礼花弹的动能变化量为W W3 3+W+W2 2+W+W1 1 B B礼花弹的动能变化量为礼花弹的动能变化量为W W3 3-W-W2 2-W-W1 1 C C礼花弹的机械能变化量为礼花弹的机械能变化量为W W3 3-W-W1 1 D D礼花弹的机械能变化量为礼花弹的机械能变化量为W W3 3-W-W2 2 解：由动能定理可知，所有力对物体所做的总功等于解：由动能定理可知，所有力对物体所做的总功等于物体动能的变化，因此物体动能的变化，因此B B选项正确；由机械能守恒定选项正确；由机械能守恒定律知，

8、系统机械能的改变只有靠除重力和系统内的弹律知，系统机械能的改变只有靠除重力和系统内的弹力以外的其它力做功才可能，本题是靠燃气推力、炮力以外的其它力做功才可能，本题是靠燃气推力、炮筒阻力及空气阻力做功使礼花弹的机械能发生改变，筒阻力及空气阻力做功使礼花弹的机械能发生改变，所以所以D D选项也正确。选项也正确。点拨：点拨：各种形式的能可以互相转化，功是能量转化的量度。各种形式的能可以互相转化，功是能量转化的量度。准确掌握力做功和能量转化的对应关系，有助于对准确掌握力做功和能量转化的对应关系，有助于对机械能守恒定律的深刻理解。机械能守恒定律的深刻理解。H370370例例8图示装置中，质量为图示装置中，质量为m的小球的直径与玻璃管内径的小球的直径与玻璃管内径接近，封闭玻璃管内装满了液体，液体的密度是小球的接近，封闭玻璃管内装满了液体，液体的密度是小球的2倍，玻璃管两端在同一水平线上，顶端弯成一小段圆弧倍，玻璃管两端在同一水平线上，顶端弯成一小段圆弧，玻璃管的高度为玻璃管的高度为H，球与玻璃管的动摩擦因数为，球与玻璃管的动摩擦因数为, 其中其中tg3703/4。小球从玻璃管底端由静止释放，求：。小球从玻璃管底端由静止释放，求：（