功和能教案

功和能教案（精选5篇）

篇1：功和能教案

专题四 功和能

一． 专题要点

1.做功的两个重要因素：有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用WFlcos求，但F为恒力；也可以利用F-l图像来求；变力的功一般应用动能定理间接求解。

2.功率是指单位时间内的功，求解公式有平均功率P瞬时功率PWFVcos，当0时，即F与v方向相同时，P=FV。tWFVcos，t3.常见的几种力做功的特点

⑪重力、弹簧弹力，电场力做功与路径无关 ⑫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，没有机械能的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，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。③摩擦生热，是指动摩擦生热，静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系

⑪重力的功等于重力势能的变化，即WGEP ⑫弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹EP ⑬合力的功等于动能的变化，即W合EK

⑭重力之外的功（除弹簧弹力）的其他力的功等于机械能的变化，即W其它E ⑮一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化，QFl相对 第二部分：功能关系在电学中的应用

1.电场力做功与路径无关。若电场为匀强电场，则WFlcosEqlcos；若为非匀强电场，则一般利用UABWABq来进行运算。

2.磁场力可分为安培力和洛伦兹力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功；安培力可以做正功、负功，还可以不做功。

3.电流做功的实质是电场移动电荷做功。即W=UIt=Uq。

4.导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做负功，使机械能转化为电能。

5.电场力做功等于电势能的变化，即WABEP

二． 考纲要求 考

点 要求

功和功率 动能和动能定理 Ⅱ Ⅱ

本专题考查的重点有：

⑪重力、摩擦力、电场力和洛伦兹力的做功特点和求解 ⑫与功、功率相关的分析和计算。⑬动能定理的综合应用。

⑭综合应用机械能守恒定律以及相关知识分析有关问题。⑮应用动能定理解决动力学问题。

其中动能定理和能的转化与守恒定律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 本部分内容除在选择题中进行简单知识点组合考查功和功率的概念外在解答题中将会以两种情景命题：一是多种运动组合的多运动过程问题，二是与电场、磁场联系的综合问题中考查重力、电场力、摩擦力和磁场力的做功特点、动能定理的应用和能量守恒定律。

考点解读

重力做功与重力Ⅱ 势能

电场力做功与电Ⅱ 势能

功能关系、机械能Ⅱ 守恒定律

电功率、焦耳定律 Ⅰ

三． 知识网络

四． 典例精析

题型1.（功能关系的应用）从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的整个过程，下列说法错误的是（A.小球动能减少了mgH B.小球机械能减少了FH C.小球重力势能增加了mgH D.小球加速度大于重力加速度g 解析：由动能定理可知，小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功 为（mg+F）H，A错误；小球机械能的减小等于克服阻力F做的功，为FH，B正确；小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功，为mgH，C正确；小球的加速度amgFg，D正确。m规律总结：功是能量转化的量度，有以下几个功能关系需要理解并牢记 ⑪重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的变化 ⑫滑动摩擦力（或空气阻力）做的功与路径有关，并且等于转化成的内能 ⑬合力做功等于动能的变化

⑭重力（或弹力）以外的其他力做的功等于机械能的变化

题型2.（功率及机车启动问题）

审题指导：1.在汽车匀加速启动时，匀加速运动刚结束时有两大特点 ⑪牵引力仍是匀加速运动时的牵引力，即FFfma仍满足 ⑫PP额Fv

2.注意匀加速运动的末速度并不是整个运动过程的最大速度

题型3.（动能定理的应用）如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求：

（1）小物块与水平轨道的动摩擦因数

（2）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？（3）若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？

解析：（1）小物块最终停在AB的中点，在这个过程中，由动能定理得

mg(L0.5L)E2E 3mgL得

（2）若小物块刚好到达D处，速度为零，同理，有

mgLmgRE 解得CD圆弧半径至少为 RE 3mg（3）设物块以初动能E′冲上轨道，可以达到的最大高度是1.5R，由动能定理得

mgL1.5mgRE解得E7E 6E，由于ECmgL2E，故物块将停在轨道上 23物块滑回C点时的动能为EC1.5mgR设到A点的距离为x，有

mg(Lx)EC

解得

x1L

414即物块最终停在水平滑道AB上，距A点L处。

规律总结：应用动能定理要比动力学方法方便、简洁。只有应用动力学方法可以求解的匀变速直线运动问题，一般应用动能定理都可以求解。尽管动能定理是应用动力学方法推导出来的，但它解决问题的范围更广泛。

题型4.（功能关系在电磁感应中的应用）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时．所受的安培力大小为F = D．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

解析：在释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，A对。由右手定则可得，电流的方向从b到a，B错。当速度为v时，产生的电动势为EBlv，受到

B2L2v的安培力为FBIL，计算可得F,C对。在运动的过程中，是弹簧的弹性势能、R重力势能和内能的转化，D错。

题型5.（功能关系在混合场内的应用）如图所示，MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（左侧有挡板），整个空间有平行于平板向右、场强为E=2N/C的匀强电场，在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、磁感应强度为B=1T的匀强磁场，一个质量为m=4×10－3kg、带负电的小物块，带电量q=10－2C，从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到左端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下，大小不变.小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板MC部分的长度为L=5m，物块与平板间的动摩擦因数为μ=0.2，求：

（1）小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功Wf；

（2）小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能△E；

（3）小物块从与 左挡板碰后到最终静止所用时间t；

（4）整个过程中由于摩擦产生的热量Q.解析：设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1，由平衡条件有

qE(mgqv1B)0

①

设小物块在向左运动过程中克服摩擦力做的功为W，由动能定理有

qELW12mv10

② 2m(qEmg)2由①②式解得 WqEL0.023J

③ 2222qB（2）设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2，与右端挡板碰撞过程损失机构能为E，则有 Bqv2mgqE

④

E112mv12mv2

⑤ 22mq2E2(12)2m2gqE(1)由③⑤⑥式解得 E0.064J

⑥ 2222Bq（3）小物块由M到C匀速运动，时间为 t1LBqL2.5s

⑦ v2mgqE小物块由C到静止匀减速运动，(mgqE)ma代入数得a1m/s2

⑧ 时间为 t2v2mv22s

⑨ a(mgqE)总时间为 t=t1+t2=4.5s

⑩（4）对全过程，由能量守恒定律有

○QqELE 12

○12（或 QWfmv22)由⑤⑧式解得

QqELE0.03J6

○评分标准：①式2分，其余各1分，共14分

篇2：功和能教案

一、教学目的：

1．知道在能量相互转化过程中，转化了的能量的多少，可以由做功的多少来确定。2．知道做功的过程就是物体能量的转化过程。3．知道功是能量转化的量度。

4．为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备

二、重点难点：

1．理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。2．理解功是能量转化的量度是本节的难点。3．能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。

三、教学方法：

演示、讲授、讨论、练习。

四、教具：

滚摆、皮球、重物、弹簧

五、教学过程

（一）引入新课

复习提问：在初中，我们已经学过关于能的初步知识，请说出学过哪几种形式的能？（机械能、热能、电能、化学能等）。

不同形式的能量是可以相互转化的，各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢？ 板书课题：第三节 功和能

（二）进行新课

提问：请同学们举出一些物体能够做功的例子。

（1）流动的河水能够推动水轮机做功，说明流动的河水能够做功。

（2）人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就把木桩打入地里，说明被举高的重锤能够做功。

（3）风吹着帆船航行，流动的空气能够对帆船做功。

（4）运动着的钢球打在木块上，能把木块推走，运动的钢球能够做功。

（5）射箭运动员把弓拉弯，放手后被拉弯的弓能把箭射出去，说明拉弯的弓能够做功。（引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能）1．一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量 提问：我们知道，各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒，那么在这个转化过程中，功扮演着怎样的角色？讨论：

（1）只有重力做功时，重力势能和动能发生相互转化。

演示：把一个滚摆悬挂在框架上，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点，放开手，观察滚摆的运动，并思考它的动能和势能的变化。

分析说明：滚摆升高到最高点，放开手，在下落过程中，滚摆的动能增加，同时滚摆的重力势能减少，重力对滚摆做了功．重力对滚摆做了多少功，就有多少重力势能转化为动能．同理，在上升过程中，滚摆克服重力做功，滚摆的重力势能就增加，滚摆克服重力做了多少功，重力势能就增加多少．

小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（2）只有弹力做功时，弹性势能和动能发生相互转化．

[演示]拿一根弹簧，水平放置，一端固定，另一端上放一小球并压缩．待静止后放手，小球将被弹出去．观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况，并思考弹性势能和动能的变化．

分析说明：被压缩的弹簧放开时把小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的势能减 少．弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能．

小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（3）机械能与内能的转化． [实例]列车在机车的牵引下加速运动．

分析说明：列车在机车的牵引下加速运动，列车的机械能增加，同时机车的热机消耗了内能．牵引力对列车做了多少功，就有多少内能转化为机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度．（4）机械能与化学能的转化． [实例]用手抛出一个皮球．

分析说明：你用手抛出一个皮球，对皮球做功的时候，皮球获得动能，同时贮存在你体内的化学能减少，你抛球时做的功越多，皮球获得的动能就越多，你体内的化学能减少的也就越多．实际上，皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的，而且你做了多少功，就表示有多少化学能转化为皮球的机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度． [实例]起重机提升重物。分析说明：起重机提升重物，重物的机械能增加，同时，起重机的电动机消耗了电能，起重机钢绳的拉力对重物做了多少功，就表示有多少电能转化为机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度． 在其他各种形式能之间的转化过程中，同样可以得到以上结果．

结论：功这个物理量重要的意义在于它表示了有多少数量的能从一种形式转化为另一 种形式，做功的过程就是物体能量的转化过程,做了多少功，就表示有多少能量发生了转 化．

2．功是能量转化的量度 知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题了。

（三）巩固练习

1．演示并解答：皮球从手中落到地上又弹跳起来，你能说出这一过程中能量的转化． 2．风车安装在高铁架上端的水平轴上，轴可以随风向转动，风吹动风车转动，可带动发电机或其它机器工作．试从能量转化的角度说明这个现象．

（四）布置作业

复习本节课文，预习第四节内容． 教学要求和说明：

1．本节是过渡性的一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量地研究机械能，为后面两节定量地讲述动能和重力势能作好准备。

篇3：功和能教案

下面笔者将用不同的典型例题对功和能给予剖析, 希望对师生有所帮助。

一、几个重要的功能关系应用

例1.如图1所示, 平直木板AB倾斜放置, 板上的P点距A端较近, 小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小。先让物块从A由静止开始滑到B。然后, 将A着地, 抬高B, 使木板的倾角与前一过程相同, 再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较, 下列说法中一定正确的有 ()

A.物块经过P点的动能, 前一过程较小。

B.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量, 前一过程较少。

C.物块滑到底端的速度, 前一过程较大。

D.物块从顶端滑到底端的时间, 前一过程较长。

解析:前一过程, 从A到P, 所受摩擦力较大, 下滑加速度较小, 位移较小, 故在P点的动能较小;后一过程, 从B到P, 下滑加速度较大, 位移较大, 故在P点的动能较大, 所以A正确;两过程中, 前者摩擦力大, 位移小, 后者摩擦力小, 位移大, 无法比较产生热量的大小, 故B不正确;物块滑到底端的两过程合外力的功相同, 根据动能定理, 滑到底端的速度相等, 即C不正确;由牛顿第二定律, 结合两次加速度变化特点, 两过程的v-t图如图2所示, 两过程的位移相等, 故前一过程时间较长, D正确。答案AD。

以题说法:

1. 本题要注意几个功能关系:重力做功等于重力势能的变化;重力以外其他力做的功等于机械能的变化;合力的功等于动能的变化。

2.要注意把握重力和摩擦力做功的区别, 滑动摩擦力做功应是力和路程的乘积, 把机械能转化为内能。

二、动能定理与动力学方法的应用

例2.如图3所示, 物体A放在足够长的木板B上, 木板B静置于水平面。t=0时, 电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B, 使它做初速度为零、加速度aB=1.0 m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0 kg, A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05, B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1, 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等, 重力加速度g取10 m/s2。求:

(1) 物体A刚运动时的加速度aA;

(2) t=1.0 s时, 电动机的输出功率P;

(3) 若t=1.0 s时, 将电动机的输出功率调整为P′=5 W, 并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变, t=3.8s时物体A的速度为1.2 m/s。则t=1.0 s到t=3.8 s这段时间内木板B的位移为多少?

解析:

(1) 物体A在水平方向上受到向右的摩擦力, 由牛顿第二定律得:

由 (1) 并代入数据解得:aA=0.5 m/s2。

(2) t1=1.0 s时, 木板B的速度大小为:v1=aBt1—— (2)

设木板B所受的拉力为F, 由牛顿第二定律有:

电动机的输出功率:P1=Fv1—— (4)

由 (2) (3) (4) 并代入数据解得P1=7W—— (5)

(3) 电动机的输出功率调整为5W时, 设细绳对木板B的拉力为F′, 则

代入数据解得:F′=5 N—— (7)

对木板B由牛顿第二定律有:

所以木板B将做匀速直线运动, 而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程时间为t′, 有v1=aA (t1+t′) —— (9)

这段时间内木板B的位移:x1=v1t′—— (10)

A、B速度达到相同后, 由于F>μ2 (mA+mB) g且电动机输出功率恒定, A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动。由动能定理得:

代入数据解得木板B在t=1.0 s到t=3.8 s这段时间内的位移:

x=x1+x2=3.03 m (或取x=3.0 m)

以题说法:

1. 在应用动能定理解题时首先要弄清物体的受力情况和做功情况。

2.应用动能定理列式时要注意运动过程的选取, 可以全过程列式, 也可以分过程列式。

三、动能定理与机械能守恒定律的综合应用

例3.如图4所示, 水平轨道上轻弹簧左端固定, 弹簧处于自然状态时, 其右端位于P点.现用一质量m=0.1 kg的小物块 (可视为质点) 将弹簧压缩后释放, 物块经过P点时的速度v0=18 m/s, 经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道, 最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点, 若物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15, R=1m, P到Q的长度l=1m, A到B的竖直高度h=1.25 m, 取g=10m/s2。

(1) 求物块到达Q点时的速度大小 (保留根号) ;

(2) 判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;

(3) 求物块水平抛出的位移大小。审题突破:

1.本题物块从P点出发包括几个不同的运动阶段?

2. 从题意中能否确定半圆轨道是光滑的呢?

解析: (1) 设物块到达Q点时的速度为v, 由动能定理得:

(2) 设物块刚离开Q点时, 圆轨道对物块的压力为FN, 根据牛顿定律有:

则故物块能沿圆周轨道运动。 (1分)

(3) 设物块到达半圆轨道最低点A时的速度为v1, 由机械能守恒得:

以题说法:

1.本题是一个多运动过程问题, 应注意分析各个过程的运动和受力特点, 从而选取相应的物理规律。

2. 审题中要注意隐含条件的挖掘, 如本题半圆轨道不受摩擦力作用。

篇4：功和能教案

功和能

知识内容：

1、动能

2、动能定理

3、熟练应用动能定理，解决涉及力的作用与物体运动状态变化之间关系的一系列力学问题。知识要点；

1、动能：

在机械能范筹内，我们给能量下了个通俗的定义，什么是能？能是物体具有做功的本领。据此可推出：物体能做功，我们就说物体具有能，运动着的物体就具有做功的本领，流动的河水推动船只顺流而下，对船做功，飞行的子弹打穿耙心，克服耙纸的阻力做功等等。因而运动的物体能做功，运动物体具有能。

定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

大小（量度）：Ek12mv 2※ 动能是标量，单位是焦耳。

一个物体的动能是物体运动状态的函数。

2、动能定理：

内容：外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量数学表达式：

1212WEmvvk2m1

2※ ①W，物体受到的所有力做功的代数和。

EEE②，末态的动能减去初态的动能，称为动能的增量。kkk21③，动能增加 W0，E0k

，动能减少 W0，E0k

，动能不变（速率不变）W0，E0k

3、应用动能定理处理力学问题的一般程序（思路）

①明确研究对象和初、末状态，明确初、末两状态的动能。

②对研究对象进行受力分析、明确各力对物体做功的情况。

③依据动能定理，列出所有力做功的代数和等于动能增量的方程。

④根据题目需要，解方程，统一单位，代入数值（题目提供的已知条件），求出答案。

※ a．动能定理由二定律和运动学公式推导得出。用二定律结合运动学公式解决的力学问题，一般用动能定理也能解，且解得简便。在应用动能定理解题时，只考虑起、止两状态的动能和过程中各力做功情况，而不涉及过程经历的时间和经历此时过程中的每个细节。

b．动能定理反应了做功是能量改变的途径，同时是能量变化的量度的物理本质。

篇5：高三物理《功和能转化》公式总结

课

件 1.功：w=Fscosα{w:功，F:恒力，s:位移，α:F、s间的夹角｝

2.重力做功：wab=mghab{m:物体的质量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差}

3.电场力做功：wab=qUab{q:电量，Uab:a与b之间电势差即Uab=φa-φb｝

4.电功：w=UIt{U：电压，I:电流，t:通电时间｝

5.功率：P=w/t{P:功率[瓦]，w:t时间内所做的功，t:做功所用时间｝

6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率，P平:平均功率}

7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度

8.电功率：P=UI{U：电路电压，I：电路电流｝

9.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热，I:电流强度，R:电阻值，t:通电时间｝ 0.纯

电

阻

电

路

中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=w=UIt=U2t/R=I2Rt

1.动能：Ek=mv2/2{Ek:动能，m：物体质量，v:物体瞬时速度｝

2.重力势能：EP=mgh{EP:重力势能，g:重力加速度，h:竖直高度｝

3.电势能：EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能，q:电量，φA:A点的电势｝

4.动能定理：

w合=mvt2/2-mvo2/2或w合=ΔEk

{w合:外力对物体做的总功，ΔEk:动能变化ΔEk=｝

5.机械能守恒定律：ΔE=0或Ek1+EP1=Ek2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

6.重力做功与重力势能的变化wG=-ΔEP

注:

功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;

o0≤α<90o做正功;90o<α≤180o做负功;α=90o不做功方向垂直时该力不做功);

重力做正功，则重力势能减少

重力做功和电场力做功均与路径无关;机械能守恒成立条件：除

重力外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;能的其它单位换算:1kwh=3.6×106j，1eV=1.60×10-19j;*弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。

课