功能关系教学设计

功能关系教学设计

窦人镜

辽宁省抚顺市第一中学

教学过程：

一、基础回放：

1.一个质量为m物体以a=3g的加速度竖直向下运动,则在物体下降h高度过程中,物体（ ）

A.重力势能减少了3mgh. B.动能增加3mgh.

C.机械能保持不变. D.机械能增加了2mgh.

2.一物体在电动机牵引下沿斜面向下运动，在一段过程中，牵引力做功8kJ，重力做功10kJ，物体克服摩擦力做功12kJ。则( )

A、重力势能增加10kJ B、动能增加6kJ C、机械能减少4kJ D、内能增加12kJ

3. （2018年江苏卷）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块（ ）

A. 加速度先减小后增大 B. 经过O点时的速度最大

C . 所受弹簧弹力始终做正功

D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功

设计意图：通过简单的几个实例，学生分析判断做功与能量变化之间的关系，叙述出最基本的几个功能关系并能简单应用。

二、方法提炼：几个重要的功能关系

1.重力的功等于 的变化，即 ＝

2.弹力的功等于 的变化，即 ＝

3.合力的功等于 的变化，即 ＝

4. 做的功等于机械能的变化，即 ＝ΔE。

5. 做的功等于系统中内能的变化，即Q＝ 。

三、典型题目：

例 题1：:如图所示，固定的 竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　 　)

A．圆环的机械能守恒[来源:学科网ZXXK]B．弹簧弹性势能变化了mgL

C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零

D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

解题心得：

例 题2：(多选)如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用.现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中(　 　)

A、a的加速度为F/m

B、a的重力势能增加mgh

C、绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加

D、F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加

解题心得：

设计意图：体会用功能关系解决问题的基本思路----选择系统、选择过程、选择规律

考题回顾：

如 图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接质量为2kg的物块Q和质量为1kg的物块P，不计滑轮和轻绳间的摩擦。物块P与斜面间的动摩擦因数为0.5，连接P的轻绳与斜面平行，初始时用手托着物块Q，Q离地面的高度为1m，然后由静止释放物块Q，则下列说法正确的是（ ）(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m／s

²)

A、释放物块Q的瞬间，绳上的拉力为20N

B、在Q下落1m（未接触地面）的过程中，P和Q组成的系统机械能减少了4J

C、在物块Q落地瞬间，物块P的速度大小为 m/s

D、在物块Q落地瞬间，物块P的重力的瞬时功率 w

变 式应用：如图，两个质量均为m的可视为质点的A、B物块用足够长的轻绳跨过一质量可忽略的光滑定滑轮连接，A套在竖直杆ab上，ab光滑且足够长，滑轮到ab杆的垂直距离为L=0.123m，开始时让连接A 的细绳与竖直方向垂直，同时由静止释放A和B。在之后的运动过程中B始终未到达滑轮处高度（滑轮大小不计，空气阻力不计。g=10m/s²）下列说法正确的是（ ）

1. AB系统机械能守恒

2. B的机械能先增加再减少

3. AB系统动能一直在增加

4. 当OA与竖直方向夹角为37°时，v_A=1m/s

解题心得：

设计意图：体会功能关系解题关键：确定研究对象、研究过程，进行受力分析、做功分析、相应能量变化的分析，选择合适的规律方法解决问题。

例 题3：如图，质量为m₁的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m₂的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A．B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m₃的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m₁+m₂)的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。

《功能关系 能量守恒》是贯穿整个物理的一条主线,每年的高考中都要涉及到,综合程度高,考查的能力要求高。功能关系和能量守恒是高考的重点,更是高考的热点，往往与电场、磁场以及典型的运动规律相联系，并常作为压轴题出现。可能从以下角度组织命题:(1) 滑动摩擦力做功情况下的功能关系问题.(2) 与带电粒子在电场、磁场、复合场中的运动相综合的问题。（3）连接体综合问题等。本节课主要复习功能关系在力学中的应用。

  新课程理念要求，教育教学过程中师生地位要均等，要以人为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。本节课是方法的探究归纳课，呈现在学生面前的是现象，是问题，当然也要结论。受应试教育的影响，在上课前告诉学生上课的内容，学生会将结论记住，在课堂上机械的，剧本式的配合老师，没有深入的思考，达不到教学的目的，因此本节课的教学没有要求学生预习。本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法始终把学生放在教学的主体地位。本节课数学运算和物理理论要求不高，适当的降低了难度，重点在受力分析、过程分析和方法选择上，所以选择了探究式教学方法。