1、 做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 1 页 共 9 页第十五章 功和机械能 第一课时 功 功率一、功1力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出 10m 远，足球飞出 10m 的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出） 。3力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS 。4功的单位：焦耳，1J=1Nm。把一个鸡蛋举高 1m，做的功大约是 05J。5应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算
2、时 F 就是这个力；公式中 S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦” （牛米=焦） ，不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦” ）单位搞混。二、功的原理1内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（
3、忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh） 。3应用：斜面理想斜面：斜面光滑；理想斜面遵从功的原理；理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G ：物重；h：斜面高度 。如果斜面与物体间的摩擦为 f，则：FL=fL+Gh；这样 F 做功就大于直接对物体做功Gh。三、功率1定义：单位时间里完成的功。2物理意义：表示做功快慢的物理量。3公式：4单位：主单位 W；常用单位 kW mW 马力 。做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 2 页 共 9 页换算：1kW=10 3W 1m
4、W=106 W 1 马力=735W。某小轿车功率 66kW，它表示：小轿车 1s 内做功 66000J。5机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。例 1在图 1 所示的四种情形中，人对物体做功的是（ ）例 2关于功率，下列说法正确的是（ ）A. 力对物体做的功越多，功率就越大 B. 做功时间短的机械功率大C. 完成相同的功，用的时间越长，功率越大 D.功率大的机械在单位时间里做的功多巩固习题 1：下列关于功的各种说法中，正确的是（ ）A只要有力作用在物体上，就一定做了功 B只要
5、物体移动了距离，就一定做了功 C只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功 D只要有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，就一定做了功巩固习题 2：甲、乙两物体在相同的水平推力作用下，由静止开始运动甲在较光滑的水平面上运动，乙在较粗糙的水平面上运动设两物体在移动相同的距离的过程中，推力所做的功分别为甲和乙，则（ ）A甲乙 B甲=乙 C甲乙 D无法确定巩固习题 3：举重运动员在 5 s 内将 1500 N 的杠铃匀速举高了 2 m，则可知他对杠铃做的功为 ，功率是 。巩固习题 4：一台功率为 40kW 的拖拉机，在平直的农田里以 0.5m/s 的速度耕田。求：(1)拖拉机在耕
6、田时受到的阻力； (2)拖拉机耕田 1.5h，拖拉机所做的功。做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 3 页 共 9 页作业布置 1：某汽车发动机输出功率为 30kW，恰能以 54kmh，匀速行驶 4.5km，其间发动机共做功 J，汽车行驶时受到的阻力为 N。当汽车上坡时，只能保持 36kmh 的速度匀速行驶时，此时汽车发动机牵引力为 N。作业布置 2：一电梯在 10 s 内可以将质量为 1.2 t 的货物由底层地面匀速运至四楼楼顶，若每层楼的高度是 3.5 m，那么电梯做功的功率是多少？（g 取 10 N/kg）第二课时 机械效率1有用功：定义：对人们
7、有用的功。公式：W 有用 Gh （提升重物）=W 总 W 额 =W 总 斜面：W 有用 =Gh2额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W 额 =W 总 W 有用 =G 动 h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W 额 =fL3总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W 总 =W 有用 W 额 =FS= W 有用 做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 4 页 共 9 页斜面：W 总 = fL+Gh=FL4机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组：有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1。通常用百
8、分数表示。某滑轮机械效率为 60%表示有用功占总功的 60%。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。例 1用如图 1 所示滑轮组将重 6102N 的物体匀速提高 2m，拉力所做的功为 2103J，所用的时间为20s。求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。例 2如图 1 是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的质量为 200g，每个滑轮的质量都为 50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升 10，则人的拉力大小为 N，有用功为 J，额外功为 J，机械效率为 巩固习题 1：用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。（1
9、）当物重为 150N 时，绳端所用的拉力是 60N，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为 300N 时， 10s 内重物被匀速提高 2m 时，绳端拉力做功的功率是多少？做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 5 页 共 9 页巩固习题 2：如图所示。斜面长 1m，搞 0.2m ；将 10N 重的物体 A 从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力 2.5N，那么：(1)斜面的机械效率是多少?(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端B、以较慢的速
10、度将重物匀速拉到斜面顶端C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面其中建议_(填番号 )可以达到目的；理由是： _巩固习题 3：如图所示装置将重为 100N 的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是 5m，高是 2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为（ ）巩固习题 4： 如图所示，将体积为 2.010-3m3 的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为 4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为 30cm。求：（1）松木块的重力。（2）斜面的机械效率。 （g=10N/kg， 木=0.510 3kg/m3）做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 6 页
11、共 9 页作业布置 1：如图 6 所示，用一动滑轮拉一物体 A 以 0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，物体 A 重为 20N，受到的摩擦阻力是物重的 0.2 倍，水平拉力为 2.5N，则在 2s 内拉力做的功是_，滑轮的机械效率是_(不计滑轮重力) 作业布置 2：如图 9 所示，物体重 180N，动滑轮重 20N，绳重和摩擦不计 .在拉力 F 的作用下，物体正以 0.1m/s 的速度匀速上升.求：（1）拉力 F（2）拉力做功的功率（3）动滑轮的机械效率第三课时 机械能 （一）动能和势能1能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以
12、用能够做功的多少来衡量。一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功” 。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2知识结构：做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 7 页 共 9 页3探究决定动能大小的因素：猜想：动能大小与物体质量和速度有关。实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量。如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越
13、大。保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。4机械能：动能和势能统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。（二）动能和势能的转化1知识结构：2动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。3动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。如果一个物体的动
14、能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 8 页 共 9 页4动能与势能转化问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失） ，则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。（三）水能和风能的利用1知识结构：2水
15、电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。练习：水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。 例 1说明下列个物体具有什么形式的机械能。（1）手表里上紧的发条； （2）举高的铅球；（3）空中飞行的炮弹； （4）竖直上抛的小球在最高点时；（5）斜向上打出的炮弹在最高点时。例 2建三峡水电站，先要修建较长较高的拦水坝,如图所示,你认为主要原因是 A增大上游水的动能,可转化为较大的势能 B
16、增大上游水的势能,可转化为较大的动能C.利用功的原理D.以上说法都有错误 巩固习题 1：北京时间 10 月 12 日 9 时 39 分,中国载人航天工程总指挥陈炳德宣布：神舟六号载人航天飞行发射成功.请分析:如图所示的在椭圆轨道上正常运行的“神六”号飞船 做教育 做良心 网址：提分热线：02034042896 龙文教育物理教研组 第 9 页 共 9 页A既有动能,又有重力势能 B只有动能,没有重力势能C只有重力势能,没有动能 D没有动能和重力势能巩固习题 2：蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育运动，在运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的 A 动能增加，势能减少 B.动
17、能增加，势能增加C.动能减少，势能减少 D.动能减少，势能增加巩固习题 3：蹦极-勇敢者的游戏,起源于太平洋的瓦努阿图群岛,是当地青年的成年礼,如图 4（a）所示,请你结合图4（b）所示的蹦极模拟图(b 点为橡皮筋不系小石块自然下垂的终点，过 b 点后橡皮筋发生形变，再带动石块下坠到最低点 c 点),选出合理的说法是 A. 小石块减少的重力势能全部转化为动能B. 小石块经过 b 点后，橡皮筋开始具有弹性势能 C. 小石块的动能一直在增加D. 小石块到达 c 点时,动能为零巩固习题 4：下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力) ，正确的是 A雨滴受到平衡力的作用
18、 B雨滴下落过程中机械能保持不变C雨滴受到的重力大于它受到的阻力 D雨滴的重力势能转化为动能作业布置 1：过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(图 3)不计能量损失，下列说法正确的是 Aa 点机械能小于 b 点机械能 Bd 点动能最大，b 点势能最大， c 点机械能最大C由 a 到 b 的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变D由 b 到 c 的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大作业布置 2：荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会的一个比赛项目。小娟同学荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的 A重力势能一直减小 B动能一直增大C动能先减小 后增大 D重力势能先减小后增大
