2018-2019學年高中物理 第1章 功和功率 第2節(jié) 功和能課件 魯科版必修2.ppt

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1、第2節(jié) 功和能,一、機械功的原理 閱讀教材第8～9頁“機械功的原理”部分,初步知道輸入功、輸出功和損失功的概念。知道機械功的原理。 1.輸入功、輸出功和損失功：,動力,有用阻力,額外阻力,2.機械功的原理 使用任何機械時,_______對機械所做的功總是等于機械克服_______所做的功。也就是說，使用任何機械都___________。 思維拓展 任何機械都不能省功，人們?yōu)楹我褂煤唵螜C械呢？ 答案 使用任何機械雖然都不能省功，但可以省力或省位移，改變人的工作方式和勞動強度，提高工作效率。,動力,阻力,不省功,二、做功和能的轉化 閱讀教材第9～10頁“做功和能的轉化”部分。了解能的概念，功和能

2、之間的關系。 1.能的概念：如果一個物體能夠對別的物體_______，我們就說這個物體具有_______。 2.功和能之間的關系：做功的過程就是_______轉化的過程。做了多少功，就表示有多少能從一種_______轉化為另一種形式。因此，功是_______轉化的量度。 3.機械做功的本質：做功的機械是傳遞能量、實現(xiàn)_____________的裝置。機械做功，只能將能量從一個物體_______到另一個物體，或者將一種形式的能量_______為另一種形式的能量。,做功,能量,能量,形式,能量,能量轉化,轉移,轉化,思考判斷 (1)能夠做功的物體具有能量。( ) (2)機械可以對外做功是因為機械可

3、以產生能量。( ) (3)能量的轉化并不一定需要做功來完成。( ) 答案 (1)√ (2) (3),對機械功原理的理解,[要點歸納] 1.功的原理的表達式 (1)不使用機械時：W輸入＝W輸出(或W動＝W阻)。 (2)使用機械時：W動＝W阻＝W有用＋W額外(或W輸入＝W輸出＋W損失)。 (3)功的意義 ①W動＝W總表示動力對機械做的功； ②W阻表示機械克服所有阻力做的功； ③W有用＝W輸出表示機械克服有用阻力做的功； ④W額外＝W損失表示機械克服額外阻力做的功。,2.不省功的兩層含義 (1)等于(即理想機械)，是指使用機械做的功與不使用機械而直接用手所做的功是相等的。 (2)大于，即費功(即非理

4、想機械)，是指使用機械做的功比不使用機械而直接用手所做的功多。,3.機械在生活中的應用 (1)省力機械：千斤頂、螺絲刀、斜面、鉗子、扳手、開瓶器等。 (2)省位移的機械：自行車、理發(fā)剪、筷子、魚竿等。 (3)不省力也不省位移，只改變工作方式的機械：定滑輪、等臂杠桿等。,[精典示例] [例1] 如圖1所示，通過一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，將一重物勻速提高2 m，已知重物的質量為100 kg，動滑輪自身的質量為1 kg，繩的質量和摩擦均不計，(g取10 m/s2)求：,圖1,(1)人的拉力大小及拉力做的功；(計算結果保留四位有效數(shù)字) (2)該機械的有用功和額外功。 解析 (1)由題意知，

5、動滑輪和重物的整體受力平衡，而整體向上的方向有三根繩子承擔，即3F＝G1＋G2＝1 010 N,要使重物升高2 m，繩的作用點的位移s＝3h＝6 m 拉力做的功WF＝Fs＝2 020 J。 (2)該機械是為了將重物提升2 m 所以有用功為W有用＝G1h＝1 0002 J＝2 000 J 而提升過程中，克服動滑輪的重力做功是不可避免的，這是額外的，所以額外功W額外＝G2h＝102 J＝20 J。 答案 (1)336.7 N 2 020 J (2)2 000 J 20 J,,應用機械功的原理解題時應注意的問題 (1)通過對研究對象的受力分析，確定動力和阻力，區(qū)分有用阻力和無用阻力(或額外阻力)。

6、(2)通過過程的分析或效果的分析確定各力作用下的位移。 (3)根據(jù)功的定義式求解各力所做的功，根據(jù)機械功的原理列方程求解。,[針對訓練1] 如圖2所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三種不同的方法把水泥從一樓運到三樓，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)分析，這三種方法中：,圖2,(1)所做的有用功分別是多少？ (2)哪種方法所做的總功最多，是多少？哪種方法所做的總功最少，是多少？ 解析 (1)甲、乙、丙三位工人都是將重為400 N的水泥運到三樓，有用阻力相同，都為水泥的重力，故三人所做的有用功都為W有用＝G水泥h＝4006 J＝2 400 J。 (2)工人甲做的總功為W甲＝(G水泥＋G桶＋G人)h＝(400＋20＋40

7、0)6 J＝4 920 J 工人乙做的總功為W乙＝(G水泥＋G桶＋G滑輪)h＝(400＋20＋10)6 J＝2 580 J 工人丙做的總功為W丙＝(G水泥＋G口袋＋G滑輪)h＝(400＋5＋10)6 J＝2 490 J 可見，工人甲做的總功最多，為4 920 J，工人丙做的總功最少，為2 490 J。 答案 見解析,做功與能量轉化的關系,[要點歸納] 1.功與能之間的關系,2.功與能的區(qū)別 (1)能量是表征物體具有做功本領的物理量，是狀態(tài)量。 (2)功描述了力的作用效果在空間上的累積，反映了物體受力并運動的效果，是過程量。,3.對功能關系的理解 (1)做功的過程就是能量轉化的過程，能量轉化的過

8、程也就是做功的過程。 (2)做功與能量轉化的數(shù)值相等，即做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化。因此，可以用做功的多少來量度能量轉化的多少，反之，也可用能量轉化的多少來計算做功的多少，功是能轉化的量度。 (3)功與能并不等同，功只是反映了能量轉化的多少，但不能認為物體對外做的功等于物體具有的能量。,[精典示例] [例2] (多選)如圖3所示為撐竿跳高運動的幾個階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿。下面定性地說明在這幾個階段中能量的轉化情況，其中正確的是( ),圖3,A.運動員助跑階段，身體中的化學能轉化為運動員和竿的動能 B.起跳階段，運動員的動能和身體中的化學能轉化為運動員的重力勢能，使人體升高 C.起

9、跳階段，運動員的動能和身體中的化學能轉化為運動員的重力勢能和竿的彈性勢能，使人體升高 D.運動員上升越過橫竿后，運動員的重力勢能轉化為動能 解析 助跑階段：運動員做功將自身化學能轉化為運動員和竿的動能，A正確；起跳階段：運動員的動能和身體中的化學能轉化為運動員的重力勢能和竿的彈性勢能，B錯誤，C正確；運動員上升越過橫竿后，其重力勢能轉化為動能，D正確。 答案 ACD,,功能關系問題應注意的四個方面 (1)做功的過程一定伴隨著能量的轉化，做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉化，做功的多少反映的是能量轉化的多少，絕不是能量的多少。 (2)某種形式的能量減少，必然存在其他形式的能量增加，減少的能量與增加的能量一定相等。 (3)某個物體的能量減少，必然存在其他物體的能量增加，且減少的能量與增加的能量一定相等。 (4)能的基本性質就是不同形式的能量間可發(fā)生相互轉化，并且轉化過程中能的總量不變。,[針對訓練2] (多選)關于功和能，下列說法正確的是( ) A.功就是能，功可以轉化為能 B.做功越多，物體具有的能不一定越大 C.能量轉化中，做的功越多，能量轉化越多 D.功是物體能量轉化的量度 解析 功是能量轉化的量度，是過程量，能是狀態(tài)量，A錯誤，C、D正確；功量度的是物體轉化的能量，不能量度物體全部的能量，B正確。 答案 BCD,