第十一章《功和机械》.ppt

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1、第十一章 功和机械能复习课2 2、功的原理：、功的原理：使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。省了距离的一定费了力，费力的一定省了距离。但力省了距离的一定费了力，费力的一定省了距离。但力和距离的乘积（功）不变。和距离的乘积（功）不变。一、一、功功在物理学中，把力和在力的方向上移在物理学中，把力和在力的方向上移动的距离的乘积叫功。动的距离的乘积叫功。（2）做功的两个必要因素做功的两个必要因素：功功=力力X距离距离W=FSW=GhW-功功-焦（焦（J）F-力力-牛（牛（N）S-距离距离-米（米（m）单位：单位：焦耳（焦耳（J）1J=1Nm作用在物体上的力作用在物体上的力；物体在力的方向上移动

2、的距离。物体在力的方向上移动的距离。（3）公式：）公式：1.（1）定义：）定义：分析：分析： s s没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功）乙 推而未动根据做功的两个必要因素，分析下面图例是否做功根据做功的两个必要因素，分析下面图例是否做功.分析：分析： s s没有做功（不劳无功）没有做功（不劳无功）分析：分析：没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功） s ss sFs三种情况不做功三种情况不做功1 1、有力无距离、有力无距离(F(F0,S=0.0,S=0.未动未动) )2 2、有距离无力、有距离无力(F=0,S(F=0,S0.0.靠惯性靠惯性) )3 3、有力有距离、有力有距离(F(F0,S

3、0,S0.0.方向垂直方向垂直) )1.1.小小明用明用100N100N的力将的力将50N50N的铅球掷出的铅球掷出10m10m远，远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（是：（ ） A A、1000J B1000J B、500J500J C C、0J D0J D、1500J1500Jc2 2. .在平地上，用在平地上，用50N50N的水平拉力拉重的水平拉力拉重100N100N的的箱子，前进了箱子，前进了10m10m，拉力做了多少功？如果，拉力做了多少功？如果把这个箱子匀速举高把这个箱子匀速举高1 1.5 5米，又做了多少功？米，又做了多少功？50

4、0J150J练习例例下列关于物体是否做功的说法中正确的是下列关于物体是否做功的说法中正确的是( () )。A小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功B起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对 钢筋做了功钢筋做了功C被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球 做了功做了功D小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功D1、小明同学从地面走上10m高的四楼教室，每层楼台阶长度为5m估计他克服重力做的功大约为 （）A、5

5、00J B、5000J C、7500J D、10000J B2、一个人用100N的力往下按某一杠杆，把一个物体举高了0.5m。如果人手下降的高度是2m，在这一过程中，人做的功是J，被举高的物体重N。 3、某同学用20N的力将重50N的铅球沿水平方向扔出，球在地面上滚动了10m后停下。在铁球滚动的过程中，人对球做的功是J，重力对球做的功是J。20040000简单机械的作用是什么？简单机械的作用是什么？省力省力省距离省距离改变动力的方向改变动力的方向使用简单机械可以省力，或者省距离，使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗能省功吗？ 1 1省力机械还是费力机械能够省功？省力机械还是费力机械能够省

6、功？ 2 2自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力小到可忽略不计的机械能够省功？小到可忽略不计的机械能够省功？ 使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接使用机械时，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能省功用手所做的功，即使用任何机械都不能省功功的功的原理原理（1 1）理想机械：不省功指）理想机械：不省功指 W机机= W手手（2 2）非理想机械：不省功指）非理想机械：不省功指W机机 W手手假设斜面很光滑，无摩擦。假设斜面很光滑，无摩擦。用不用WWLhGFLFGh要使物作升高相同的高度，要使物作升高相同的高度，斜面越长越省力斜面越长越省力

7、 斜面长是斜面高的几倍，斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。推力就是物重的几分之一。根据功的原理：根据功的原理：L1.1.物理意义物理意义: :功率是表示物体做功快慢的功率是表示物体做功快慢的物理量物理量. .2.2.定义定义: :单位时间内所做的功叫做功率单位时间内所做的功叫做功率. .3.3.公式：公式：4.4.单位：单位：5.5.换算关系换算关系:1KW=1000W 1MW=1000KW :1KW=1000W 1MW=1000KW 1W=1J/S1W=1J/S 表示物体表示物体1S1S内所做的功是内所做的功是1J1J。功率功率 功功t t时间时间几点说明：几点说明：1 1、生活

8、中的马力不是马的力气，而是马、生活中的马力不是马的力气，而是马的功率。的功率。 1 1马力马力=735=735W 2 2、W正体与正体与W 斜体的区别。斜体的区别。 3 3、W W=Pt=Pt4 4、P= = =FV (P= = =FV (物体匀速直线运动时物体匀速直线运动时) ) KwKwh h( (千瓦时千瓦时)=)=kwkw( (千瓦千瓦) )h(h(时时) )J(J(焦焦)=w()=w(瓦瓦) )S(S(秒秒) )Wt tFSt t用用100N100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运的力推着小车在水平面上作匀速直线运动，动，5s5s内小车前进了内小车前进了10m10m，则在这段时间内

9、：，则在这段时间内：物体运动的速度是多大？物体运动的速度是多大？ 推力做得功多少？推力做得功多少？ 推力的功率是多大？推力的功率是多大？2m/s1000J200w练习在在“比一比谁的功率大比一比谁的功率大” ” 的的比赛中，某同学从一楼跑到三比赛中，某同学从一楼跑到三楼用了楼用了10S10S，则他上楼过程中，则他上楼过程中的功率约是（的功率约是（ ） A A、3W3W B B、30W30W C C、300W300W D D、3000W3000WC下列关于功率的说法，正确的是下列关于功率的说法，正确的是（ ）A A、做功越多，功率越大做功越多，功率越大B B、做功时间越长，功率越大、做功时间越长

10、，功率越大C C、机械的功率越大，机械工作时做、机械的功率越大，机械工作时做 功越快功越快D D、机械的功率越大，机械工作时能、机械的功率越大，机械工作时能 量转化越快量转化越快C D 2. 关于功率下列叙述中正确的是关于功率下列叙述中正确的是( ( ) )。 A做功的时间越短，功率越大做功的时间越短，功率越大 B做功的时间越长，功率越大做功的时间越长，功率越大 C用的力越大，做功时间越短，功率越大用的力越大，做功时间越短，功率越大 D做功越多，做功时间越短，功率越大做功越多，做功时间越短，功率越大D4甲、乙两个同学体重之比是甲、乙两个同学体重之比是4 : 5，都从一，都从一楼走到三楼，甲和乙

11、所用时间之比为楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为8 : 7，那，那么甲、乙做功之比为么甲、乙做功之比为_，功率之比为，功率之比为_。1、体重、楼层高度、上楼时间。、体重、楼层高度、上楼时间。2、体 重 计 、 卷 尺 、 秒 表 。体 重 计 、 卷 尺 、 秒 表 。 3 、P=W/t=Gh/t讨论讨论讨论讨论一个工人用图所示的滑组将一个工人用图所示的滑组将800N800N的重物以的重物以0.5m/s0.5m/s的速度匀速提高了的速度匀速提高了2m2m，人对绳的拉力为，人对绳的拉力为250N250N，求：，求：（1 1）有用功是多少？）有用功是多少？（2 2）滑轮组的机械效率是多少？）滑轮组的

12、机械效率是多少？（3 3）拉力的功率是多大？）拉力的功率是多大？F1600J80%500W1 1、动能、动能（1 1）动能：物体由于运动而具有的能。）动能：物体由于运动而具有的能。（2 2）动能大小的决定因素：由速度和质量共）动能大小的决定因素：由速度和质量共同决定。物体的运动速度越大，质量越大，动同决定。物体的运动速度越大，质量越大，动能越大。能越大。（3 3）比较动能的大小：质量相同，速度大的）比较动能的大小：质量相同，速度大的动能大；速度相同时，质量大的动能大。做匀动能大；速度相同时，质量大的动能大。做匀速运动的物体，动能速运动的物体，动能不变。不变。（4 4）判断方法：看物体是否在运动

13、？）判断方法：看物体是否在运动？三、三、动能和势能动能和势能动能的大小与什么因素有关？动能的大小与什么因素有关？设计实验设计实验1 1、器材、器材：大小不同的铁球、木块、斜面：大小不同的铁球、木块、斜面2 2、设计实验方案、设计实验方案 提示提示（1 1）考虑考虑“控制变量法控制变量法” （2 2） 怎样比较动能的怎样比较动能的大小？大小？实验实验1 1、探究动能的大小与、探究动能的大小与物体速度物体速度的关系的关系实验现象：实验现象：同一钢球，原来位置越高，滚同一钢球，原来位置越高，滚离斜面时，速度越大，木块被推得越远。离斜面时，速度越大，木块被推得越远。操作：操作：先后将小球从斜面的不同高

14、度滚下先后将小球从斜面的不同高度滚下来，撞击平面上的木块观察哪次木块被推得远。来，撞击平面上的木块观察哪次木块被推得远。结论：结论：在质量一定时，物体的速度越大，在质量一定时，物体的速度越大，物体的动能就越大。物体的动能就越大。实验实验2 2、探究动能的大小与、探究动能的大小与物体质量物体质量的关系的关系结论：结论：运动速度相同时，物体的质量越大，运动速度相同时，物体的质量越大，物体的动能就越大。物体的动能就越大。操作：操作：换用质量不同的钢球，让他们从同一换用质量不同的钢球，让他们从同一高度滚下，撞击平面上的木块，观察哪次木高度滚下，撞击平面上的木块，观察哪次木块被推得远。块被推得远。现象：

15、现象：同一位置释放钢球，球质量越大，同一位置释放钢球，球质量越大，木块被推得越远。木块被推得越远。2 2、势能、势能重力势能：重力势能：物体由于被举高而具有的物体由于被举高而具有的能。能。A A、物体、物体质量越大，举高的高度越高，重力势能质量越大，举高的高度越高，重力势能越大。越大。 通常认为在地面上的物体的重力势能为通常认为在地面上的物体的重力势能为零。零。B B、判断方法：看物体是否离开了地面或海、判断方法：看物体是否离开了地面或海平面？平面？弹性势能：弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的物体由于发生弹性形变而具有的能。能。A A、同、同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大一物体，弹性

16、形变越大，具有的势能越大。B B、判断方法：看物体是否发生弹性形变？、判断方法：看物体是否发生弹性形变？(3)不破比较图比较图1 1、图、图2 2可得结论：可得结论：比较图比较图2 2、图、图3 3可得结论：可得结论：高度相等的物体，质量高度相等的物体，质量越大，重力势能越大越大，重力势能越大质量相等的物体，高度越质量相等的物体，高度越高，重力势能越大高，重力势能越大h1h2h1(1)(2)破破1 1、判断动能变化情况、判断动能变化情况一辆汽车加速运动，它的动能一辆汽车加速运动，它的动能 。火车进站时做减速运动，它的动能火车进站时做减速运动，它的动能 ；停止后，它停止后，它的动能的动能 。一辆

17、洒水车在马路上匀速前进并洒水，它一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能的动能 。2 2、比较动能大小、比较动能大小汽车空载和满载时以相同汽车空载和满载时以相同速度前进，速度前进， 动能大。动能大。某同学慢跑和快跑时：某同学慢跑和快跑时： 动能动能大。大。学以致用学以致用增加增加减少减少为零为零减少减少满载满载快跑快跑1 1、下列、下列物体具有什么形式的能：物体具有什么形式的能：（1 1）水平行驶的汽车：）水平行驶的汽车：_（2 2）正在爬坡的汽车：）正在爬坡的汽车：_（3 3）山顶上的石头：）山顶上的石头：_（4 4）山顶上滚下的石头：）山顶上滚下的石头：_（5 5）天花板上的吊灯：）天花

18、板上的吊灯： _（6 6）天花板上摇摆的吊灯：）天花板上摇摆的吊灯：_（7 7）拉长的橡皮筋：）拉长的橡皮筋：_（8 8）下落的雨滴：）下落的雨滴：_动能动能动能和重力势能动能和重力势能重力势能重力势能动能和重力势能动能和重力势能重力势能重力势能动能和重力势能动能和重力势能动能和重力势能动能和重力势能弹性势能弹性势能3 3、物体沿斜面匀速下滑，物体的、物体沿斜面匀速下滑，物体的( ) ( ) A A动能增加，势能减小动能增加，势能减小 B B动能、势能都减小动能、势能都减小 C C动能不变，势能减小动能不变，势能减小 D D动能、势能都增加动能、势能都增加2 2、唐诗中有、唐诗中有“不尽长江滚

19、滚来不尽长江滚滚来”的诗句，的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的河蕴藏了大量的 能能. .动动C4 4、一架执行人工降雨任务的飞机沿水平方、一架执行人工降雨任务的飞机沿水平方向匀速飞行并不断向下撒向匀速飞行并不断向下撒“液氮液氮”，在此过，在此过程中，飞机的动能（程中，飞机的动能（ ），重力势能（），重力势能（ ）1 1、能量、能量: : 物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。2 2、动能、动能: :物体物体由于运动由于运动而具有的能而具有的能。动能的大小与动能的大小与物体质量和运动速度物体质量

20、和运动速度有关。有关。探究方法：探究方法：控制变量法、转换法控制变量法、转换法3 3、重力势能：物体、重力势能：物体由于被举高由于被举高而具有的能。而具有的能。4 4、弹性势能：物体、弹性势能：物体由于弹性形变由于弹性形变而具有的能。而具有的能。重力势能与重力势能与物体的质量和被举的高度物体的质量和被举的高度有关有关弹性是能的大小与弹性是能的大小与物体发生弹性形变的大小物体发生弹性形变的大小有关有关5、重力势能和弹性势能统称为势能。、重力势能和弹性势能统称为势能。最高点最高点重力势能最大，重力势能最大，动能为零动能为零重力势能减小，动能增大重力势能减小，动能增大动能减小，重力势能增大动能减小，

21、重力势能增大最低点最低点重力势能最小，重力势能最小，动能最大动能最大重力势能重力势能 动能动能重力势能重力势能 动能动能一、滚摆一、滚摆1 1、图示、图示2 2、整个过程中，、整个过程中，由于空气阻力、摩由于空气阻力、摩擦等影响，总机械擦等影响，总机械能不断减小。能不断减小。3 3、结论：重力势、结论：重力势能和动能之间可能和动能之间可以相互转化。以相互转化。四、四、机械能及其转化机械能及其转化1 1、机械能机械能：动能和势能之和。动能和势能之和。 一个物体可以既有动能又有势能。一个物体可以既有动能又有势能。2 2、动能和势能的相互转化：、动能和势能的相互转化： 如图：如图：A点：重力势能最大

22、，动能为零。点：重力势能最大，动能为零。B点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）AB：重力势能转：重力势能转化化为动能。为动能。AB动动 重重重重 动动动动 重重重重 动动二、单摆二、单摆1 1、图示、图示2 2、整个过程中，由于空气阻力、摩擦等、整个过程中，由于空气阻力、摩擦等影响，总机械能不断减小。影响，总机械能不断减小。3 3、结论：重力势能和动能之间可以相互转、结论：重力势能和动能之间可以相互转化。化。 分析皮球在下落再弹起过程中，物体动能、分析皮球在下落再弹起过程中，物体动能、势能的转化。势能的转化。高度减小高度减小速度增大重力势能减小动能增

23、大转转 化化（1 1）皮球下落：）皮球下落： （2 2）皮球接触地面：）皮球接触地面： 开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。为弹性势能。动能减小动能减小弹性势能增大弹性势能增大转转 化化速度减小速度减小形变增大 （3 3）皮球在恢复原状的过程中：）皮球在恢复原状的过程中：弹性形变程度变小，向上的速度变大。弹性形变程度变小，向上的速度变大。动能增大动能增大弹性势能减小弹性势能减小转转 化化形形变变减减小小速度增大速度增大（4 4）皮球上升时：）皮球上升时：高度增大高度增

24、大速度减小速度减小重力势能增大重力势能增大动能减小动能减小转转 化化 分析整个过程，分析整个过程，皮球能量的转化是：皮球能量的转化是：动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能人造地球卫星人造地球卫星1 1、卫星绕地运行时，同时具、卫星绕地运行时，同时具有动能和势能。有动能和势能。2 2、卫星在大气层外运行过程、卫星在大气层外运行过程中，机械能守恒。中，机械能守恒。3 3、在远地点时，势能最大，、在远地点时，势能最大，动能最小；在近地点时，势能动能最小；在近地点时，势能最小，动能最大。最小，动能最大。4 4、从远地点到近地点，势能、从远地点到近地点，势能转化为动能；从近地点到远地转化为动能；从近

25、地点到远地点，动能转化为势能。点，动能转化为势能。4 4、水轮机带动发电机转动，、水轮机带动发电机转动，水轮机动能转化成电能，水轮机动能转化成电能，被输送到运方。被输送到运方。1 1、拦河坝，提高、拦河坝，提高上游水位，增加上游水位，增加水的重力势能。水的重力势能。3 3、流水冲击水轮、流水冲击水轮机转动，流水动机转动，流水动能转化成水轮机能转化成水轮机的动能。的动能。2 2、水流流过导管，、水流流过导管，水的重力势能转化水的重力势能转化成水的动能。成水的动能。重力势能重力势能水的动能水的动能水轮机动能水轮机动能电能电能潮汐发电站潮汐发电站涨潮时，海水冲击水涨潮时，海水冲击水轮，水轮带动发电机

26、轮，水轮带动发电机转动。转动。（海水动能（海水动能水轮机动能水轮机动能电能）电能）退潮时，海水冲击水退潮时，海水冲击水轮机转动，水轮机再轮机转动，水轮机再带动发电机转动。带动发电机转动。（海水动能（海水动能水轮机水轮机动能动能电能）电能）如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是机械能的变化情况，下列说法中正确的是A.重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能B B. .重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能C

27、.重力势能减小，动能不变，没有重力势能转变为动能重力势能减小，动能不变，没有重力势能转变为动能D.重力势能减小，动能增加，没有重力势能转变为动能重力势能减小，动能增加，没有重力势能转变为动能B练习一架匀速上升的直升飞机，它的（一架匀速上升的直升飞机，它的（ ）A A、动能增加，重力势能不变、动能增加，重力势能不变B B、动能不变，重力势能增加、动能不变，重力势能增加C C、动能和重力势能都增加、动能和重力势能都增加D D、动能不变，机械能也不变、动能不变，机械能也不变B下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏的是：（的是：（ ）A A、大火烧毁房屋、大火烧毁

28、房屋B B、干旱使庄稼枯死、干旱使庄稼枯死C C、洪水冲垮堤坝、洪水冲垮堤坝D D、汽油燃烧爆炸、汽油燃烧爆炸C运动员跳高时从离开地面到上升到最大高度的运动员跳高时从离开地面到上升到最大高度的过程中过程中（ ）A A动能转化为重力势能动能转化为重力势能B B重力势能转化为动能重力势能转化为动能C C弹性势能转化为机械能弹性势能转化为机械能D D重力势能减小，动能增大重力势能减小，动能增大A练习物体在力的方向物体在力的方向上移动的距离上移动的距离S功功W=Fs作用在物体上作用在物体上的力的力F力的作用力的作用显出成效显出成效单位：单位：1 J=1 Nm典型不做功的典型不做功的三种情况三种情况做功

29、的做功的快慢快慢功率功率tWP 单位：单位：1 W=1 J/sP=Fv能量能量物体能够物体能够对外做功对外做功1功功知识结构知识结构v功的概念功的概念:1：作用在：作用在物体物体上的上的力力v做功的两个必要因素：做功的两个必要因素：2物体物体在在这个力这个力的方向上移动的距离的方向上移动的距离F0,s=0不做功三种的情况不做功三种的情况F=0,sov功的计算公式：功的计算公式：W=FSF0,s0,但但Fsv功的单位是：焦耳功的单位是：焦耳简称简称焦焦符号是符号是J1mv功的原理：使用任何机械都不能省功功的原理：使用任何机械都不能省功v有用功有用功:提升重物时：提升重物时：W有有=Ghv额外功：

30、额外功：对机械本身、对机械本身、对辅助物品对辅助物品、克服摩擦克服摩擦所做的功所做的功v总功总功: W总总=W有有+W额额 。或。或W总总=FS机械效率：机械效率： 测量： 意义功率功率概念：概念：单位时间内物体所做的功单位时间内物体所做的功公式：公式：P=W/t或或P=Fv单位单位总有WW h公式：国际单位：国际单位：瓦瓦特特 ，符号，符号 W常用单位：千瓦常用单位：千瓦（kW）功功概念：物体由于概念：物体由于运动运动 而具有的能而具有的能物体由于弹性形变而具有的能量物体由于弹性形变而具有的能量机械能机械能动能动能影响动能大小的因素影响动能大小的因素速度速度质量质量探究动能的大小与什么因素有

31、关控制变量法控制变量法动能的大小动能的大小比较比较重力势能重力势能定义：定义：物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量影响重力势能大小的因素影响重力势能大小的因素高度高度弹性弹性势能势能影响弹性势能大小的因素：影响弹性势能大小的因素：势能势能质量质量弹性形变的程度弹性形变的程度一个物体的机械能一个物体的机械能等于等于它的动能和势能它的动能和势能之和。之和。动能和势能的转化动能和势能的转化动能和动能和重力势能的重力势能的相互转化相互转化动能和动能和弹性势能弹性势能的的相互转化相互转化方式规律：在动能和势能的相互转化在动能和势能的相互转化过程中过程中，必定有，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。即即减小的能必定转化为增大那个能。减小的能必定转化为增大那个能。机械能守恒：机械能守恒：如果如果只有只有动能和势能相互转化，机械能的动能和势能相互转化，机械能的总和不变总和不变，或，或者说者说机械能守恒。机械能守恒。机械能机械能