功和机械能复习课件(上课用).ppt
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1、功功 和和 机机 械械 能能 考点聚焦考点聚焦 1 1、理解做功的两个必要因素。理解做功的两个必要因素。2 2、理解机械功的计算公式:、理解机械功的计算公式:W=FSW=FS3 3、理解功率的概念。、理解功率的概念。4 4、知道功的原理。、知道功的原理。5 5、知道有用功和总功,知道机械效率。、知道有用功和总功,知道机械效率。6 6、理解动能、势能的初步概念,知道弹性势、理解动能、势能的初步概念,知道弹性势能,知道动能、势能可以相互转化。能,知道动能、势能可以相互转化。知识结构知识结构 一、功:一、功:1 1、力学里所说的功包括、力学里所说的功包括两个必要因素两个必要因素:一是:一是作用在物体
2、上的力作用在物体上的力;二是二是物体在力的方向上通过的距离物体在力的方向上通过的距离。2 2、不做功的三种情况:、不做功的三种情况:有力无距离有力无距离、有距离无力有距离无力、力和距离垂直力和距离垂直。3 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。、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:公式:W=FSW=FS4 4、功的单位:焦耳,、功的单位:焦耳,1J=1N1J=1Nm m。把一个鸡蛋举高把一个鸡蛋举高1m 1m,做的功大约是,做的功大约是0.5 J 0.5 J。5 5、应用功的公式注意:、应用功的公式注意:分清哪个力对物体做功,计算时分清哪个力对物
3、体做功,计算时F F就是这个力;就是这个力;公式中公式中S S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。功的单位功的单位“焦焦”(牛(牛米米 =焦),不要和力和力臂的乘积(牛焦),不要和力和力臂的乘积(牛米,不能写成米,不能写成“焦焦”)单位搞混。)单位搞混。物体在绳物体在绳子拉力作子拉力作用下升高用下升高 A静止的小车静止的小车在拉力作用在拉力作用下运动起来下运动起来 B汽车在刹车汽车在刹车阻力的作用阻力的作用下速度降低下速度降低 C人用力搬石人用力搬石头,石头不头,石头不动动 DD如图所示的四种情景中,对物体没有做如图所示的四种情景中,对物体没有做功
4、的是(功的是()D(09重庆)如图所示重庆)如图所示 李晶同学将放在课李晶同学将放在课 桌边的文具盒水平推桌边的文具盒水平推 至课桌中央,她针对至课桌中央,她针对 此过程提出了如下的猜想。你认为合理此过程提出了如下的猜想。你认为合理 的是的是 ()A文具盒所受重力对它做了功文具盒所受重力对它做了功B文具盒所受支持力对它做了功文具盒所受支持力对它做了功C文具盒所受的推力文具盒所受的推力F对它做了功对它做了功D在此过程中没有力对文具盒做功在此过程中没有力对文具盒做功C1、小明用、小明用100N的力将的力将50N的铅球掷出的铅球掷出10m远,则在铅球抛出的过程中,人对铅远,则在铅球抛出的过程中,人对
5、铅球所作的功是:(球所作的功是:()A、1000JB、500JC、0JD、1500JC2 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的箱子,的箱子,前进了前进了10m10m,拉力做了多少功?如果把这个箱子,拉力做了多少功?如果把这个箱子匀速举高匀速举高1 1.5 5m m,又做了多少功?,又做了多少功?解:解:W=FS=50N10m=500J答:拉力做了答:拉力做了500J的功。如果把这个箱子的功。如果把这个箱子匀速举高匀速举高1.5m,又做了,又做了150J的功的功知识结构知识结构 二、功的原理:二、功的原理:应用:应用:斜面斜面理想斜面:斜面光滑理
6、想斜面:斜面光滑 理想斜面遵从功的原理;理想斜面遵从功的原理;理想斜面公式:理想斜面公式:FL=Gh FL=Gh 其中:其中:F F:沿斜面方向:沿斜面方向的推力;的推力;L L:斜面长;:斜面长;G G:物重;:物重;h h:斜面高:斜面高度。度。如果斜面与物体间的摩擦为如果斜面与物体间的摩擦为f f,则:,则:FL=fL+GhFL=fL+Gh;这样;这样F F做功就大于直接对物体做功做功就大于直接对物体做功Gh Gh。通过一动滑轮用通过一动滑轮用60 N60 N的拉力提起的拉力提起重为重为100N100N的重物,使重物提高的重物,使重物提高2m2m。(1 1)拉力做多少功?)拉力做多少功?
7、(2 2)如用手直接提起做功多少?)如用手直接提起做功多少?W W直接直接=Gh=100N=Gh=100N2m=200J2m=200J解:解:W W用机械用机械=FS=60N=FS=60N4m=240J4m=240J为什么利用实际机械做的功大于不用机为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢械直接用手做的功呢?F FS=2h=2S=2h=22m=4m2m=4m知识结构知识结构 三、机械效率:三、机械效率:、有用功:定义:、有用功:定义:对人们有用的功对人们有用的功。公式:。公式:W W有用有用GhGh(提升重(提升重物)物)=W=W总总W W额额=W=W总总 斜面:斜面:W W有用有
8、用=Gh=Gh2 2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。公式:、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。公式:W W额额=W W总总W W有用有用=G=G动动h h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。斜面:(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。斜面:W W额额=f L=f L3 3、总功:、总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功定义:有用功加额外功或动力所做的功 公式:公式:W W总总=W=W有用有用W W额额=FS=W=FS=W有用有用 斜面:斜面:W W总总=fL+Gh=FL=fL+Gh=FL4 4、机械效率:、机械效率:定义:定义:有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值。公式:公
9、式:=W=W有有/W/W总总 有用功总小于总功有用功总小于总功,所以机械效率,所以机械效率总小于总小于1 1 。通常用通常用 百分数百分数 表示。某滑轮机械效率为表示。某滑轮机械效率为60%60%表示有用功占表示有用功占总功的总功的60%60%。提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。件间的摩擦。=W=W有用有用/W W总总=Gh/FS=Gh/FS5 5、机械效率的测量:、机械效率的测量:A A、原、原 理:理:=W=W有有/W/W总总 B B、应测物理量:钩码、应测物理量:钩码重力重力G G、钩码提升的、钩码提升的高度高度h h、拉力拉力F
10、 F、绳的、绳的自由端移动的距离自由端移动的距离S S C C、器、器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。刻度尺、弹簧测力计。D D、步骤:必须、步骤:必须匀速拉动匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,弹簧测力计使钩码升高,目的:目的:保证测力计示数大小不变。保证测力计示数大小不变。E E、结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:、结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:动滑轮动滑轮越重越重,个数,个数越多越多则额外功相对就多。则额外功相对就多。提提升重物升重物越重越重,做的有用功相对就多。,做的有用功相对就多。摩擦,若摩擦,若各种各种摩
11、擦越大摩擦越大做的额外功就多。做的额外功就多。注意注意:绕线方法绕线方法和和重物提升高度重物提升高度不影响滑轮机械效率。不影响滑轮机械效率。用水桶从井中提水的时候用水桶从井中提水的时候,所做的功所做的功哪部分是有用功哪部分是有用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?目的:目的:方法提示方法提示提水所做的功提水所做的功有用功:有用功:提水桶所做的功提水桶所做的功额外功:额外功:提水提水如果桶掉到井里如果桶掉到井里,从井里捞桶的从井里捞桶的时候时候,捞上的桶里带了一些水捞上的桶里带了一些水,这这种情况下哪部分是有用功种情况下哪部分是有用功,哪部哪部分是额外功分是额外功?目的:目的:提水桶所做的功提水桶
12、所做的功有用功:有用功:提水所做的功提水所做的功额外功:额外功:捞桶捞桶沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N目的:把沙子运到三楼目的:把沙子运到三楼克服沙子重力做的功就是有用功克服沙子重力做的功就是有用功W W有用有用=G G 沙沙h=100Nh=100N6m=600J6m=600J W总总=(G 沙沙+G 人人+G 桶桶)h =3120 JW有用有用/W总总=19.2%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 NW总总=(G 沙沙+G 动滑轮
13、动滑轮+G 桶桶)h =780 J W有用有用/W总总=76.9%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 NW总总=(G 沙沙+G 动滑轮动滑轮+G 袋袋)h =690 JW有用有用/W总总=87.0%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N三种情况下有用功在总功中占三种情况下有用功在总功中占的百分比:的百分比:1、19.2%2、76.9%3、87.0%某起重机的机械效率是某起重机的机械效率是70%70%,它表示什么意思?,它表示什么意思?使用起
14、重机提升重物时所做使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是的有用功跟总功的比值是70%70%。1 1使用滑轮组提起使用滑轮组提起2020N N的重物,使它的重物,使它上升上升0.40.4m m,作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力为为8 8N N,拉力的作用点上升了拉力的作用点上升了1.21.2m m,拉拉力对滑轮所做的功叫力对滑轮所做的功叫_功功,为为_J J。滑轮克服物体重力所做的功滑轮克服物体重力所做的功叫叫_功功为为_J J。用来克服滑轮重力和摩擦力。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功叫所做的功叫_功,是功,是_J,J,这个滑这个滑轮组的机械效率是轮组的机械效率是_。总功总
15、功9.6J有用功有用功8J额外功额外功1.6J83.3%例例4、一台起重机将重、一台起重机将重6000N的建筑材料的建筑材料提升到提升到10m高的楼房上,做的额外功高的楼房上,做的额外功是是40000J,总功是多少?机械效率是多少,总功是多少?机械效率是多少?解:解:有用功:有用功:W有用有用=Gh=6000N10m=60000J总功:总功:W总总=W有有+W额额=60000J+40000J=105J机械效率:机械效率:=W有用有用/W总总=60000J/105J=60滑轮组提高重物时滑轮组提高重物时:W有用有用 G物物 hW总总 F s S=n h滑轮组水平拉动物体时滑轮组水平拉动物体时:W
16、有用有用 f s物物W总总 F s s=ns物物斜面的机械效率W有有=GhW总=FS例例5 5.如图,把重为如图,把重为10N10N的物体推上的物体推上高为高为0.5m0.5m的斜面,斜面的长为的斜面,斜面的长为1m1m所所用的推力为用的推力为12N,12N,沿斜面向上沿斜面向上,求推求推力所做的功和斜面的机械效率力所做的功和斜面的机械效率?解:解:推力做的功:推力做的功:W总总=FL=12N1m=12J有用功:有用功:W有有=Gh=10N0.5m=5J机械效率:机械效率:=W有有/W总总=5J/12J=41.67LhF.G首先在题目中数据上标出对应的字母。首先在题目中数据上标出对应的字母。其
17、次要注意,用滑轮组提起货物的高度与其次要注意,用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系(人把绳子末端拉下的距离之间的关系(S=n h)。)。最后要弄清事件最后要弄清事件 的目的,分清有用功和的目的,分清有用功和额外功。额外功。方法提示方法提示如图所示在自由端施力如图所示在自由端施力60N,利用利用滑轮组把滑轮组把重重200N的货物的货物提升提升2m,m,不计摩擦。求:不计摩擦。求:(1)绳端移动距离多少)绳端移动距离多少m m?(2)滑轮组的机械效率是多少?)滑轮组的机械效率是多少?(3)(3)动滑轮重多少动滑轮重多少N?N?(两种做法)(两种做法)解:(1)由图可知承担动滑轮
18、和重物的绳子段数n=4,所以 S=nh=42m=8m(3)方法一:G总=4F=460N=240N所以 G动=G总-G=240N-200N=40N方法一:W外=W总-W有=FS-Gh=60N8m-200N2m =80J利用滑轮组把矿石从深利用滑轮组把矿石从深20m的矿井中匀的矿井中匀速拉到地面,在绳重和摩擦不计的情况速拉到地面,在绳重和摩擦不计的情况下。下。(1)如果矿石重)如果矿石重640N,所用拉力是所用拉力是400N,滑轮组机械效率是多少?滑轮组机械效率是多少?(2)如果矿石重)如果矿石重800N,所用拉力是多所用拉力是多少?少?G动=G总-G=2F-G=2400N-640N=160N用定
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