第11章 功和机械能_带答案

1、 学科教师辅导讲义 讲义编号： 11 组长签字： 签字日期： 学员编号： 年 级： 课时数：学员姓名： 辅导科目： 物理 学科教师：课 题功和机械能授课日期及时段2019年 月 日 教学目标理解功和功率的意义；理解动能和势能；能对功与功率进行计算；机械能及其相互转化重点、难点功和功率的计算教 学 内 容功和机械能 一、本周错题讲解 二、知识点梳理复习（一）、功1. 做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。2. 不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动；（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动。3. 功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。公式：各量单位： W：J（焦耳）F：N（牛顿）s：m（米）P：W（瓦特）t：s（秒）4. 国际单位：将Nm称为焦耳简称焦，符号(J)1J=1Nm 把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5. 公式应用注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； 公

2、式中的S一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应； 功的单位“焦”（1牛米=1焦）。6. 常见的功：克服重力做功：克服阻力（摩擦力）做功：7. 功的原理：使用任何机械都不省功（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。（2）说明：功的原理对于任何机械都适用。 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。 对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（Fs）=直接用手对重物所做的功（Gh）8. 应用：斜面理想斜面：斜面光滑（不计摩擦）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：斜面高度实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh。（二）、功率：单位时间内做的功P(单位：W)1. 公式：2. 单位：瓦特，简称瓦，符号W，常用单位kW，MW，马力换算：1kW=103W，1MW=106W，

3、1马力=735W3. 物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。例：某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s内做功66000J。4. 功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；（2）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。（三）、机械能能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以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。定义：物体由于运动而具有的能量动能决定其大小的因素：物体速度越大，质量越大，动能就越大机械能定义：物体由于被举高而具有的能量重力势能决定其大小的因素：物体质量越大，举得越高，重力势能就越大势能定义：发生弹性形变的物体具有的能量弹性势能决定其大小的因素：同一物体的弹性形变越大，弹性势能就越大1. 机械能：动能和势能统称为机械能。（1）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

4、能。（2）探究决定动能大小的因素a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；b、实验研究研究对象：小钢球方法：控制变量法c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少； 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？使钢球从不同同高度滚下；d、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。2、动能和势能的转化（1）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；（2）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。3、动能与势能转化问题的分析 首先分析决定动能大小、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

5、何变化质量，速度，高度，弹性形变 机械能守恒：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。 人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。 滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。 题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。4. 水能和风能水能和风能是机械能的天然资源。水能利用：拦河筑坝，海水潮汐，直接做功发电等；风能利用：风力发电，“风车田”等。【知识填空】1功两个必要因素一是作用在物体上的_；二是物体在_上通过的距离三种不做功的情况不劳无功物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离.例如踢出去在空中运动的足球不动无功物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移

6、动距离.例如“推而不动”、“搬而未起”劳而无功物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动距离方向与力的方向垂直.例如手提物体沿水平方向移动功的计算文字式功等于_与_的乘积表达式_单位_，符号为_,.1 J=1 Nm【提示】在利用功的计算公式进行计算时，力与物体移动的距离在方向上必须一致2功率定义在物理学中，把_与_之比叫做功率意义表示物体_的物理量公式P=_单位基本单位是_，符号是_；工程技术上还常用_，符号是.单位的换算关系:1 kW=_W，1 W=1 J/s【提示】功率表示做功的快慢，功表示做功的多少一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大在分析功和功率的关系时，必须考虑时间的因素3.机械效率三种功有用功我们需要的，必须要做的功叫做有用功，用 W有表示额外功我们在做有用功的同时，我们还不得不做的功叫做额外功，用W额表示总功有用功与额外功之和是总共做的功叫做总功，用W总表示。用公式表示为_机械效率定义物理学中，将_跟_的比值叫做机械效率，用_表示表达式_说明机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总_ 总功，故机械效率总_ 机械效

7、率的高低与使用机械是省力还是费力_ 测量滑轮组的机械效率原理_过程沿_方向_拉动弹簧测力计使钩码升高，测出钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s结论同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越_；提升相同重物，滑轮组越多，机械效率越_，但越_力提高机械效率的方法_动滑轮的重；加润滑油，减小_；_物重4.动能势能能量定义物体能够_，我们就说这个物体具有_，简称_单位能量的单位是_，符号是_功与能量关系一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大动能定义物体由于_而具有的能，叫做动能探究物体的动能跟哪些因素有关探究方法：控制变量法、转换法，即物体动能的大小通过观察_来判断实验过程：让同一钢球从不同的高度滚下，探究物体动能与其_的关系；让质量不同的钢球从同一滚下，目的是_，探究物体动能和其质量的关系结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大重力势能定义物体由于_ 而具有的能，叫做重力势能影响因素物体的_越大，_越高，它具有的重力势能就_比较方法相同质量时比较_；举起相同高度时比较_弹性势能定义物体由于_而具有的能，叫做弹性势能影响.因素物体的_越大，它具有的弹性势能_【提示】一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零5.机械能及其转化机械能定义 _、_和_ 统称为机械能单位_，符号_机械能转化动能与重力势能之间相互转化转化的

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