鲁科版必修二 第1章 第2节 功和能 课件（22张）.pptx

第2节功和能 一 机械功的原理阅读教材第8 9页 机械功的原理 部分 初步知道输入功 输出功和损失功的概念 知道机械功的原理 1 输入功 输出功和损失功 动力 有用阻力 额外阻力 2 机械功的原理使用任何机械时 对机械所做的功总是等于机械克服 所做的功 也就是说 使用任何机械都 思维拓展任何机械都不能省功 人们为何要使用简单机械呢 答案使用任何机械虽然都不能省功 但可以省力或省位移 改变人的工作方式和劳动强度 提高工作效率 动力 阻力 不省功 二 做功和能的转化阅读教材第9 10页 做功和能的转化 部分 了解能的概念 功和能之间的关系 1 能的概念 如果一个物体能够对别的物体 我们就说这个物体具有 2 功和能之间的关系 做功的过程就是 转化的过程 做了多少功 就表示有多少能从一种 转化为另一种形式 因此 功是 转化的量度 3 机械做功的本质 做功的机械是传递能量 实现 的装置 机械做功 只能将能量从一个物体 到另一个物体 或者将一种形式的能量 为另一种形式的能量 做功 能量 能量 形式 能量 能量转化 转移 转化 思考判断 1 能够做功的物体具有能量 2 机械可以对外做功是因为机械可以产生能量 3 能量的转化并不一定需要做功来完成 答案 1 2 3 对机械功原理的理解 要点归纳 1 功的原理的表达式 1 不使用机械时 w输入 w输出 或w动 w阻 2 使用机械时 w动 w阻 w有用 w额外 或w输入 w输出 w损失 3 功的意义 w动 w总表示动力对机械做的功 w阻表示机械克服所有阻力做的功 w有用 w输出表示机械克服有用阻力做的功 w额外 w损失表示机械克服额外阻力做的功 2 不省功的两层含义 1 等于 即理想机械 是指使用机械做的功与不使用机械而直接用手所做的功是相等的 2 大于 即费功 即非理想机械 是指使用机械做的功比不使用机械而直接用手所做的功多 3 机械在生活中的应用 1 省力机械 千斤顶 螺丝刀 斜面 钳子 扳手 开瓶器等 2 省位移的机械 自行车 理发剪 筷子 鱼竿等 3 不省力也不省位移 只改变工作方式的机械 定滑轮 等臂杠杆等 精典示例 例1 如图1所示 通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 将一重物匀速提高2m 已知重物的质量为100kg 动滑轮自身的质量为1kg 绳的质量和摩擦均不计 g取10m s2 求 图1 1 人的拉力大小及拉力做的功 计算结果保留四位有效数字 2 该机械的有用功和额外功 解析 1 由题意知 动滑轮和重物的整体受力平衡 而整体向上的方向有三根绳子承担 即3f g1 g2 1010n 要使重物升高2m 绳的作用点的位移s 3h 6m拉力做的功wf f s 2020j 2 该机械是为了将重物提升2m所以有用功为w有用 g1h 1000 2j 2000j而提升过程中 克服动滑轮的重力做功是不可避免的 这是额外的 所以额外功w额外 g2h 10 2j 20j 答案 1 336 7n2020j 2 2000j20j 应用机械功的原理解题时应注意的问题 1 通过对研究对象的受力分析 确定动力和阻力 区分有用阻力和无用阻力 或额外阻力 2 通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移 3 根据功的定义式求解各力所做的功 根据机械功的原理列方程求解 针对训练1 如图2所示 甲 乙 丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼 根据图中的数据分析 这三种方法中 图2 1 所做的有用功分别是多少 2 哪种方法所做的总功最多 是多少 哪种方法所做的总功最少 是多少 解析 1 甲 乙 丙三位工人都是将重为400n的水泥运到三楼 有用阻力相同 都为水泥的重力 故三人所做的有用功都为w有用 g水泥h 400 6j 2400j 2 工人甲做的总功为w甲 g水泥 g桶 g人 h 400 20 400 6j 4920j工人乙做的总功为w乙 g水泥 g桶 g滑轮 h 400 20 10 6j 2580j工人丙做的总功为w丙 g水泥 g口袋 g滑轮 h 400 5 10 6j 2490j可见 工人甲做的总功最多 为4920j 工人丙做的总功最少 为2490j 答案见解析 做功与能量转化的关系 要点归纳 1 功与能之间的关系 2 功与能的区别 1 能量是表征物体具有做功本领的物理量 是状态量 2 功描述了力的作用效果在空间上的累积 反映了物体受力并运动的效果 是过程量 3 对功能关系的理解 1 做功的过程就是能量转化的过程 能量转化的过程也就是做功的过程 2 做功与能量转化的数值相等 即做了多少功 就有多少能量发生了转化 因此 可以用做功的多少来量度能量转化的多少 反之 也可用能量转化的多少来计算做功的多少 功是能转化的量度 3 功与能并不等同 功只是反映了能量转化的多少 但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量 精典示例 例2 多选 如图3所示为撑竿跳高运动的几个阶段 助跑 撑竿起跳 越横竿 下面定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况 其中正确的是 图3 a 运动员助跑阶段 身体中的化学能转化为运动员和竿的动能b 起跳阶段 运动员的动能和身体中的化学能转化为运动员的重力势能 使人体升高c 起跳阶段 运动员的动能和身体中的化学能转化为运动员的重力势能和竿的弹性势能 使人体升高d 运动员上升越过横竿后 运动员的重力势能转化为动能解析助跑阶段 运动员做功将自身化学能转化为运动员和竿的动能 a正确 起跳阶段 运动员的动能和身体中的化学能转化为运动员的重力势能和竿的弹性势能 b错误 c正确 运动员上升越过横竿后 其重力势能转化为动能 d正确 答案acd 功能关系问题应注意的四个方面 1 做功的过程一定伴随着能量的转化 做了多少功就有多少能量发生了转化 做功的多少反映的是能量转化的多少 绝不是能量的多少 2 某种形式的能量减少 必然存在其他形式的能量增加 减少的能量与增加的能量一定相等 3 某个物体的能量减少 必然存在其他物体的能量增加 且减少的能量与增加的能量一定相等 4 能的基本性质就是不同形式的能量间可发生相互转化 并且转化过程中能的总量不变 针对训练2 多选 关于功和能 下列说法正确的是