2012高中物理 1.2 功和能学案7 鲁科版必修2

用心 爱心 专心1 1 2 1 2 功和能功和能 学案学案 学习目标学习目标 1 知道在能量相互转化过程中 转化了的能量的多少 可以由做功的多少来确定 2 知道做功的过程就是物体能量的转化过程 3 知道功是能量转化的量度 学习重点学习重点 1 理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点 2 理解功是能量转化的量度是本节的难点 问题探究问题探究 1 使用任何机械都不能省功 为什么人们还要使用机械呢 使用机械虽然不能省功 但却能获得其他好处 1 可以省力 换言之 可以由较小的力获得强大的力 人们可利用简单机械将整座 楼移走 正是因为简单机械有这种作用 2 可以提高工作质量 省时间 有了圆规 属于轮轴 才可能画出很正规的圆 有 了刀 斜面 剪钳 杠杆 扳手 轮轴 才能使我们很快地做好日常各种工作 3 可以让人们工作得方便 我们天天都要升国旗 试想 如果不用定滑轮 我们能 简便地使国旗沿旗杆冉冉升起吗 4 使用机械可以改变动力地大小 方向和动力作用点移动地距离 使用机械还可以 改变做功地快慢 使用机械还能比较方便地完成人们不便直接完成地工作等 2 2 为什么说功是能量转化的量度 做功的过程就是能量转化的过程 即如果物体在力的作用下能量发生了变化 那么这 个力一定对物体种了功 实验证明 做了多少功 就有多少能量发生了转化 因此我们可 以通过做多少功 判定有多少能量发生转化 也可以通过有多少能量发生转化 判定做多 少功 所以说功是能量转化的量度 注意 功 是与 能量转化 相对应 而物体做多少功 并不表示物体就有多少能 量 知识要点知识要点 1 1 功的原理 使用机械时人们所做的功 都等于不用机械而直接用手所做的功 使用任何机械都不 能省功 这个结论叫机械功的原理 简称功的原理 这一原理对任何机械都能适用 在考虑摩擦力和机械本身重力时 功的原理可以表述为使用任何机械时 动力对机械 所做的功W总等于有用功W有用与额外功W额外之和 因此 功的原理可表示为W总 W有用 W额外 用心 爱心 专心2 2 2 功和能 1 能的概念 一个物体能够对外界做功 我们就说这个物体具有能量 简称能 各 种物体都具有能 只是能有不同种的形式 我们已经学过 运动的物体具有动能 被举高 的物体具有重力势能 被压缩的弹簧和发生弹性形变的物体具有弹性势能 我们人会对外 界做功 同样具有能量 存储于体内地化学能 2 功和能的转化 做功的过程总是伴随着能量的改变 通过对这些现象及对应流程图的分析 可以发现任何做功的过程必然存在一种形式的 能量增加时 有另一种形式能量的减少 这种增与减体现了这一过程中能量的转化 而这 一转化正是通过做功的过程得以实现 并且 我们可以发现 做功越多 物体能量转化也 越多 典型例题典型例题 例例 1 1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能 A 用热水袋取暖 B 用双手摩擦给手取暖 C 把手放在火炉旁取暖 D 用嘴对手呵气给手取暖 解析 双手摩擦做功 使手的内能增加 感到暖和 A C D 都是通过热传递来改变 系统的内能 选项 B 正确 答案 B 例例 2 2 质量为 10kg 的物体在拉力作用下运动 求下列各种情况下拉力做的功 g取 10 m s2 1 拉力沿水平方向 物体在动摩擦因素为 0 25 的水平地面匀速移动 4m 2 拉力沿水平方向 物体在动摩擦因素为 0 25 的水平地面以 2m s2的加速度匀加 速移动 4m 3 用大小为 50N 的 与水平方向成 37 0角的斜向上的拉力拉物体 使物体沿水平 地面移动 4m 物体与地面间的动摩擦素为 0 25 4 物体在竖直方向上的拉力作用下 以 2m s2的加速度匀加速上升 4m 解解 1 动摩擦力为 N2510025 0 mgNf 拉力做功 J100425 SFW 2 动摩擦力为 N2510025 0 mgNf 拉力 F f ma F ma f 45N 拉力做功 W F S 45 4 J 180N 3 动摩擦力为 N 5 17 30100 25 0 sin FmgNf 拉力做功J200450 SFW 用心 爱心 专心3 4 拉力做功J4804 20100 SmamgSFW 反思反思 收收 获获 疑疑 问问 达标训练达标训练 1 1 关于功和能 下列说法正确的是 C A 功就是能 功可以转化为能 B 做功越多 物体的能越大 C 能量转化中 做的功越多 能量转化越大 D 功是物体能量的量度 2 2 力对物体做功 100J 下列说法正确的是 A A 物体具有的能量增加 100J B 物体具有的能量减少 100J C 有 100J 的能量发生了转化 D 产生了 100J 的能量 3 3 足球踢出时 人体内一部分 化学 能转化为足球的 动 能 此时能的转化是 通过 做功 过程实现的 4 4 在一个建筑工地上 工人使用如图 所示的滑轮组将一质量为 20kg 的 用心 爱心 专心4 重物提升到高处 动滑轮的质量是该重物质量的 1 10 绳的质量和各摩擦力均不计 若 要把重物缓慢拉升 5m 则绳子的自由端要移动的距离为 10m 在这一过程中拉力所做 的功为 1100J 而有用功为 1000J 额外功为 100J 5 5 起重机吊起重物是将 化学 能转化为 机械 能 电热器是将 电 能转化为 内 能 木材燃烧是将 化学 能转化为 内 能 6 6 石块自由下落的过程中 重力做功把 重力势能 能量转化为 动 能量 如果 重力做了 10 J 的功 上述能量的变化各是 重力势能减少了 10J 和 动能增加了 10J 7 7 用 50N 的力拉一个质量为 10kg 的物体在水平地面上前进 如 图所示 若物体前进了 10m 拉力 F 做功 W1 400J 重力 G 做功 W2