高中物理 第1章 第2节 功和能精品课件 鲁科版必修2.ppt

第2节功和能 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第2节 课前自主学案 课标定位 课标定位 学习目标 1 理解功的原理 知道使用任何机械可以省力但不能省功 能利用功的原理进行有关运算 2 理解功和能的含义 掌握功和能的关系 3 初步学会用能量观点分析问题和解决问题 重点难点 能的概念及对功是能量转化量度的理解 课前自主学案 一 机械功的原理1 内容 使用任何机械时 动力对机械所做的功总是 机械克服阻力所做的功 2 公式 w动 w阻 或 3 说明 机械功的原理说明使用任何机械都 等于 w有用 w额外 w输入 w输出 w损失 不省功 二 做功和能的转化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 能有各种不同的形式 如 等 不同的运动形式对应于不同形式的能 无论是微观的分子 电子 还是宏观的天体 都在运动 因此 是物体的固有属性 一种形式的运动对应着相应形式的能 如由于机械运动而具有的能称为 2 做功和能的转化做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生了 即功是 的量度 做功 能量 动能 势能 热能 化学能 动能 机械能 能量转化 转化 能量转化 核心要点突破 一 对机械功原理的理解1 功的原理表达式w动 w阻 w有用 w额外或w输入 w输出 w损失2 功的表示符号的意义 1 w动 w总 动力对机械做的功 2 w阻 机械克服所有阻力做的功 3 w有用 w输出 机械克服有用阻力做的功 4 w额外 w损失 机械克服额外阻力做的功 3 不能省功 的含义 1 使用机械与不使用机械而直接用手所做的功是相等的 此种机械是理想机械 2 使用机械比不使用机械而直接用手所做的功要多 即更费功 此种机械为非理想机械 4 应用根据功的原理 使用任何机械都不能省功 但增大做功时的位移可以省力 增大做功时的作用力可以省位移 有些机械不省力也不省位移 但能改变做功方式 改善我们的工作环境 1 省力机械 扳手 千斤顶 螺丝刀 开瓶器 斜面等 2 省位移的机械 理发剪 自行车 筷子 鱼竿等 3 不省力也不省位移但改变工作方式的机械 定滑轮 等臂杠杆等 二 功和能的比较1 能量的概念 能量是标量 也是状态量 由物体的状态决定 物体处于一定的状态就对应一定的能量 一个物体能够对外做功 具有对外做功的本领 则称这个物体具有能量 如运动的物体具有动能 被举高的物体具有重力势能 发生形变的弹簧具有弹性势能 能是用来反映物体具有做功本领的物理量 2 能量的形式 能量有各种不同的形式 不同的运动形式对应于不同形式的能 如 机械运动对应机械能 动能和势能 热运动对应有内能 电磁运动对应有电磁能 原子和原子核运动对应有原子能等 3 功和能的区别与联系 1 区别能是物体运动状态决定的物理量 即状态量 而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量 即过程量 两者有着本质的区别 功和能不能相互代替 2 联系 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 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 亦可用能量转化的多少来计算做功的多少 课堂互动讲练 如图1 2 1所示 把同一物体分别沿ba ca da三个光滑斜面匀速推到同一高度的a点 下列说法中正确的是 a 沿ba斜面最费力 做的功最多b 沿da斜面最费力 做的功最少c 沿三个斜面推力大小都一样 沿da斜面最省功d 沿三个斜面做的功一样多 沿ba斜面最省力 图1 2 1 思路点拨 光滑斜面是理想机械 可根据功的原理判断做功多少 精讲精析 由功的原理知 使用任何机械都不省功 由于不计摩擦 无论沿哪个斜面将物体推上a点 都与不用斜面直接将物体从e点匀速推到a点做的功一样多 若推力为f 坡长为l 则有f l g h l越长 f越小 所以选项d正确 选项a b c错误 答案 d 方法总结 根据功的原理 使用任何机械都不省功 要省力就要多移动距离 要少移动距离就要多用力 如图1 2 2所示的装置 在光滑水平面上 将一木球靠在轻质弹簧上 压缩后松手 弹簧将木球弹出 已知人压缩弹簧做了40j的功 则松手前 弹簧的弹性势能为 j 在弹簧恢复原长的过程中 弹簧对木球做了 j的功 此过程中 能转化为 能 木球离开弹簧后的动能为 j 图1 2 2 思路点拨 能量的转化和改变与做功密切相关 具有能量的物体通过做功可以实现能量的转化 自主解答 人压缩弹簧对弹簧做多少功 弹簧的弹性势能就增加多少 在弹簧恢复原长的过程中 弹簧通过对木球做功 弹性势能全部转化为木球的动能 即人压缩弹簧 弹簧的弹性势能为40j 弹簧复原时 对木球做功为40j 是弹性势能转化为木球的动能 木球离开弹簧时获得40j的动能 答案 4040弹簧的弹性势木球的动40 方法总结 功和能是密切相关的两个物理量 它们既有联系 又有区别 既要从概念上加以区分 又要正确理解它们的关系 变式训练如图1 2 3表示撑杆跳高运动的几个阶段 助跑 撑杆起跳 越横杆 下面定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况 其中不正确的是 图1 2 3 a 运动员助跑阶段 身体中的化学能转化为运动员和杆的动能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杆的弹性势能 使人体升高d 运动员上升越过横杆后 运动员的重力势能转