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1、 功和机械能功和机械能 古寨初中：陆云继古寨初中：陆云继考点分析1、功的两个必要因素：、功的两个必要因素： 作用在物体上的作用在物体上的力力。 物体在物体在力的方向上力的方向上通过的距离。通过的距离。一、功一、功 不做功的三种情况：不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力有力无距离、有距离无力、力和距离垂直和距离垂直。 2功的计算功的计算 3功的单位：功的单位： F力NS距离mW功J（ Nm ） :功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS。 焦耳（J） ，1J=1Nm。（重力做功、克服重力做功（重力做功、克服重力做功: W=Gh ）一、功一、功【例例2】放学后，某同学背
2、着重放学后，某同学背着重40 N的书包沿水平路的书包沿水平路面走了面走了200 m，又登上大约，又登上大约10 m高的四楼才回到高的四楼才回到家则他在回家过程中对书包所做的功约为家则他在回家过程中对书包所做的功约为( ) A0 J B400 J C2 000 J D2 400 J【例例3】某人用某人用60N的力的力,将重将重35N的铅球掷出的铅球掷出9m远远,那么这个人那么这个人对铅球做的功是对铅球做的功是( ) A.540J B.315J C.0J D.无法计算无法计算【例例4】某人用某人用60N的力的力,将重将重35N的铅球掷出的铅球掷出9m远远,那么铅球在那么铅球在离开人手后人对铅球做的
3、功是离开人手后人对铅球做的功是( ) A.540J B.315J C.0J D.无法计算无法计算一、功一、功BDC练习：练习：1起重机吊着重起重机吊着重9 000 N的货物沿水平方向匀速移动的货物沿水平方向匀速移动10 m，此过程中起重机钢丝绳的拉力对货物做的功，此过程中起重机钢丝绳的拉力对货物做的功为为 J2在粗糙的水平面上，用在粗糙的水平面上，用100N的水平推力使一个重的水平推力使一个重为为500N的物体前进了的物体前进了10m，在此过程中推力做的功，在此过程中推力做的功是是_J，重力做的功是，重力做的功是 。3.有人提着有人提着50N的物体，沿着的物体，沿着10m长的的斜坡登到长的的斜
4、坡登到5m的高度，在上坡过程中人提物体做的功是的高度，在上坡过程中人提物体做的功是_J.一、功一、功010000250二、功的原理二、功的原理 1内容：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；即：使用任何机械都不省功。 2说明：说明： 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械可以省力、或者可以省距离、或者可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 三、机械效率三、机械效率1有用功：有用功： 对人们有用的功。对人们有用的功。 （ W有用）2额外功：额外功： 并非我们需要但又不得不做的功。并非我们需要但又不得不做的功。 （ W额） 3总功：总功：有用功和额外功的总
5、和有用功和额外功的总和 。 （ W总=W有用W额） 三、机械效率三、机械效率【例例】下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ( ) A用水桶从井中提水的时候，对水桶做的功是有用水桶从井中提水的时候，对水桶做的功是有用功用功 B用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功 C桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功对桶做的功是有用功 D桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶不小心掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功三、机械
6、效率三、机械效率4机械效率：机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 提升物体时，有：W有用Gh W总=FS 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦、增加被提升的物重。 G物体的重力Nh物体上升的高度mF施加在机械上的动力NS动力作用点移动的距离mn承担动滑轮的绳子段数S=nh （滑轮）（滑轮）【例例1】一斜面长一斜面长4.8 m，高，高1.2 m，把重为，把重为1200N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，沿斜面的拉力为沿斜面的拉力为400N，则总功，则总功 J，有用，有用功功 J，额外功，额
7、外功 J【例例2】 用如图用如图8所示的滑轮组把货物拉所示的滑轮组把货物拉上货仓，货物重上货仓，货物重500N，用，用350N的力的力F拉拉绳端使货物匀速上升了绳端使货物匀速上升了1m，此过程有用，此过程有用功为功为 J，总功为，总功为 J，滑轮组的，滑轮组的机械效率为机械效率为 .三、机械效率三、机械效率5001440480192070071.4%四、功率四、功率1定义：定义：单位时间里完成的功单位时间里完成的功。2物理意义物理意义：表示表示做功快慢做功快慢的物理量的物理量。3公式：公式： 4单位：单位： 主单位主单位W；常用单位；常用单位kW 。 W功J （ kw h） t时间S （ h
8、） P功率w （ kw） 四、功率四、功率5正确区分正确区分机械效率机械效率和和功率功率： n功率和机械效率是两个不同的概念。功率和机械效率是两个不同的概念。n 功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功.nn 机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功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。中有多大比例的有用功。四、功率四、功率【例例1】关于机械效率，下列说法正确的是关于机械效率，下列说法正确的是 ( )A功率越大的机械，机械效率越高功率越大的机械，机械效率越高B机械效率大小与功率大小无关机械效率大小与功率大小无关C机械效率越低的机械
9、，做的功就越少机械效率越低的机械，做的功就越少D由于有用功总小于总功，故机械效率总大由于有用功总小于总功，故机械效率总大于于1B四、功率四、功率【例例2】一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：（1）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。 解：（1）vSt 5.4103m1560s6m/s（2）WFS 4000N5.4103m2.16107J（3）PFv 4000N6m/s2.4104w五、机械能五、机械能1.1.能量：一个物体能够做功，我们
10、就说这个物体具有能量。能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。2.2.动能：物体由于动能：物体由于_而具有的能叫动能。而具有的能叫动能。n 动能大小与动能大小与 和和 有关。有关。n 速度相同时，运动物体的质量越速度相同时，运动物体的质量越_，动能就越大。，动能就越大。n 质量相同时，速度越质量相同时，速度越_，动能就越大。，动能就越大。3.3.势能：势能分为势能：势能分为 和和 。(1)(1)重力势能：物体由于被重力势能：物体由于被 而具有的能。而具有的能。n重力势能大小与重力势能大小与 和和 有关。有关。n高度相同时，物体的质量越高度相同时，物体的质量越_ ，重力势能就越大。，重
11、力势能就越大。n质量相同时，物体被举得越质量相同时，物体被举得越 ，重力势能就越大。，重力势能就越大。(2)(2)弹性势能：物体由于发生弹性势能：物体由于发生 而具的能。而具的能。 物体的物体的_越大，它的弹性势能就越大。越大，它的弹性势能就越大。运动运动质量质量速度速度大大大大重力势能重力势能弹性势能弹性势能举高举高质量质量高度高度大大高高弹性形变弹性形变弹性形变弹性形变五、机械能五、机械能4物体的物体的动能动能 和和 势能势能 统称为机械能，机械能是最常见的一统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量在一定的条件下，动能和势能是可以相互种形式的能量在一定的条件下，动能和势能是可以相互转化
12、的。转化的。5 动能和势能的转化动能和势能的转化(1).动能与重力势能间的转化规律：动能与重力势能间的转化规律： n物体加速下降：物体加速下降：重力势能重力势能 动能动能n物体减速上升：物体减速上升：动能动能 重力势能重力势能 (2).动能与弹性势能间的转化规律：动能与弹性势能间的转化规律：n发生弹性形变的过程：发生弹性形变的过程：动能动能 弹性势能弹性势能 n恢复原状的过程：恢复原状的过程：弹性势能弹性势能 动能动能【例例1】分析皮球落地又弹起上升的过程中机分析皮球落地又弹起上升的过程中机械能的转化情况：械能的转化情况：n在下落过程中：在下落过程中： 能转化为能转化为 能。能。n在与地面碰撞
13、压瘪的过程中：在与地面碰撞压瘪的过程中： 能转化为能转化为 能。能。n在弹起恢复原状过程中：在弹起恢复原状过程中： 能转化为能转化为 能。能。n在上升过程中：在上升过程中： 能转化为能转化为 能。能。五、机械能五、机械能重力势重力势动动动动弹性势弹性势弹性势弹性势动动动动重力势重力势练习：练习：1.人们常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如机械手表人们常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如机械手表里拧紧的发条具有里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有转动；风具有能，可以推动帆船航行；打桩机举高的能，可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有重锤具有能，可
14、以完成打桩工作。能，可以完成打桩工作。2. 跳伞运动员，在空中匀速下降的过程中，动能跳伞运动员，在空中匀速下降的过程中，动能 ，重，重力势能力势能 ；当运动员在加速下落时动能；当运动员在加速下落时动能 。 ( 选填选填“增大增大” 、“减小减小”或或 “不变不变” )3.下列现象中，出现弹性势能转化为动能的是下列现象中，出现弹性势能转化为动能的是 ( ) A钟表里的发条带动齿轮转动钟表里的发条带动齿轮转动 B火箭发射升空火箭发射升空 C秋千从低处荡到高处秋千从低处荡到高处 D汽车从桥墩顶端沿桥向下行汽车从桥墩顶端沿桥向下行五、机械能五、机械能弹性势能弹性势能动动重力势能重力势能不变不变减小减小增大增大Av小结：v课外作业：试题研究120页110小题。