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功和机械能复习上课用课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、功功 和和 机机 械械 能能 第1页 复习提要复习提要 考点聚焦考点聚焦 展现形式展现形式 知识结构知识结构 对应训练对应训练 方法提醒方法提醒第2页考点聚焦考点聚焦 1 1、了解做功两个必要原因。了解做功两个必要原因。2 2、了解机械功计算公式:、了解机械功计算公式:W=FSW=FS3 3、了解功率概念。、了解功率概念。4 4、知道功原理。、知道功原理。5 5、知道有用功和总功,知道机械效率。、知道有用功和总功,知道机械效率。6 6、了解动能、势能初步概念,知道弹性势能,、了解动能、势能初步概念,知道弹性势能,知道动能、势能能够相互转化。知道动能、势能能够相互转化。第3页展现形式展现形式 上
2、述考点常以填空、选择、作图、上述考点常以填空、选择、作图、试验和计算题型出现。试验和计算题型出现。第4页知识结构知识结构 一、功:一、功:1 1、力学里所说功包含、力学里所说功包含两个必要原因两个必要原因:一是:一是作用在物体上力作用在物体上力;二是;二是物体在力方向上经过距离物体在力方向上经过距离。2 2、不做功三种情况:、不做功三种情况:有力无距离有力无距离、有距离无力有距离无力、力和距离垂直力和距离垂直。3 3、力学里要求:功等于力跟物体在力方向上经过距离乘积。、力学里要求:功等于力跟物体在力方向上经过距离乘积。公式:公式:W=FSW=FS4 4、功单位:焦耳,、功单位:焦耳,1J=1N
3、m 1J=1Nm。把一个鸡蛋举高把一个鸡蛋举高1m 1m,做功大约是,做功大约是0.5 J 0.5 J。5 5、应用功公式注意:、应用功公式注意:分清哪个力对物体做功,计算时分清哪个力对物体做功,计算时F F就是这个力;就是这个力;公式中公式中S S 一定是在力方向上经过距离,强调对应。一定是在力方向上经过距离,强调对应。功单位功单位“焦焦”(牛(牛米米 =焦),不要和力和力臂乘积(牛焦),不要和力和力臂乘积(牛米,不能写成米,不能写成“焦焦”)单位搞混。)单位搞混。第5页物体在绳物体在绳子拉力作子拉力作用下升高用下升高 A静止小车在静止小车在拉力作用下拉力作用下运动起来运动起来 B汽车在刹车
4、汽车在刹车阻力作用下阻力作用下速度降低速度降低 C人用力搬石人用力搬石头,石头不头,石头不动动 DD如图所表示四种情景中,对物体没有做如图所表示四种情景中,对物体没有做功是(功是()D第6页(09重庆)如图所表示重庆)如图所表示 李晶同学将放在课李晶同学将放在课 桌边文具盒水平推桌边文具盒水平推 至课桌中央,她针对至课桌中央,她针对 此过程提出了以下猜测。你认为合理此过程提出了以下猜测。你认为合理 是是 ()A文具盒所受重力对它做了功文具盒所受重力对它做了功B文具盒所受支持力对它做了功文具盒所受支持力对它做了功C文具盒所受推力文具盒所受推力F对它做了功对它做了功D在此过程中没有力对文具盒做功在
5、此过程中没有力对文具盒做功C第7页1、小明用100N力将50N铅球掷出10m远,则在铅球抛出过程中,人对铅球所作功是:()A、1000JB、500JC、0JD、1500JC第8页2 2.在平地上,用在平地上,用50N50N水平拉力拉重水平拉力拉重100N100N箱子,前箱子,前进了进了10m10m,拉力做了多少功?假如把这个箱子匀,拉力做了多少功?假如把这个箱子匀速举高速举高1 1.5 5m m,又做了多少功?,又做了多少功?解:解:W=FS=50N10m=500J答:拉力做了答:拉力做了500J功。假如把这个箱子匀功。假如把这个箱子匀速举高速举高1.5m,又做了,又做了150J功功第9页知识
6、结构知识结构 二、功原理:二、功原理:1 1、内容:使用机械时,人们所做功,都不会、内容:使用机械时,人们所做功,都不会少于少于直接用手所做功;直接用手所做功;即:使用任何机械都即:使用任何机械都不省功不省功。2 2、说明:、说明:(请注意理想情况功原理能够怎样表述?)(请注意理想情况功原理能够怎样表述?)功原理是一个普遍结论,对于任何机械都适用。功原理是一个普遍结论,对于任何机械都适用。功原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费劲,功原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费劲,既省力又省既省力又省距离机械是没有。距离机械是没有。使用机械即使不能省功,但人类依然使用
7、,是因为使用机械或者使用机械即使不能省功,但人类依然使用,是因为使用机械或者能够省力能够省力、或者、或者能够省距离能够省距离、也、也能够改变力方向能够改变力方向,给人类工作带来,给人类工作带来很多方便很多方便。我们做题碰到多是理想机械(忽略摩擦和机械本身重力)理想机械:使用机械时,我们做题碰到多是理想机械(忽略摩擦和机械本身重力)理想机械:使用机械时,人们所做功(人们所做功(FSFS)=直接用手对重物所做功(直接用手对重物所做功(GhGh)3 3、应用:、应用:斜面斜面理想斜面:斜面光滑理想斜面:斜面光滑 理想斜面遵从功原理;理想斜面遵从功原理;理想斜面公式:理想斜面公式:FL=Gh FL=G
8、h 其中:其中:F F:沿斜面方向推力;:沿斜面方向推力;L L:斜面长;:斜面长;G G:物重;:物重;h h:斜:斜面高度。面高度。假如斜面与物体间摩擦为假如斜面与物体间摩擦为f f,则:,则:FL=fL+GhFL=fL+Gh;这么;这么F F做功就大于直接对物体做功做功就大于直接对物体做功Gh Gh。第10页经过一动滑轮用经过一动滑轮用60 N60 N拉力提起重拉力提起重为为100N100N重物,使重物提升重物,使重物提升2m2m。(1 1)拉力做多少功?)拉力做多少功?(2 2)如用手直接提起做功多少?)如用手直接提起做功多少?W W直接直接=Gh=100N2m=200J=Gh=100
9、N2m=200JW W用机械用机械=FS=60N4m=240J=FS=60N4m=240J为何利用实际机械做功大于不用机械直为何利用实际机械做功大于不用机械直接用手做功呢接用手做功呢?F F解:解:S=2h=22m=4mS=2h=22m=4m第11页知识结构知识结构 三、机械效率:三、机械效率:、有用功:定义:、有用功:定义:对人们有用功对人们有用功。公式:。公式:W W有用有用GhGh(提升重物)(提升重物)=W W总总W W额额=W=W总总 斜面:斜面:W W有用有用=Gh=Gh2 2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做功。公式:、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做功。公式:W W
10、额额=W=W总总W W有用有用=G=G动动h h(忽(忽略轮轴摩擦动滑轮、滑轮组)。斜面:略轮轴摩擦动滑轮、滑轮组)。斜面:W W额额=f L=f L3 3、总功:、总功:定义:有用功加额外功或动力所做功定义:有用功加额外功或动力所做功 公式:公式:W W总总=W=W有用有用W W额额=FS=W=FS=W有用有用 斜面:斜面:W W总总=fL+Gh=FL=fL+Gh=FL4 4、机械效率:、机械效率:定义:定义:有用功跟总功比值有用功跟总功比值。公式:公式:=W=W有有/W/W总总 有用功总小于总功有用功总小于总功,所以机械效率,所以机械效率总小于总小于1 1 。通惯用。通惯用 百分数百分数
11、表示。某滑轮机械表示。某滑轮机械效率为效率为60%60%表示有用功占总功表示有用功占总功60%60%。提升机械效率方法:减小机械自重、减提升机械效率方法:减小机械自重、减小机件间摩擦。小机件间摩擦。=W=W有用有用/W W总总=Gh/FS=Gh/FS5 5、机械效率测量:、机械效率测量:A A、原、原 理:理:=W=W有有/W/W总总 B B、应测物理量:钩码、应测物理量:钩码重力重力G G、钩码提升、钩码提升高度高度h h、拉力拉力F F、绳、绳自由端移动距离自由端移动距离S S C C、器、器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。刻
12、度尺、弹簧测力计。D D、步骤:必须、步骤:必须匀速拉动匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目标:弹簧测力计使钩码升高,目标:确保测力计示数大小确保测力计示数大小不变。不变。E E、结论:影响滑轮组机械效率高低主要原因有:、结论:影响滑轮组机械效率高低主要原因有:动滑轮动滑轮越重越重,个数,个数越多越多则则额外功相对就多。额外功相对就多。提升重物提升重物越重越重,做有用功相对就多。,做有用功相对就多。摩擦,若各种摩擦,若各种摩擦越大摩擦越大做额外功就多。做额外功就多。注意注意:绕线方法绕线方法和和重物提升高度重物提升高度不影响滑轮机械效率。不影响滑轮机械效率。第12页用水桶从井中提水时候用水桶从井中
13、提水时候,所做功哪部所做功哪部分是有用功分是有用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?目:方法提醒方法提醒提水所做功提水所做功有用功:有用功:提水桶所做功提水桶所做功额外功:额外功:提水提水第13页假如桶掉到井里假如桶掉到井里,从井里捞桶时从井里捞桶时候候,捞上桶里带了一些水捞上桶里带了一些水,这种情这种情况下哪部分是有用功况下哪部分是有用功,哪部分是哪部分是额外功额外功?目:提水桶所做功提水桶所做功有用功:有用功:提水所做功提水所做功额外功:额外功:捞桶捞桶第14页沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N第15页目标:把
14、沙子运到三楼目标:把沙子运到三楼克服沙子重力做功就是有用功克服沙子重力做功就是有用功W W有用有用=G G 沙沙h=100N6m=600Jh=100N6m=600J 第16页W总总=(G 沙沙+G 人人+G 桶桶)h =3120 JW有用有用/W总总=19.2%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N第17页W总总=(G 沙沙+G 动滑轮动滑轮+G 桶桶)h =780 J W有用有用/W总总=76.9%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N第
15、18页W总总=(G 沙沙+G 动滑轮动滑轮+G 袋袋)h =690 JW有用有用/W总总=87.0%沙子沙子 重重 100 N 桶重桶重 20 N体重体重 400 N 口袋重口袋重 5 N动滑动滑 轮重轮重 10 N第19页三种情况下有用功在总功中占三种情况下有用功在总功中占百分比:百分比:1、19.2%2、76.9%3、87.0%第20页某起重机机械效率是某起重机机械效率是70%70%,它表示什么意思?,它表示什么意思?使用起重机提升重物时所做使用起重机提升重物时所做有用功跟总功比值是有用功跟总功比值是70%70%。第21页1 1使用滑轮组提起使用滑轮组提起2020N N重物,使它上重物,使
16、它上升升0.40.4m m,作用在绳子自由端拉力为作用在绳子自由端拉力为8 8N N,拉力作用点上升了拉力作用点上升了1.21.2m m,拉力对滑拉力对滑轮所做功叫轮所做功叫_功功,为为_J J。滑轮克服。滑轮克服物体重力所做功物体重力所做功叫叫_功功为为_J J。用。用来克服滑轮重力和摩擦力所做功叫来克服滑轮重力和摩擦力所做功叫_功,是功,是_J,J,这个滑轮组机械效这个滑轮组机械效率是率是_。总功总功9.6J有用功有用功8J额外功额外功1.6J83.3%第22页例例4、一台起重机将重、一台起重机将重6000N建筑材料提建筑材料提升到升到10m高楼房上,做额外功高楼房上,做额外功是是4000
17、0J,总功是多少?机械效率是多少?,总功是多少?机械效率是多少?解:解:有用功:有用功:W有用有用=Gh=6000N10m=60000J总功:总功:W总总=W有有+W额额=60000J+40000J=105J机械效率:机械效率:=W有用有用/W总总=60000J/105J=60第23页滑轮组提升重物时滑轮组提升重物时:W有用有用 G物物 hW总总 F s S=n h第24页第25页滑轮组水平拉动物体时滑轮组水平拉动物体时:W有用有用 f s物物W总总 F s S=n h第26页第27页斜面机械效率W有有=GhW总=FS第28页斜面额外功:斜面额外功:W额外额外f S滑轮组额外功:滑轮组额外功:
18、W W额外额外G G动动 h h 动滑轮重两种求法:动滑轮重两种求法:W额外额外G动动h第29页例例5 5.如图,把重为如图,把重为10N10N物体推上高物体推上高为为0.5m0.5m斜面,斜面长为斜面,斜面长为1m1m所用推力所用推力为为12N,12N,沿斜面向上沿斜面向上,求推力所做功求推力所做功和斜面机械效率和斜面机械效率?解:解:推力做功:推力做功:W总总=FL=12N1m=12J有用功:有用功:W有有=Gh=10N0.5m=5J机械效率:机械效率:=W有有/W总总=5J/12J=41.67LhF.G第30页首先在题目中数据上标出对应字母。首先在题目中数据上标出对应字母。其次要注意,用
19、滑轮组提起货物高度与人其次要注意,用滑轮组提起货物高度与人把绳子末端拉下距离之间关系(把绳子末端拉下距离之间关系(S=n h)。)。最终要搞清事件最终要搞清事件 目标,分清有用功和额目标,分清有用功和额外功。外功。方法提醒方法提醒第31页如图所表示在自由端施力如图所表示在自由端施力60N,利用利用滑轮组把滑轮组把重重200N货物货物提升提升2m,m,不计摩擦。求:不计摩擦。求:(1)绳端移动距离多少)绳端移动距离多少m m?(2)滑轮组机械效率是多少?)滑轮组机械效率是多少?(3)(3)动滑轮重多少动滑轮重多少N?N?(两种做法)(两种做法)解:(1)由图可知负担动滑轮和重物绳子段数n=4,所
20、以 S=nh=42m=8m(3)方法一:G总=4F=460N=240N所以 G动=G总-G=240N-200N=40N方法一:W外=W总-W有=FS-Gh=60N8m-200N2m =80J第32页利用滑轮组把矿石从深利用滑轮组把矿石从深20m矿井中匀速矿井中匀速拉到地面,在绳重和摩擦不计情况下。拉到地面,在绳重和摩擦不计情况下。(1)假如矿石重)假如矿石重640N,所用拉力是所用拉力是400N,滑轮组机械效率是多少?滑轮组机械效率是多少?(2)假如矿石重)假如矿石重800N,所用拉力是多所用拉力是多少?少?G动=G总-G=2F-G=2400N-640N=160N第33页用定滑轮、动滑轮、滑轮
21、组分别提用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升一样重物体,其中机械效率大是升一样重物体,其中机械效率大是(不考虑摩擦)(不考虑摩擦)()A.定滑轮定滑轮 B.动滑轮动滑轮 C.滑轮组滑轮组 D.都一样大都一样大A第34页用同一滑轮组提升重物,第一次提物用同一滑轮组提升重物,第一次提物重为重为G G1 1,机械效率为机械效率为1 1;第二次提物第二次提物重为重为G G2 2,机械效率为机械效率为2 2。已知已知G G1 1 G G2 2,两次滑轮组机械效率:两次滑轮组机械效率:()()A.A.1 1 2 2 B.B.1 1 2 2 B.B.C.C.1 1 2 2 D.D.无法判断无法判断C第35页1、
22、提升相同重物,机械越简单,、提升相同重物,机械越简单,机械效率越高。机械效率越高。2、在使用同一滑轮组时,物体越、在使用同一滑轮组时,物体越 重,机械效率越高。重,机械效率越高。(滑轮组机械效率是改变)(滑轮组机械效率是改变)第36页用如图所表示滑轮组绳端施力用如图所表示滑轮组绳端施力100N N,把把货物提升货物提升3m m。滑轮组机械效率是滑轮组机械效率是75%75%,问:,问:货物重多少货物重多少N N?动滑轮重多少动滑轮重多少N?N?解:S=4h=43m=12mW总=FS=100N12m=1200JG动=G总-G=nF-G=4100N-300N=100N答:货物重300N,动滑轮重10
23、0N。第37页如右图,一人用滑轮组提升如右图,一人用滑轮组提升N货物,所用拉力货物,所用拉力600N,绳子自,绳子自由由 端拉下端拉下4m,不考虑绳重和摩擦,求:,不考虑绳重和摩擦,求:(1)克服货物重力做功克服货物重力做功(2)拉力做功拉力做功(3)机械效率;机械效率;(4)若用此滑轮组提升若用此滑轮组提升3200N货物,所需拉力为多少货物,所需拉力为多少?解:(1)由图可知负担动滑轮绳子段数n=4W有=Gh=N1m=J(2)W总=FS=600N4m=2400JG动=nF-G=4600N-N=400N第38页7 7、外力对水泵做了、外力对水泵做了7104J J总功,水泵把总功,水泵把 250
24、kgkg水送到水送到20m m高处,水泵完成有用功为高处,水泵完成有用功为多少多少J J,水泵机械效率为水泵机械效率为多少?(多少?(g=10N/kg)W有有=Gh=mgh=250kg10N/kg20m=5104J第39页G1=G2,F1=F2,重物上升高度相同,重物上升高度相同,比较两拉力所做功比较两拉力所做功W1 W2及两滑轮机及两滑轮机械效率械效率1 1 2 2。第40页(宿迁)某学习小组使用几个相同滑轮分别进行机械效率测定,如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升髙度h、测力计移动距离S,并将计算出有用功W有用、总功W总和机械效率数据一并记人下表:(1)表格中数据 ;(2)比较试验1
25、、2,第2次机械效率较低,主要原因是;_(3)比较试验2、3,影响这两次试验机械效率不一样主要原因是 _,使用滑轮组优点是 _。74.1%74.1%动滑轮有重力(或有用功相同时,使用动滑轮做额外功多等)动滑轮有重力(或有用功相同时,使用动滑轮做额外功多等)能够省力或能改变用力方向能够省力或能改变用力方向摩擦摩擦第41页(遵义)小明在测量滑轮组机械效率试验中,所用装置如图所表示,试验中每个钩码重2N,测得数据以下表:第42页(1)在试验中,测绳端拉力F 时,应尽可能竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次试验测得机械效率为。(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第2次试验
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