功和机械能单元复习.doc

第十一章 《功和机械能》
复习目标：
1、理解功和功率的概念和物理意义。2、会用功和功率的公式进行简单的计算。
重难点：功和功率的综合运用。
【知识梳理】
一、功
1．力做功的两个必要因素：①__ _；②物体在这个___的方向上移动的____。
2．力没做功的三种情况：①“劳而无功”：物体受力但没______；②“垂直无功”：物体受力和移动的方向______；③“不劳无功”：运动物体缺力凭_______保持继续运动。
二、功的大小
1．规定：在物理学中，力做功的多少等于作用在物体上的力和物体在______的方向上移动_____的乘积。用字母______表示。
2．公式：________；把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是____。
3．理解：公式中的s一定是在力F的方向上通过的距离，强调对应。F和s是同一个物体在同一时间内，且同一方向上的两个量。
三、功率
1．定义：__________里完成的功叫功率。意义：功率是用来表示做功______的物理量。
2．做功越_____，功率就越_____。功率用字母_____表示。
3．比较方法：①做功时间相同时，比较______________，做功越_____，功率越大。
②做同样多的功时，比较______________，用时越_____，功率越大。
4．定义公式：_______ 国际制单位 1W=1 1W的意义
5．某小轿车功率66kW，它表示：小轿车在______内做的功为_____________J。
6.由W＝______和v＝_______，得P＝________。汽车的功率一定，上坡时要换低速档，以获得更_____的牵引力，即在功率一定时，要增大F，必须______
四、动能和势能及相互转化
1．能量
 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有 ；只是说明它有做功的能力，但不一定要做功。
2．动能（1）定义： ；（2）决定动能大小的因素： 、 。
3．势能：（1）重力势能：①定义 ；②决定其大小的因素：
 （2）弹性势能：①定义 ②决定其大小的因素
思考：如何探究？
4．举例动能和势能相互转化：
5． 与 统称机械能。（思考：一个物体一定既有动能又有势能吗？ ）
6.什么是机械能守恒？ 。
【课堂探究】
1．功
（1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
（2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。
巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。
（3）力学里规定：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
（4）功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。
（5）应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。
②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
③ 功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
2．功的原理：
（1）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。

力的大小（F）
移动距离（s）
做功多少（W）
手提升G
G
h
Gh
动滑轮提升G
G/2
2h
Gh
结论
1、W=Fs ；2、使用任何机械都不能省功
（2）说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）
①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）
（3）应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理；
②理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。
3．功率：
（1）定义：单位时间里完成的功
P
W
t
=
（2）物理意义：表示做功快慢的物理量。
（3）公式： = Fv

根据功率的导出式：P＝Fv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。
（4）单位：主单位 W 常用单位 kW 、mW 、马力
换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W
某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J
（5）比较功率大小方法 a、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。
b、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大
4.动能和势能
（1）能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。
机
械
能
势能
重力
势能
定义：物体由于被举高而具有的能量。
决定其大小的因素：
物体质量越大、举得越高，势能就越大
弹性
势能
定义：发生形变的物体具有的能量。
决定其大小的因素：
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
决定其大小的因素：
物体速度越大、质量越大，动能就越大
（2）知识结构：

7. 探究决定动能大小的因素：
①　猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
② 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；
？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少
？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；
？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；
③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；
保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
（4）机械能：动能和势能统称为机械能。
动能
转化
转化
势能
弹性势能
重力势能
理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
5.动能和势能的转化
（1）知识结构：
（2）动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
（3）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
（4）动能与势能转化问题的分析：
①首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
②还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
③题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
【课堂检测】
1．下列关于力做功的说法，正确的是（　　）
A.人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车做功
D.过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
2．引体向上，是同学们经常做的一项健身运动，该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。写出计算陈强同学动作时功率的表达式。
3．人造地球卫星在从近地点向远地点运行的过程中，速度会逐渐减慢，此过程中______能转化为______能；而在从远地点向近地点运行时，速度会逐渐加快，则此过程中__________能转化为________能，由此我们可以判断人造地球卫星在______处动能最大，速度最快。
4．汶川地震后的5月14日，我空降兵15勇士不畏牺牲，勇敢地从4999m的高空跳伞执行侦查营救任务，为上级决策提供了第一手资料，为组织大规模救援赢得了宝贵时间，受到了中央军委的通令嘉奖。跳伞勇士在空中匀速下落的过程中，他的     (       )  
A．重力势能增大，机械能增大    B.重力势能减小，机械能增大
C．重力势能减小，机械能不变     D.重力势能减小，机械能减小
5．图8-8所示的是中国选手陈燮霞在北京奥运会女子48kg级举重比赛中的情形，她为中国代表团捧得首金．她的抓举成绩是95kg，假如她在比赛中是用2s的时间将杠铃举高1.4m，请你算一算 （g取10N/kg）
  ⑴陈燮霞举起杠铃的过程中至少做了多少的功？
  ⑵陈燮霞举起杠铃的功率至少是多少？

【巩固提升】
1．下列说法中，正确的是： ( )
A．在相同的时间内做的功越多，机械效率越高
B．在相同的时间内做的功越多，功率就越大
C．功率大的机器，机械效率一定高
D．功率大的机器，做的功一定多
2．某机器的功率是1000W，这句话的物理意义是： ( )
A．表示这台机器能做1000W的功 B.表示这台机器能做1000J的功
C．表示这台机器秒能做1000W的功 D.表示这台机器每秒能做1000J的功
3．下列关于能量的说法中正确的是: ( )
A.做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B.做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C.能够做功的物体具有能量，但不一定就做功
D.能量多的物体所做的功一定就多
4．滚摆在下降时速度____________，动能__________，势能_________，上升时速度_________，动能__________，势能____________。 滚摆每次上升的高度都比前次稍低，表明滚摆的机械能总量在不断_______。若不计阻力滚摆的机械能总量________________。(本题选填“变大”、“变小”或“不变”)
5．跳伞运动员在跳伞时要经历两个过程：第一个过程即伞未张开，他下落的速度会越来越快，此时它所具有的动能 ________，势能_______；第二个过程：即伞张开后，他会匀速下落，则此过程中动能________，势能__________，机械能总量____________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
6．随着生活水平的提高，许多家庭的代步工具逐渐由汽车、摩托车代替了自行车．其实骑自行车不仅能减小城市污染，还有利于身体健康．体重80kg的金老师每天骑车上班减肥，车的质量是20kg，若他以5 m/s的速度匀速前进，受到的阻力约为人与车总重的0.04倍，则他消耗的功率约为多少W? （g取10N/kg）

7.功率为24KW的拖拉机，匀速耕地20min前进了1800m，求：
（1）拖拉机所做的功是多大？
（2）前进中拖拉机所受的阻力多大？
（3）如果功率不变，想加快速度，在20min内前进3600m，需采取什么措施？

课堂总结：
课后反思 我的收获是： ________________________________________________
我的问题是： ________________________________________________

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