高中物理 功和能

高中物理功和能第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．使用任何機(jī)械時(shí)，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做

的功總是等于機(jī)械克服阻力所做的

功，即W動(dòng)＝W阻＝W有用＋W額外。2．使用任何機(jī)械都不能省功，做一定量的功時(shí)，要省力就要增大做功的位移，而減小做功時(shí)的位移就要多用力，實(shí)際上使用任何機(jī)械都費(fèi)功。3．做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量

度，做多少功就會(huì)有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六輸入功

對(duì)機(jī)械所做的功W動(dòng)，也就是W總輸出功克服

所做的功，即W有用損失功克服

所做的額外功，即W額外三者關(guān)系W動(dòng)＝W阻＝W有用＋W額外或W輸入＝W輸出＋W損失1．輸入功、輸出功和損失功有用阻力不省功動(dòng)力額外阻力阻力機(jī)械功的原理動(dòng)力

2．機(jī)械功原理使用任何機(jī)械時(shí)，

對(duì)機(jī)械所做的功總是等于機(jī)械克服

所做的功。也就是說，使用任何機(jī)械都

。[自學(xué)教材]第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．不能省功的含義一是“等于”，也就是使用機(jī)械與不使用機(jī)械而直接用手所做的功是相等的，這種機(jī)械稱為理想機(jī)械。二是“大于”，即使用機(jī)械要比不使用機(jī)械而直接用手所做的功要多，也就是更費(fèi)功，這種機(jī)械為非理想機(jī)械，實(shí)際的機(jī)械由于其自身重力和摩擦，都會(huì)有無用功，因此任何機(jī)械都是費(fèi)功的機(jī)械，即非理想機(jī)械。第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六2．應(yīng)用根據(jù)功的原理，使用任何機(jī)械都不能省功，但增大做功時(shí)的位移可以省力，增大做功時(shí)的作用力可以省位移，有些機(jī)械不省力也不省位移，但能改變做功方式，改善我們的工作環(huán)境。(1)省力機(jī)械：扳手、千斤頂、螺絲刀、開瓶器、斜面等。(2)省位移的機(jī)械：理發(fā)剪、自行車、筷子、漁竿等。(3)不省力也不省位移但改變工作方式的機(jī)械：定滑輪、等臂杠桿等。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．使用簡(jiǎn)單機(jī)械時(shí) (

)A．可以省力，可以省距離，也可以省功B．可以省力，多移動(dòng)距離，也可以省功C．只能省功，但不能省力、省距離D．可以省力，但不能省功解析：機(jī)械功的原理告訴我們，使用任何機(jī)械都不能省功，故A、B錯(cuò)誤；我們可以通過多移動(dòng)距離達(dá)到省力的目的，故C錯(cuò)誤，D正確。答案：D第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．能量表示一個(gè)物體具有對(duì)其他物體

的本領(lǐng)。2．功能關(guān)系做功的過程就是能量

的過程，做了多少功，就有多少

發(fā)生了轉(zhuǎn)化，因此，功是

的量度。3．機(jī)械的作用人在使用機(jī)械做功時(shí)，做功的機(jī)械是將能量從一個(gè)物體傳遞或

到另一個(gè)物體，或?qū)⒛芰繌囊环N形式轉(zhuǎn)化為

形式。功和能的轉(zhuǎn)化做功轉(zhuǎn)化能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移另一種[自學(xué)教材]第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．對(duì)能量的認(rèn)識(shí)(1)意義：能量反映的是物體具有對(duì)外做功本領(lǐng)的大小，而不是反映物體對(duì)外做功的多少。如一個(gè)物體對(duì)外做功的本領(lǐng)很大，但它卻沒有對(duì)外做功，我們說該物體的能量還是很大，也就是說，一個(gè)物體可以具有很大的能量，但它不一定要對(duì)外做功。(2)形式：能量具有各種不同的形式，如機(jī)械能、內(nèi)能、光能、化學(xué)能等。不同的運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)不同的能。一切物體都具有能量，能量是物體的固有屬性，某種形式的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)形式的能，如由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)而具有的能就稱為機(jī)械能。第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六2．功和能的區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別：功是過程量，能是狀態(tài)量。只能說處于某一狀態(tài)的物體(或系統(tǒng))具有多少能，而不能說這個(gè)物體(或系統(tǒng))具有多少功，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。(2)聯(lián)系：①能量有多種不同形式，且不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化通過做功來實(shí)現(xiàn)，即做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。②做了多少功就有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，即能量轉(zhuǎn)化的多少可用做功的多少來量度。第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六2．有關(guān)功和能，下列說法正確的是(

)A．力對(duì)物體做了多少功，物體就具有多少能B．物體具有多少能，就一定能做多少功C．物體做了多少功，就有多少能量消失D．能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，可以用功來量

度能量轉(zhuǎn)化的多少第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六解析：力對(duì)物體做了多少功，物體的能量就增加了多少，但不能說物體就具有多少能，A錯(cuò)誤；能量反映的是物體具有對(duì)外做功本領(lǐng)的大小，而不是反映物體對(duì)外做功的多少，B錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，并不是能量消失了，C錯(cuò)誤，D正確。答案：D第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六[例1]如圖1－2－1所示，將一質(zhì)量為30kg的物體沿斜面勻速推到頂部，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.5m，傾角θ＝30°，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2。求在使用斜面的過程中動(dòng)力做的功、輸出功和損失的功。(g取10m/s2)[思路點(diǎn)撥]

解此題要注意以下兩點(diǎn)：(1)利用斜面可以省力但不能省功。(2)推力做的功是動(dòng)力做的功，克服摩擦阻力做的功是損失的功。機(jī)械功原理的應(yīng)用圖1－2－1第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六[答案]

302.94J

225J

77.94J第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六[借題發(fā)揮]功的原理告訴我們，使用任何機(jī)械都不能省功，做一定量的功要省力就要增大做功時(shí)的位移，而要減小做功時(shí)的位移就要多用力。第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六1．一個(gè)人用杠桿提升一重為500N的重物，手下降1m，重物

被舉高0.2m。該過程中人做了多少功？人的作用力多大？答案：100J

100N第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六[例2]

如圖1－2－2表示撐竿跳運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐竿起跳、越橫桿。試定性地說明在這幾個(gè)階段中的能量轉(zhuǎn)化情況。[思路點(diǎn)撥]

根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)階段運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作分析能量的轉(zhuǎn)化。功、能轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用圖1－2－2第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六[解析]

運(yùn)動(dòng)員在助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和竿的動(dòng)能；起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢(shì)能，使人體上升至橫桿以上；越過橫桿后，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。[答案]

見解析[借題發(fā)揮]功是能量轉(zhuǎn)化的量度。在分析具體問題時(shí)要注意有幾種形式的能量參與轉(zhuǎn)化，有幾個(gè)物體的能量參與轉(zhuǎn)化，要分析全面，不要有遺漏。第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六2.如圖1－2－3所示，跳板跳水運(yùn)動(dòng)員在彈離跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列復(fù)雜而優(yōu)美的動(dòng)作后入

水。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，請(qǐng)你分析一下從運(yùn)動(dòng)員起跳到入

水的全過程，有哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化？圖1－2－3第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期六解析：跳水運(yùn)動(dòng)員在走板和起跳時(shí)要先使跳板上下振動(dòng)，此過程運(yùn)動(dòng)員將身體儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為跳板的（彈性）勢(shì)能，然后再將這一（彈性）勢(shì)能轉(zhuǎn)化為身體起跳的動(dòng)能；運(yùn)動(dòng)員離開跳板上升的過程，動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為（重力）勢(shì)能；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)下降時(shí)，（重力）勢(shì)能逐漸減小，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能逐漸增大，