第十五章第十五章功功和机械能和机械能复习课复习课2 2、功的原理：使用任何机械都不省功。、功的原理：使用任何机械都不省功。 省省了距离的一定费了力，费力的一定省了距离。了距离的一定费了力，费力的一定省了距离。但力和但力和距离的乘积（功）不变。距离的乘积（功）不变。知识点一知识点一、功的概念功的概念在物理学中，在物理学中，把力和在力的方向上把力和在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。移动的距离的乘积叫做功。（2）做功的两个必要因素）做功的两个必要因素：功功=力力X距离距离W=FSW-功功-焦（焦（J）F-力力-牛（牛（N）S-距离距离-米（米（m）单位：单位：焦耳（焦耳（J）1J=1Nm作用在物体上的作用在物体上的力力；物体在力的方向上移动的物体在力的方向上移动的距离距离。（3）公式：）公式：1、（1）定义：）定义：几种不做功的情况几种不做功的情况1 1、有力而无距离、有力而无距离 推而不动推而不动 举而不起举而不起2 2、有距离而无力、有距离而无力 由于惯性而发生移动由于惯性而发生移动3 3、有力也有距离，但力的方、有力也有距离，但力的方向和距离的方向垂直向和距离的方向垂直, ,即力即力的方向上无距离。的方向上无距离。1、小明用、小明用100N的力将的力将50N的铅球掷出的铅球掷出10m远，则在远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500JC铅球受到的是惯性铅球受到的是惯性2 2. .晓明扛着质量为晓明扛着质量为20kg20kg的水桶，水平前进了的水桶，水平前进了50m,50m,又沿又沿着长着长5m5m、高、高3m3m的楼梯从一楼上到二楼，他对水桶做了的楼梯从一楼上到二楼，他对水桶做了多少功？多少功？3.一根长一根长3m，质量为，质量为100kg的粗细均匀的钢梁放在水的粗细均匀的钢梁放在水平地面上，把它竖起来，至少要做多少功？平地面上，把它竖起来，至少要做多少功？W=FS=100kg10N/kg1.5m=1500J600JW=(20kg10N/kg)3m=课堂训练课堂训练原理原理:把钢梁竖起需要把重心抬高到钢梁长度的一半把钢梁竖起需要把重心抬高到钢梁长度的一半.即即H=L/24 4. .在平地上，用在平地上，用50N50N的水平拉力拉重的水平拉力拉重100N100N的箱的箱子，前进了子，前进了10m10m，拉力做了多少功？如果把这，拉力做了多少功？如果把这个箱子匀速举高个箱子匀速举高1 1.5 5米，又做了多少功？米，又做了多少功？拉力做的功为拉力做的功为W=FS=5010=500J举高箱子做的功为：举高箱子做的功为：W=FS=1001.5=150J10m50N100N5 5、一个重、一个重1000N1000N的车，在的车，在100N100N水平推水平推力作用下前进力作用下前进50m50m。当推力撤掉后，车当推力撤掉后，车由于惯性又继续前进了由于惯性又继续前进了5m5m。求推力做求推力做的功？的功？推力做的功为推力做的功为W=FS=10050=5000J6.一个人先后用大小相同的力沿水平方向拉木一个人先后用大小相同的力沿水平方向拉木箱，实使木箱分别在光滑和粗糙两种不同水平箱，实使木箱分别在光滑和粗糙两种不同水平地面上前进相同的距离。拉力哪一次所做的功地面上前进相同的距离。拉力哪一次所做的功多？多？7.三辆汽车用大小相同的牵引力和速度行驶，三辆汽车用大小相同的牵引力和速度行驶，甲沿上坡路、乙沿水平路、丙沿下坡路，都行甲沿上坡路、乙沿水平路、丙沿下坡路，都行驶相同的时间，那辆车的牵引力做的功多？驶相同的时间，那辆车的牵引力做的功多？做功的多少只由做功的多少只由WFs决定、与物体的质量、决定、与物体的质量、运动速度、运动方向、是否有摩擦无关。运动速度、运动方向、是否有摩擦无关。两次一样多两次一样多因速度、时间相同，所以行驶距离也相同，则因速度、时间相同，所以行驶距离也相同，则三辆车牵引力做的功一样多三辆车牵引力做的功一样多8.小明和小刚体重相同，体育课上小明小明和小刚体重相同，体育课上小明爬绳，小刚爬杆，两个人都爬到了爬绳，小刚爬杆，两个人都爬到了3m高高的顶端，比较两人做的功（的顶端，比较两人做的功（）A、小明做功多、小明做功多B、小刚做功多、小刚做功多C、两人做功一样多、两人做功一样多D、无法比较、无法比较CA、750焦焦B、300焦焦C、0D、条件不足，无法确定、条件不足，无法确定9.某足球运动员在水平方向用某足球运动员在水平方向用25牛的力，将牛的力，将10牛的球沿水平地面踢出牛的球沿水平地面踢出30米停下来。在这一过米停下来。在这一过程中，脚对球所做的功为（程中，脚对球所做的功为（）C简单机械的作用是什么？简单机械的作用是什么？使用简单机械可以省力，或者省距离，使用简单机械可以省力，或者省距离，能省能省功吗功吗？ 不省功不省功用力用力F直接直接将物体匀速提升将物体匀速提升h m m，F对物体做功对物体做功 GhF人利用杠杆将物体匀速提升人利用杠杆将物体匀速提升h m m拉力拉力 F F 做的功做的功动力臂为阻力臂的三倍动力臂为阻力臂的三倍功的原理功的原理使用机械时，人们所做的功，都不会使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械所做的功，少于不用机械所做的功，也就是也就是使用使用任何机械都不能省功任何机械都不能省功不省功的原因是什么？不省功的原因是什么？因省力的机械必费距离，省距离的机械一因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功定费力，而功=力力距离，所以不能省功距离，所以不能省功W W总总=Fs=Fs（F F为施加的外力，为施加的外力，s s为在力的方向上移动的距为在力的方向上移动的距离）离）W W有用有用=Gh=Gh（机械沿竖直方向上提升重物。（机械沿竖直方向上提升重物。G G为重物重，为重物重，h h为为重物上升的高度。）重物上升的高度。）任何实际机械的机械效任何实际机械的机械效率率1 1且且是一个没有单位是一个没有单位的量。的量。知识点二知识点二、机械效率、机械效率1、有用功和、有用功和总功总功利用机械做功时，对人们有用的功，叫利用机械做功时，对人们有用的功，叫有用功有用功（W有用）。有用）。对人们没有用但又不得不做的功叫对人们没有用但又不得不做的功叫额外功额外功（W额外）。额外）。有用功和额外功的总和叫有用功和额外功的总和叫总功总功（W总）。总）。（1）有用功和总功的比值叫）有用功和总功的比值叫机械效率机械效率，用用表示表示。（2）公式：机械效率）公式：机械效率=有用功有用功总功总功即：即：=W有用有用/W总总2、机械效率、机械效率A1、2、C4 4、一台起重机将重、一台起重机将重6000N6000N的建筑材料提升的建筑材料提升到到10m10m高的楼房上，做的额外功是高的楼房上，做的额外功是40000J40000J，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：起重机提升材料所做的功是有用功解：起重机提升材料所做的功是有用功W有用有用=FS=600010=60000J=6104J总功为总功为W总总=60000J+40000J=1105J1实验表明，使用斜面实验表明，使用斜面_省功（选填省功（选填“能能”或或“不能不能”）。）。2在使用光滑程度一样的斜面，斜面越陡，越在使用光滑程度一样的斜面，斜面越陡，越_（选填（选填“省力省力”或或“费力费力”），斜面的机械效率越），斜面的机械效率越_（选填（选填“高高”或或“低低”）。）。3在使用倾斜程度一样的斜面，斜面越粗糙，越在使用倾斜程度一样的斜面，斜面越粗糙，越_（选填（选填“省力省力”或或“费力费力”），斜面的机械效率越），斜面的机械效率越_（选填（选填“高高”或或“低低”）。）。值得值得留意留意高高费力费力不能不能费力费力高高6、下列叙述中能够提高机械效率的是（、下列叙述中能够提高机械效率的是（）A、增加有用功、增加有用功B、减小机械间的摩擦、减小机械间的摩擦C、减小总功、减小总功D、使用最省力的机械、使用最省力的机械B7、一汽车陷入泥中无法行驶，司机组装了如图所、一汽车陷入泥中无法行驶，司机组装了如图所示的滑轮组将汽车拉出。设整个过程汽车看做是匀示的滑轮组将汽车拉出。设整个过程汽车看做是匀速直线运动，所受阻力为速直线运动，所受阻力为2.4103N，移动距离为，移动距离为4m，司机所用拉力为，司机所用拉力为103N，求：有用功、总功。，求：有用功、总功。9.6103J1.2104J（4 4）单位：瓦（）单位：瓦（W W）另外还有：另外还有：千瓦千瓦（KWKW）1W=1J/s1W=1J/s注意：注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率大；只有相等的时间内做的功越多，功率才大。大；只有相等的时间内做的功越多，功率才大。 在在力力F F作用下做匀速直线运动作用下做匀速直线运动时，时， 有有：P=W/t=Fs/t=FvP=W/t=Fs/t=Fv知识点三知识点三、功、功率定义率定义（1）定义：单位时间内所做的）定义：单位时间内所做的功叫做功叫做功率功率。用用P表示。表示。1、功率、功率（2）物理意义：反映物体做）物理意义：反映物体做功快慢功快慢的物理量。的物理量。（3）公式：功率）公式：功率=功功时间，即时间，即P=W/tP功率功率瓦特（瓦特（W）W功功焦耳（焦耳（J）t时间时间秒（秒（s）1.功率功率70W表示什么意思？表示什么意思？功率功率70W表示机械在表示机械在1s内做了内做了70J的功的功2.功率功率70W和和450W功率哪个大？做功率哪个大？做功哪个快？为什么？功哪个快？为什么？450W比比70W功率大，做功快功率大，做功快450W W450J J/s s，70W W70J J/s s3.一一台台机机器器，功功率率是是1.5kW，它它表表示示示示机机器器在在1s内内做做了了多多少少功功，2s内内做多少功做多少功4、关于功率、关于功率,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.做功用的时间越少做功用的时间越少,功率越大。功率越大。B.功率越大功率越大,做的功越多。做的功越多。C.在相同的时间里在相同的时间里,做功越多做功越多,功率越大。功率越大。D.做功的时间越多做功的时间越多,功率越大。功率越大。5、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则（质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则（）A、甲做功较多，功率较大、甲做功较多，功率较大B、甲做功较多，功率较小、甲做功较多，功率较小C、甲做功较多，甲、乙功率相等、甲做功较多，甲、乙功率相等D、甲、乙做功相等，乙的功率较大、甲、乙做功相等，乙的功率较大A6、使用机械做功时，下面说法正确的是：、使用机械做功时，下面说法正确的是：（A）功率大的机器一定比功率小的机器做功多功率大的机器一定比功率小的机器做功多（B）功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少（C）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；（D）以上说法都不对以上说法都不对7 7、一一台台机机器器用用2 2分分钟钟时时间间做做了了6 610104 4J J的的功功，这台机器的功率是多少？这台机器的功率是多少？答：这台机械的功率是500W解：8、用、用100N的力推着小车在水平面上作匀速直的力推着小车在水平面上作匀速直线运动，线运动，5s内小车前进了内小车前进了10m，则在这段时间，则在这段时间内：内：物体运动的速度是多大？物体运动的速度是多大？推力做得功推力做得功多少？多少？推力的功率是多大？推力的功率是多大？解解: :(1)(1)物体的运动速度为物体的运动速度为v=sv=st=10t=105=2m/s5=2m/s(2)推力所做的功为推力所做的功为W=FS=100N10m=1000J1 1、动能、动能（1 1）动能：）动能：物体由于运动而具有的能。物体由于运动而具有的能。一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为0 0）动能为）动能为0 0。（2 2）动能大小的决定因素：）动能大小的决定因素：由速度和质量共同决定。由速度和质量共同决定。物体的运动速度越大，质量越大，动能越大。物体的运动速度越大，质量越大，动能越大。（3 3）比较动能的大小：）比较动能的大小：质量相同，速度大的动能大；质量相同，速度大的动能大；速度相同时，质量大的动能大。做匀速运动的物体，速度相同时，质量大的动能大。做匀速运动的物体，动能不变。动能不变。知识点四知识点四、动能和势能、动能和势能2 2、势能、势能（1 1）定义：）定义：物体物体由于被举高或者发生弹性形变而具由于被举高或者发生弹性形变而具有的能。有的能。（2 2）分类：）分类： 重力势能重力势能：物体由于被举高而具有的能。物体：物体由于被举高而具有的能。物体质量越大，举高的高度越高，重力势能越大。质量越大，举高的高度越高，重力势能越大。通常通常认为在地面上的物体的重力势能为零。认为在地面上的物体的重力势能为零。 弹性势能：弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。物体由于发生弹性形变而具有的能。同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大。同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大。1010.如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是（ ）A、重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能B B、重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能、重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能C、重力势能减小，动能不变，没有重力势能转变为动能重力势能减小，动能不变，没有重力势能转变为动能D、重力势能减小，动能增加，没有重力势能转变为动能重力势能减小，动能增加，没有重力势能转变为动能11、一架匀速上升的直升飞机，它的（、一架匀速上升的直升飞机，它的（）A、动能增加，重力势能不变、动能增加，重力势能不变B、动能不变，重力势能增加、动能不变，重力势能增加C、动能和重力势能都增加、动能和重力势能都增加D、动能不变，机械能也不变、动能不变，机械能也不变12、下列自然灾害中，主要由机械能造、下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏的是：（成的破坏的是：（）A、大火烧毁房屋、大火烧毁房屋B、干旱使庄稼枯死、干旱使庄稼枯死C、洪水冲垮堤坝、洪水冲垮堤坝D、汽油燃烧爆炸、汽油燃烧爆炸1 1、机械能、机械能：动能和势能之和。动能和势能之和。一个物体可以既有动能又有势能。一个物体可以既有动能又有势能。2 2、动能和势能的相互转、动能和势能的相互转化：化：A如图：如图：A点：重力势能最大，动能为零。点：重力势能最大，动能为零。B点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）AB：动能转化为重力势能。：动能转化为重力势能。知识点五、机械能及其转化知识点五、机械能及其转化3 3、机械能守恒、机械能守恒 如果如果只有只有动能动能和和势能势能的转化，机械的转化，机械能的总和保持不变。能的总和保持不变。1313.运动员跳高时从离开地面到上升到最大运动员跳高时从离开地面到上升到最大高度的过程中高度的过程中（ ）A A动能转化为重力势能动能转化为重力势能B B重力势能转化为动能重力势能转化为动能C C弹性势能转化为机械能弹性势能转化为机械能D D重力势能减小，动能增大重力势能减小，动能增大一、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，一、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，W=Fs，单位，单位二、功的原理：理想机械二、功的原理：理想机械三、机械效率：公式，测量方法三、机械效率：公式，测量方法=（Gh/Fs)，如何，如何提高提高四、功率：四、功率：P=W/t=Fv，与机械效率的区别，与机械效率的区别五、机械能：概念，动能（五、机械能：概念，动能（mv），重力势能（），重力势能（mh），弹性势能（弹性形变），弹性势能（弹性形变）六、机械能的转化：只有动能和势能的转化时，机六、机械能的转化：只有动能和势能的转化时，机械能守恒。械能守恒。功和机械能功和机械能复习小结：复习小结：一、功一、功1 1、功（、功（1 1）在物理学中，把）在物理学中，把_和在力的方向上移动的和在力的方向上移动的_的乘的乘积叫功。积叫功。（2 2）做功的两个必要因素：）做功的两个必要因素：_；_。（3 3）公式：）公式：_W=FSW=FSW-W-_-_（J J）F-F-_-牛顿（牛顿（N N）S-S-距离距离-_-_（m m）单位：单位：1J=1Nm1J=1Nm2 2、功的原理：、功的原理：_。省了距离的一定费了省了距离的一定费了_，费力的一定省了，费力的一定省了_。但力和距。但力和距离的乘积（功）不变。离的乘积（功）不变。二、机械效率二、机械效率1 1、有用功和总功、有用功和总功利用机械做功时，对人们利用机械做功时，对人们_的功，叫有用功（的功，叫有用功（W W有用有用）。）。对人们没有用但又不得不做的功叫对人们没有用但又不得不做的功叫_功（功（W W额外额外）。）。_的总和叫总功（的总和叫总功（W W总总）。）。2 2、机械效率、机械效率（1 1）_的比值叫机械效率，用的比值叫机械效率，用表示。表示。（2 2）公式：）公式：_W W总总=Fs=Fs（F F为施加的外力，为施加的外力，s s为在力的方向上移动的距离）为在力的方向上移动的距离）W W有用有用=Gh=Gh（机械沿竖直方向上提升重物。（机械沿竖直方向上提升重物。G G为重物重，为重物重，h h为重物上为重物上升的高度。）升的高度。）任何实际机械的机械效率任何实际机械的机械效率11且且是一个没有单位的是一个没有单位的量。量。三、功率三、功率1 1、功率、功率（1 1）定义：）定义：_。用。用P P表示。表示。（2 2）物理意义：反映物体做功）物理意义：反映物体做功_的物理量。的物理量。（3 3）公式：）公式：_，即，即P=W/tP=W/tP_P_（W W）W W_（J J）tt时间时间_（s s）（4 4）单位：瓦（）单位：瓦（W W）另外还有：千瓦另外还有：千瓦1W=1J/s1W=1J/s注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率大；只有功率大；只有_的时间内做的功越的时间内做的功越_，功率才，功率才大。大。在力在力F F作用下做匀速直线运动时，有：作用下做匀速直线运动时，有：P=W/t=Fs/t=_P=W/t=Fs/t=_四、动能和势能四、动能和势能1 1、动能、动能（1 1）动能：物体由于）动能：物体由于_而具有的能。而具有的能。一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为为0 0）动能为）动能为0 0。（2 2）动能大小的决定因素：由）动能大小的决定因素：由_和和_共同共同决定。物体的运动速度越决定。物体的运动速度越_，质量越，质量越_，动能，动能越大。越大。（3 3）比较动能的大小：质量相同，速度）比较动能的大小：质量相同，速度_的动的动能大；速度相同时，质量能大；速度相同时，质量_的动能大。做匀速的动能大。做匀速运动的物体，动能不变。运动的物体，动能不变。2 2、势能、势能重力势能：物体由于重力势能：物体由于_而具有的能。物体而具有的能。物体质量越质量越_，举高的高度越，举高的高度越_，重力势能越大。，重力势能越大。通常认为在地面上的物体的重力势能为通常认为在地面上的物体的重力势能为_。弹性势能：物体由于发生弹性势能：物体由于发生_而具有的而具有的能。能。同一物体，弹性形变越大，具有的势能同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大越大。五、机械能及其转化五、机械能及其转化1 1、机械能：、机械能：_和和_之和。一个物体可以既有动能又有势能。之和。一个物体可以既有动能又有势能。2 2、动能和势能的相互转化：、动能和势能的相互转化：如图：如图：A A点：重力势能最大，动能为零。点：重力势能最大，动能为零。B B点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）点：动能最大，重力势能最小（不一定为零）ABAB：动能转化为重力势能。：动能转化为重力势能。3 3、机械能守恒、机械能守恒如果只有动能和势能的转化，机械能的如果只有动能和势能的转化，机械能的_保持不变保持不变。AB