高中物理第1章功和功率第2节功和能学案鲁科版

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1、第2节　功和能学习目标核心提炼1.了解机械功的原理，并能解释相关现象。2.理解功和能的关系。3.会根据功能关系分析问题。1个原理——机械功原理1个关系——功和能之间的关系1个本质——机械功的本质一、机械功的原理阅读教材第8～9页“机械功的原理”部分，初步知道输入功、输出功和损失功的概念。知道机械功的原理。1.输入功、输出功和损失功：输入功动力对机械所做的功W动，也就是W总输出功克服有用阻力所做的功，即W有用损失功克服额外阻力所做的额外功，即W额外三者关系W动＝W阻＝W有用＋W额外或W输入＝W输出＋W损

2、失2.机械功的原理使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功。也就是说，使用任何机械都不省功。思维拓展任何机械都不能省功，人们为何要使用简单机械呢？答案　使用任何机械虽然都不能省功，但可以省力或省位移，改变人的工作方式和劳动强度，提高工作效率。二、做功和能的转化阅读教材第9～10页“做功和能的转化”部分。了解能的概念，功和能之间的关系。1.能的概念：如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量。2.功和能之间的关系：做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功，就表示有多少

3、能从一种形式转化为另一种形式。因此，功是能量转化的量度。3.机械做功的本质：做功的机械是传递能量、实现能量转化12的装置。机械做功，只能将能量从一个物体转移到另一个物体，或者将一种形式的能量转化为另一种形式的能量。思考判断(1)能够做功的物体具有能量。(　　)(2)机械可以对外做功是因为机械可以产生能量。(　　)(3)能量的转化并不一定需要做功来完成。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)×　对机械功原理的理解[要点归纳]1.功的原理的表达式(1)不使用机械时：W输入＝W输出(或W动＝W阻)。(2)

4、使用机械时：W动＝W阻＝W有用＋W额外(或W输入＝W输出＋W损失)。(3)功的意义①W动＝W总表示动力对机械做的功；②W阻表示机械克服所有阻力做的功；③W有用＝W输出表示机械克服有用阻力做的功；④W额外＝W损失表示机械克服额外阻力做的功。2.不省功的两层含义(1)等于(即理想机械)，是指使用机械做的功与不使用机械而直接用手所做的功是相等的。(2)大于，即费功(即非理想机械)，是指使用机械做的功比不使用机械而直接用手所做的功多。3.机械在生活中的应用(1)省力机械：千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子、扳手、开瓶

5、器等。(2)省位移的机械：自行车、理发剪、筷子、鱼竿等。(3)不省力也不省位移，只改变工作方式的机械：定滑轮、等臂杠杆等。[精典示例][例1]如图1所示，通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将一重物匀速提高2m，已知重物的质量为100kg，动滑轮自身的质量为1kg，绳的质量和摩擦均不计，(g取10m/s2)求：12图1(1)人的拉力大小及拉力做的功；(计算结果保留四位有效数字)(2)该机械的有用功和额外功。解析　(1)由题意知，动滑轮和重物的整体受力平衡，而整体向上的方向有三根绳子承担，即3F＝G

6、1＋G2＝1010N所以人的拉力F＝N≈336.7N要使重物升高2m，绳的作用点的位移s＝3h＝6m拉力做的功WF＝F·s＝2020J。(2)该机械是为了将重物提升2m所以有用功为W有用＝G1h＝1000×2J＝2000J而提升过程中，克服动滑轮的重力做功是不可避免的，这是额外的，所以额外功W额外＝G2h＝10×2J＝20J。答案　(1)336.7N　2020J　(2)2000J　20J应用机械功的原理解题时应注意的问题(1)通过对研究对象的受力分析，确定动力和阻力，区分有用阻力和无用阻力(或额外阻力

7、)。(2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移。(3)根据功的定义式求解各力所做的功，根据机械功的原理列方程求解。[针对训练1]如图2所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼，根据图中的数据分析，这三种方法中：12图2(1)所做的有用功分别是多少？(2)哪种方法所做的总功最多，是多少？哪种方法所做的总功最少，是多少？解析　(1)甲、乙、丙三位工人都是将重为400N的水泥运到三楼，有用阻力相同，都为水泥的重力，故三人所做的有用功都为W有用＝G水泥h＝400×6J＝240

8、0J。(2)工人甲做的总功为W甲＝(G水泥＋G桶＋G人)h＝(400＋20＋400)×6J＝4920J工人乙做的总功为W乙＝(G水泥＋G桶＋G滑轮)h＝(400＋20＋10)×6J＝2580J工人丙做的总功为W丙＝(G水泥＋G口袋＋G滑轮)h＝(400＋5＋10)×6J＝2490J可见，工人甲做的总功最多，为4920J，工人丙做的总功最少，为2490J。答案　见解析　做功与能量转化的关系[要点归纳]1.功与能之间的关系2.功与能的区别(1)能量是表征物体