高中物理 1.2 功和能学案1 鲁科版必修2

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1、第2节功和能概念规律理解指导1.功的原理（1）使用机械时人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。使用任何机械都不能省功。这个结论叫机械功的原理，简称功的原理。这一原理对任何机械都能适用。在考虑摩擦力和机械本身重力时，功的原理可以表述为使用任何机械时，动力对机械所做的功W总等于有用功W有用与额外功W额外之和，因此，功的原理可表示为W总＝W有用＋W额外（2）使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？使用机械虽然不能省功，但却能获得其他好处。首先，可以省力，换言之，可以由较小的力获得强大的力。人们可利用简单机械将整座楼移走。正是因为简单机械有这种作用，所

2、以阿基米德才发出“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能撬动地球”的豪言壮语。其次，可以提高工作质量，省时间，有了圆规（属于轮轴）才可能画出很正规的圆；有了旋转铅笔刀（也是轮轴），才能很快削出很规整的铅笔；有了刀（斜面）、剪钳（杠杆）、扳手（轮轴），才能使我们很快地做好日常各种工作。第三，可以让人们工作得方便，我们天天都要升国旗。试想，如果不用定滑轮，我们能简便地使国旗沿旗杆冉冉升起吗？没有楼梯（斜面），我们能方便地上到楼上吗？使用机械可以改变动力地大小、方向和动力作用点移动地距离，使用机械还可以改变做功地快慢，使用机械还能比较方便地完成人们不便直接完成地工作等。

3、正因为简单机械有许多作用，它帮助人们去生活、学习、工作，去征服自然，改造自然，所以尽管它不省功，人们还是经常地使用它。2．关于功和能（1）能的概念：一个物体能够对外界做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。各种物体都具有能，只是能有不同种的形式。我们已经学过，运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，被压缩的弹簧和发生弹性形变的物体具有弹性势能。我们人会对外界做功，同样具有能量——存储于体内地化学能。（2）功和能的转化：做功的过程总是伴随着能量的改变，下面我们以“人将重物举高”这一生活现象为例，做出这一过程的流程图。除了“人将重物举高”这一生活现象，大家可以将

4、日常见到的如“子弹在枪筒中的发射过程”、“汽车启动加速行驶”等许多现象，同学们可以自己画出这些现象发生过程中功和能变化的流程图。通过对这些现象及对应流程图的分析，可以发现任何做功的过程必然存在一种形式的能量增加时，有另一种形式能量的减少，这种增与减体现了这一过程中能量的转化，而这一转化正是通过做功的过程得以实现。并且，我们可以发现，做功越多，物体能量转化也越多。3．功是能量转化的量度功和能是两个密切联系的物理量，这主要体现在：做功的过程就是能量转化的过程，即如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体种了功。实验证明，做了多少功，就有多少能量发生了转化

5、，因此我们可以通过做多少功，判定有多少能量发生转化，也可以通过有多少能量发生转化，判定做多少功，所以说功是能量转化的量度。必须指出的“功”是与“能量转化”相对应，而物体做多少功，并不表示物体就有多少能量。典型实例例1行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降。上述不同现象所包含的相同物理过程是（）。A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量解析本题考察功和能的关系。汽车制动后滑行中，汽车克服阻力做功，机械能转化为内能；流星在夜空中坠

6、落并发出明亮的光焰，流星克服阻力做功，机械能转化为内能、光能；降落伞在空中匀速下降，降落伞克服阻力做功，机械能转化为内能。答案:A、D例2关于功和能，下列说法正确的是（）　　A．功就是能，功可以转化为能　　B．做功越多，物体的能越大　　C．能量转化中，做的功越多，能量转化越大　　D．功是物体能量的量度答案：C例3如图所示，滑轮和绳的质量以及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10kg的物体，以大小为a＝2m/s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F所做的功。（取g＝10m/s2）解析物体受到两个力的作用：重力mg和拉力F′，由牛顿第二定律得F′-mg=ma，

7、F′=m(g+a)=10×(10+2)N=120N。力F与F′　的关系是F′=2F，所以F=F′/2=60N。物体从静止开始运动，3s内的位移为s=at2=（×2×32）m=9m。解法一：力F作用的质点为绳的端点，而在物体发生9m的位移的过程中，绳的端点的位移为2s＝18m，所以力F做的功为W＝F·2s＝60×18J＝1080J。解法二：本题还可以用等效法求力F做的功。由于滑轮和绳的质量及摩擦不计，所以拉力F做的功和拉力F′对物体做的功相等即：WF＝WF′＝F′s＝120×9J＝1080J。例4一根重为G，长为L的均匀链条平放在水平面上，将链条的一端竖直向上慢慢提

8、起，直到另