高中物理 第1章 功和功率 第2讲 功和能学案 鲁科版必修2

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1、第2讲　功和能[目标定位]　1.知道机械功的原理，理解使用任何机械都不能省功.2.理解功和能的含义，能举例说明功是能量转化的量度.3.知道机械做功的本质是能量转化的过程．一、机械功的原理1．内容：使用任何机械时，______对机械所做的功总是等于机械__________所做的功．2．表达式：W动＝W阻＝______________或写成W输入＝W输出＋________.3．说明：机械功的原理说明，使用任何机械都________．想一想　使用任何机械都不省功，人们为何要使用简单机械呢？二、做功和能的转化1．能的概念：如果一个物体能够________________，我们

2、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____________的过程．做了多少功，就表示有多少能从一种形式转化为另一种形式．因此，功是____________的量度．3．机械做功的本质：做功的机械是传递能量、实现________的装置．机械做功，只能将能量从一个物体______到另一个物体，或者将一种形式的能量______为另一种形式的能量.一、对机械功原理的理解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)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

3、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．不能省功的含义：“不省功”是功的原理的核心．“不省功”有两层含义：(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．使用非理想机械时必然存在无用阻力，它对完成工作没有意义，所以又把它叫做无用功或额外功．做功的目的是克服有用阻力而做功，所以这一部分功是有意义的，称为有用功．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克

4、服阻力所做的功，包括有用阻力和无用阻力(或额外阻力)．3．由于克服额外阻力所做的额外功的存在，实际上使用任何机械总是费功的．4．机械在生活中的应用：(1)省力机械：千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子等．(2)省位移的机械：自行车、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．注意：使用机械可以省力或省位移，但不能省功．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：图1(1)人的拉力大小及拉力做的功；(计算结果保

5、留四位有效数字)(2)该机械的有用功和额外功．针对训练　利用斜面把100N的货物推到高处，如果货物所受的摩擦力为8N，且已知斜面高为3m，倾角为37°，其他阻力不计，求：(1)克服重力所做的功和克服摩擦阻力所做的功；(2)推力F的大小及F所做的功．二、功、能及能的转化之间的关系1．功与能的区别：(1)能量是表征物体具有做功本领的物理量，是状态量．(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体受力并运动的效果，是过程量．2．对功能关系的理解：(1)能量有多种不同形式，且不同形式的能量可以相互转化．不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过

6、程．(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．(3)功是能量转化的量度．机械是传递能量、实现能量转化的装置，它需要人们对其输入能量，然后将能量传递或转移到另一个物体．例2　关于能量转化的说法中正确的是(　　)A．举重运动员把杠铃举起来，体内的一部分化学能转化为杠铃的重力势能B．电流通过电阻丝使电能转化为内能C．内燃机做功的过程是机械能转化为内能的过程D．做功的过程是能量转化的过程，某过程做了10J的功，一定有10J的能量发生了转化三、摩擦力做功的特点1．不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力，也可能与

7、位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功．2．一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由W＝Flcosα可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零．3．一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由W＝Flcosα可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零，且为负值．4．在有滑动摩擦力做功的系统内，机械能减少转化为内能．例3　质量为M的木板放在光滑水平面上，如图2所示．一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A