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《2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第2节 功和能教学案 鲁科版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2019-2020年高中物理第1章功和功率第2节功和能教学案鲁科版必修2一、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损失2.机械功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。二、做功和能的转化1.能量表示一个物体具有对其他物体做功的本领。2.功能关系做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,因此,功是能量转化的量度。3.机
2、械的作用人在使用机械做功时,做功的机械是将能量从一个物体传递或转移到另一个物体,或将能量从一种形式转化为另一种形式。1.自主思考——判一判(1)使用某一机械时,我们可以做到既省力又省位移。(×)(2)使用任何机械都不能省功(√)(3)在高山上修盘山路是为了美观,让汽车多走路。(×)(4)能够对外做功的物体具有能量。(√)(5)机械能够对外做功是因为机械能够产生能量。(×)(6)能量的转化并不一定需要做功来完成。(×)2.合作探究——议一议(1)2015年10月25日,举行的F1汽车大奖赛上,某赛车如图121所示,试分析在赛车加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况。图1
3、21提示:赛车加速阶段,化学能转化为动能和内能,在赛车匀速运动阶段,化学能转化为内能。(2)装卸工人若将重物搬运到车上,通常采用下列方法:①用绳沿竖直方向匀速提拉重物放到车上。②沿竖直方向匀速搬起,举高放到车上。③利用光滑斜面将重物推上车。图122比较上述方法中,工人所用的动力是否一样?动力做的功是否一样?重物的重力所做的功是否一样?提示:①②两种方法中的动力一样,大于第③种方法中的动力,由功的公式可知,三种方法中动力做的功相等;重物的重力及在重力方向的位移相等,所以三种方法重物的重力所做的功一样多。对机械功原理的理解1.不能省功的含义“不省功”是功的原理的核心。“
4、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。事实上,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服阻力所做的功。这里克服的阻力是指克服所有的阻力,包括有用阻力和无用阻力(或额外阻力)。2.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、开瓶器等。(
5、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。[典例] 如图123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123(1)人的拉力及拉力做的功;(2)该机械的有用功和额外功。[思路点拨](1)将重物和动滑轮看成一个整体,再进行受力分析。(2)一定要分清该机械的有用功和额外功之后,再进行计算。[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,
6、即3F=G1+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=Fs=2020J。(2)利用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)。(2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用
7、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。 1.将同一个物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A,如图124所示。若沿斜面拉动的力分别为FB、FC,该过程中拉力做功分别为WB、WC。则它们的大小关系是( )图124A.WB>WC,FBWC,FB=FCD.WB=WC,FB=FC解析:选B 根据功的原理可知,使用任何机械均不省功,且斜面光滑,则WB=WC。由斜面的特点F=G可知,FB
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