2017_2018学年高中物理功和功率第2节功和能教学案鲁科版必修.doc

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1、第2节功和能1．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，即W动＝W阻＝W有用＋W额外。2．使用任何机械都不能省功，做一定量的功时，要省力就要增大做功的位移，而减小做功时的位移就要多用力，实际上使用任何机械都费功。3．做功的过程总是伴随着能量的转化，功是能量转化的量度，做多少功就会有多少能量发生转化。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

2、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10(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。

3、(√)(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121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

4、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。10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。“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

5、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。(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(

6、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，即3F＝G1＋G2＝1010N10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

7、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，FB