第一章第2節(jié)功和能

1、第2節(jié)/功和能關鍵語句I?；莶ヂ?【要記車1使用任何機械時，動力對機械所做的功總是等于機械克 服阻力所做的功，即 W動=W阻=W有用+ W額外。2. 使用任何機械都不能省功，做一定量的功時，要省力就 要增大做功的位移，而減小做功時的位移就要多用力，實 際上使用任何機械都費功。3. 做功的過程總是伴隨著能量的轉化，功是能量轉化的量 度，做多少功就會有多少能量發(fā)生轉化。課前白王學習-基穩(wěn)才能僂高一、機械功的原理1. 輸入功、輸出功和損失功輸入功動力對機械所做的功 W動，也就是W總輸出功克服有用阻力所做的功，即W有用損失功克服額外阻力所做的額外功，即W額外三者關系W 動=W 阻=W有用+ W 額外或

2、W輸入=W輸出+ W損失2. 機械功原理使用任何機械時，動力對機械所做的功總是等于機械克服阻力所做的功。也就是說, 使用任何機械都不省功。二、做功和能的轉化1. 能量表示一個物體具有對其他物體做功的本領。2. 功能關系做功的過程就是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化，因此，功 是能量轉化的量度。3. 機械的作用人在使用機械做功時，做功的機械是將能量從一個物體傳遞或轉移到另一個物體，或將能量從一種形式轉化為另一種形式。1. 自主思考一一判一判(1) 使用某一機械時，我們可以做到既省力又省位移。使用任何機械都不能省功 (2)(3)在高山上修盤山路是為了美觀，讓汽車多走路。(4)能夠

3、對外做功的物體具有能量。(2)(5)機械能夠對外做功是因為機械能夠產生能量。(X )(6)能量的轉化并不一定需要做功來完成。(X )2. 合作探究一一議一議(1)2015年10月25日，舉行的Fi汽車大獎賽上，某賽車如圖1-2-1所示，試分析在賽車加速階段和勻速運動階段能量轉化的情況。圖 1-2-1提示：賽車加速階段，化學能轉化為動能和內能，在賽車勻速運動階段， 化學能轉化為 內能。(2) 裝卸工人若將重物搬運到車上，通常采用下列方法:用繩沿豎直方向勻速提拉重物放到車上。沿豎直方向勻速搬起，舉高放到車上。利用光滑斜面將重物推上車。比較上述方法中，工人所用的動力是否一樣？動力做的功是否一樣？重物

4、的重力所做 的功是否一樣?由功的公式可知，三種提示：兩種方法中的動力一樣，大于第種方法中的動力, 方法中動力做的功相等；重物的重力及在重力方向的位移相等，所以三種方法重物的重力所做的功一樣多。課堂訓練設計舉一能通叢題考點一對機械功原理的理解切匱知識I1.不能省功的含義“不省功”是功的原理的核心。“不省功”有兩層含義:(1) 等于(即理想機械)，是指使用機械做的功與不使用機械而直接用手所做的功是相等 的。大于，即費功(即非理想機械)，是指使用機械做的功比不使用機械而直接用手所做的 功多。事實上，使用非理想機械時必然存在無用阻力，它對完成工作沒有意義，所以又把 它叫做無用功或額外功。做功的目的是克

5、服有用阻力而做功，所以這一部分功是有意義的, 稱為有用功。使用任何機械時，動力對機械所做的功等于機械克服阻力所做的功。這里克(或額外阻力)。服的阻力是指克服所有的阻力，包括有用阻力和無用阻力2. 機械在生活中的應用(1) 省力機械：千斤頂、螺絲刀、斜面、鉗子、扳手、開瓶器等。省位移的機械：自行車、理發(fā)剪、筷子、魚竿等。(3) 不省力也不省位移，只改變工作方式的機械：定滑輪、等臂杠桿等。典例如圖1-2-3所示，通過一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，將一重物勻速提高2 m，已知重物的質量為 100 kg，動滑輪自身的質量為1 kg,繩的質量和摩擦均不計,2(g 取 10 m/s )求：圖 1-2

6、-3(1)人的拉力及拉力做的功;該機械的有用功和額外功。思路點撥(1)將重物和動滑輪看成一個整體，再進行受力分析。(2) 定要分清該機械的有用功和額外功之后，再進行計算。解析(1)由題意知，動滑輪和重物的整體受力平衡，而整體向上的方向有三根繩子承 擔，即 3F = Gi + G2= 1 010 N所以人的拉力 F =1010 N沁336.7 N要使重物升高2 m，繩的作用點的位移 s= 3h = 6 m。拉力做的功 Wf = Fs= 2 020 Jo(2) 利用該機械是為了將重物提升W額外(或額外所以有用功為 W有用=Gih = 1 000 X 2 J= 2 000 J而提升過程中，克服動滑輪

7、的重力做功是不可避免的，這是額外的，所以額外功 =G2h = 10X 2 J = 20 Jo應用機械功的原理解題應注意的問題(1)通過對研究對象的受力分析，確定動力和阻力，區(qū)分有用阻力和無用阻力 阻力)o(2)通過過程的分析或效果的分析確定各力作用下的位移。(3) 根據功的定義式求解各力所做的功，根據機械功的原理列方程求解。1.將同一個物體 G分別沿光滑斜面由B、C勻速提升到A,如圖1-2-4所示。若沿斜面拉動的力分別為Fb、Fc,該過程中拉力做功分別為Wb、Wco則它們的大小關系是()A. Wb>Wc, FbVFcB. Wb = Wc, FbVFc解析：選B 根據功的原理可知，使用任何

8、機械均不省功，且斜面光滑，則Wb= Wc。h由斜面的特點 F =匚G可知，FbVFc。2.如圖1-2-5所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三種不同的方法把水泥從一樓運到三 樓，根據圖中的數據分析，這三種方法中:3 m J電6捕口褻3 m1、厳龍亜400 g桶巫20心 丁一人工,n袋圖 1-2-5(1)所做的有用功分別是多少?(2)哪種方法所做的總功最多，是多少？哪種方法所做的總功最少，是多少?解析：甲、乙、丙三位工人都是將重為400 N的水泥運到三樓，有用阻力相同，都 為水泥的重力，故三人所做的有用功都為W 有用=G 水泥 h= 400 X 6 J= 2 400 J。工人甲做的總功為W 甲=(G

9、水泥 + G 桶 + G 人)h = (400 + 20+ 400) X 6 J= 4 920 J工人乙做的總功為W 乙=(G 水泥 + G 桶 + G 滑輪)h = (400 +20+ 10)X 6 J= 2 580 J工人丙做的總功為W 丙=(G 水泥 + G 口袋 + G 滑輪)h= (400 + 5+ 10)X 6 J = 2 490 J2 490 J?？梢姡と思鬃龅目偣ψ疃?，為4 920 J, 工人丙做的總功最少，為答案：見解析做功與能量轉化的關系知識I1.功與能之間的關系2.功與能的區(qū)別(1)能量是表征物體具有做功本領的物理量，是狀態(tài)量。(2)功描述了力的作用效果在空間上的累積，

10、反映了物體受力并運動的效果，是過程量。3. 對功能關系的理解(1)做功的過程就是能量轉化的過程，能量轉化的過程也就是做功的過程。做功與能量轉化的數值相等，即做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化。因此，可 以用做功的多少來量度能量轉化的多少，反之，也可用能量轉化的多少來計算做功的多少, 功是能轉化的量度。(3) 功與能并不等同，功只是反映了能量轉化的多少，但不能認為物體對外做的功等于 物體具有的能量。a通題組1.有關功和能，下列說法正確的是()A .力對物體做了多少功，物體就具有多少能B.物體具有多少能，就一定能做多少功C .物體做了多少功，就有多少能量消失D .能量從一種形式轉化為另一種形式時，

11、可以用功來量度能量轉化的多少解析：選D力對物體做了多少功，物體的能量就增加了多少，但不能說物體就具有多而不是反映物體對外做功的多少能，A錯誤；能量反映的是物體具有對外做功本領的大小, 少，B錯誤；功是能量轉化的量度，物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化，并不是能 量消失了，C錯誤，D正確。2.(多選)關于能量轉化的說法中正確的是()A .舉重運動員把杠鈴舉起來，體內的一部分化學能轉化為杠鈴的重力勢能B.電流通過電阻絲使電能轉化為內能C .內燃機做功的過程是內能轉化為機械能的過程D .做功的過程是能量轉化的過程，某過程做了10 J的功，發(fā)生的能量轉化不一定是10 J解析：選ABC 舉重運動員舉

12、起杠鈴，使杠鈴的重力勢能變大，消耗了自己本身的化B正確；內燃機中的燃料燃學能，A正確；電流通過電阻絲，電流做功把電能轉化為內能,燒，對外做功，把內能轉化為機械能，C正確；功是能量轉化的量度，做功的過程就是能量轉化的過程，做多少功，就有多少能量發(fā)生轉化，故D錯誤。3. 如圖1-2-6所示，木塊 A放在木板B左端，用恒力F將A拉至B的右端。第一次,將B固定在地面上，F做功為Wi,生熱為Qi；第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑動,這次F做的功為W2,生熱為Q2,則應有（）圖 1-2-6A. WiV W2,Qi= Q2B. Wi= W2, Qi= Q2C. Wi< W2,Qi< Q2D.

13、 Wi= W2, Qi< Q2解析：選A設木板的長度為I,第一次，將 B固定在地面上時，Wi = Fl，根據功能關系可知Qi=卩mgl第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑動，木板在地面上運動了一段 位移S,力F所做的功為 W2 = F（l + s） Wi,由功能關系得 Q2=卩mgl故選項A正確，其他選項均錯。課后層級訓練、步步提升能力、基礎題讎熟i.（多選）關于功和能，下列說法中正確的是 （）A功和能是兩個相同的概念，所以它們的單位相同B.做功的過程就是能量從一種形式轉化為其他形式的過程C .各種不同形式的能量在相互轉化的過程中，其總量保持不變D功是物體能量多少的量度解析：選BC 功和

14、能雖然單位相同，但不是兩個相同的概念，故A錯誤；能量的轉化 過程是通過做功實現的， 故B正確；不同形式的能在相互轉化的過程中總量保持不變,D錯誤。正確；功是能量轉化多少的量度，但不是物體具有能量多少的量度，故2.（多選）一個物體在光滑的水平面上勻速滑行，則（）A .這個物體沒有能量B.這個物體的能量不發(fā)生變化C .這個物體沒有對外做功D .以上說法均不對解析： 選 BC 不同形式的能之間的轉化是通過做功實現的，物體不做功，并不能說明物體沒有能量。3力對物體做功 100 J，下列說法正確的是 ()A .物體具有的能量增加100 JB.物體具有的能量減少100 JC .有100 J的能量發(fā)生了轉化

15、A、D .產生了 100 J的能量解析： 選 C 由于物體是否對外做功未知，因此無法判斷物體具有的能量的變化，B錯誤；功是能量轉化的量度，故C正確、D錯誤。4. (多選 )關于對機械功的原理的認識，下列說法中正確的是()A 使用機械時，動力對機械所做的功，可以大于機械克服阻力所做的功B.使用機械時，動力對機械所做的功，一定等于機械克服阻力所做的功C 使用機械可以省力，也可以省功D 使用機械可以省力，但不能省功解析： 選 BD 使用任何機械時，動力對機械所做的總功總是等于機械克服阻力所做的功， B 對；使用機械可以省力，但不能省功，D 對。5. 盤山公路總是修筑得盤旋曲折，因為()A .盤山公路

16、盤旋曲折會延長爬坡的距離,根據斜面的原理，斜面越長越省功B.盤山公路盤旋曲折顯得雄偉壯觀C 盤山公路盤旋曲折會延長爬坡長度，斜面的原理告訴我們，高度一定，斜面越長越 省力D .盤山公路盤旋曲折是為了減小坡度，增加車輛的穩(wěn)度解析： 選 C 根據功的原理，增大位移，可以省力，但任何機械都不省功，所以 正確。6.如圖 1 所示，在水平地面上安放一豎直輕彈簧，彈簧上端與一木塊m 相連，在木塊上加一豎直向下的力F ,使木塊緩慢下移 0.1 m ,力F做功2.5 J,此時木塊剛好再次處于平衡狀態(tài)，則在木塊下移過程中，彈簧彈性勢能的增加量()D .沿三個斜面做的功一樣多，沿BA斜面最省力A .等于2.5 J

17、B.大于2.5 JC .小于2.5 JD .無法確定解析：選B力F對木塊做功2.5 J，木塊和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能增加2.5 J，由于木塊緩慢下移，動能并未增加，而重力勢能減少，故根據能量轉化和守恒定律知,彈簧彈性勢能的增加量必大于2.5 J（木塊減少的重力勢能也轉化為彈簧的彈性勢能二、易錯題讎明7.質量均勻不可伸長的繩索，重為G, A、B兩端固定在天花板上，如圖2所示。今在最低點C施加一豎直向下的力將繩索緩慢拉至D點，在此過程中，繩索 AB的重心位置A .逐漸升高C 先降低后升高圖2B.逐漸降低D.始終不變解析：選A 物體的重心不一定在物體上， 對于一些不規(guī)則的物體要確定其重心是比較困難的

18、。本題繩子的重心是不容易標出的，因此，要確定重心的變化，只有通過別的途徑。當用力將繩上某點 C拉到D，外力在不斷地做功，而物體的動能不增加，因此外力做的功必定轉化為物體的重力勢能，重力勢能增加了，則說明物體的重心升高了。8.如圖3所示，把同一物體分別沿BA、CA、DA三個光滑斜面勻速推到同一高度的A點，下列說法中正確的是 （）圖3A .沿BA斜面最費力，做的功最多B.沿DA斜面最費力，做的功最少解析：選D 由功的原理知道，使用任何機械都不省功， 由于不計摩擦，無論沿哪個斜 面將物體推上 A點，都與不用斜面直接將物體從 E點勻速推到A點做的功一樣多。若推力 為F，坡長為L,則有FL = Gh ,

19、 L越長，F越小，所以選項 D正確，選項 A、B、C錯誤。三、能力題働通助跑、撐桿起跳、越橫桿、落地（未9.（多選）如圖4所示表示撐桿跳高運動的幾個階段： 畫出）。在這幾個階段中有關能量轉化情況的說法，正確的是搏桿起跳少？比較以上兩種情況得到什么結論？（g= 10 m/s2）A .助跑階段，身體中的化學能轉化為人和桿的動能B.起跳時，人的動能和化學能轉化為人和桿的勢能C .越過橫桿后，人的重力勢能轉化為動能D.落地后，人的能量消失了解析：選ABC 運動員在助跑、撐桿起跳、越橫桿、下落的幾個過程中，能量的轉化 分別為化學能轉化為動能，化學能和動能轉化為勢能，重力勢能轉化為動能，故即人的能量并正確。人落地后，人的重力勢能會使地面發(fā)生形變且溫度升高而轉化為內能,沒有消失，故D錯。10.水流從高處落下，對水輪機做了3X 108 J的功，這句話的正確理解為A 水流在對水輪機做功前，具有B.水流在對水輪機做功時，具有C .水流在對水輪機做功后，具有3X 108 J的能量3X 108 J的能量3X 108 J的能量D 水流在對水輪機做功的過程中，能量減少了3X 108 J解析：選D 根據功與能的關系，水對水輪機做了3X 108 J的功，說明有3X 108 J的能量發(fā)生了轉化，水對外做功，能量減少。故D正確。11.