高中物理魯科版第一章功和功率2功和能

功和能學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道能量的定義，知道對應(yīng)于不同的運(yùn)動形式具有不同的能量；2、知道物體能夠?qū)ν庾龉κ且驗(yàn)槲矬w具有能量；3、理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度；4、理解不同能量之間的轉(zhuǎn)化，知道轉(zhuǎn)化中總能量守恒。【知識要點(diǎn)】1.功的原理（1）使用機(jī)械時人們所做的功，都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功。使用任何機(jī)械都不能省功。這個結(jié)論叫機(jī)械功的原理，簡稱功的原理。這一原理對任何機(jī)械都能適用。在考慮摩擦力和機(jī)械本身重力時，功的原理可以表述為使用任何機(jī)械時，動力對機(jī)械所做的功W總等于有用功W有用與額外功W額外之和，因此，功的原理可表示為W總＝W有用＋W（2）使用任何機(jī)械都不能省功，為什么人們還要使用機(jī)械呢？使用機(jī)械雖然不能省功，但卻能獲得其他好處。首先，可以省力，換言之，可以由較小的力獲得強(qiáng)大的力。人們可利用簡單機(jī)械將整座樓移走。正是因?yàn)楹唵螜C(jī)械有這種作用，所以阿基米德才發(fā)出“給我一個立足點(diǎn)和一根足夠長的棍，我就能撬動地球”的豪言壯語。其次，可以提高工作質(zhì)量，省時間，有了圓規(guī)（屬于輪軸）才可能畫出很正規(guī)的圓；有了旋轉(zhuǎn)鉛筆刀（也是輪軸），才能很快削出很規(guī)整的鉛筆；有了刀（斜面）、剪鉗（杠桿）、扳手（輪軸），才能使我們很快地做好日常各種工作。第三，可以讓人們工作得方便，我們天天都要升國旗。試想，如果不用定滑輪，我們能簡便地使國旗沿旗桿冉冉升起嗎？沒有樓梯（斜面），我們能方便地上到樓上嗎？使用機(jī)械可以改變動力地大小、方向和動力作用點(diǎn)移動地距離，使用機(jī)械還可以改變做功地快慢，使用機(jī)械還能比較方便地完成人們不便直接完成地工作等。正因?yàn)楹唵螜C(jī)械有許多作用，它幫助人們?nèi)ド?、學(xué)習(xí)、工作，去征服自然，改造自然，所以盡管它不省功，人們還是經(jīng)常地使用它。2．關(guān)于功和能（1）能的概念：一個物體能夠?qū)ν饨缱龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量，簡稱能。各種物體都具有能，只是能有不同種的形式。我們已經(jīng)學(xué)過，運(yùn)動的物體具有動能，被舉高的物體具有重力勢能，被壓縮的彈簧和發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能。我們?nèi)藭ν饨缱龉?，同樣具有能量——存儲于體內(nèi)地化學(xué)能。（2）功和能的轉(zhuǎn)化：做功的過程總是伴隨著能量的改變，下面我們以“人將重物舉高”這一生活現(xiàn)象為例，做出這一過程的流程圖。除了“人將重物舉高”這一生活現(xiàn)象，大家可以將日常見到的如“子彈在槍筒中的發(fā)射過程”、“汽車啟動加速行駛”等許多現(xiàn)象，同學(xué)們可以自己畫出這些現(xiàn)象發(fā)生過程中功和能變化的流程圖。通過對這些現(xiàn)象及對應(yīng)流程圖的分析，可以發(fā)現(xiàn)任何做功的過程必然存在一種形式的能量增加時，有另一種形式能量的減少，這種增與減體現(xiàn)了這一過程中能量的轉(zhuǎn)化，而這一轉(zhuǎn)化正是通過做功的過程得以實(shí)現(xiàn)。并且，我們可以發(fā)現(xiàn)，做功越多，物體能量轉(zhuǎn)化也越多。3．功是能量轉(zhuǎn)化的量度功和能是兩個密切聯(lián)系的物理量，這主要體現(xiàn)在：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，即如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，那么這個力一定對物體種了功。實(shí)驗(yàn)證明，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，因此我們可以通過做多少功，判定有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，也可以通過有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，判定做多少功，所以說功是能量轉(zhuǎn)化的量度。必須指出的“功”是與“能量轉(zhuǎn)化”相對應(yīng)，而物體做多少功，并不表示物體就有多少能量。【典型例題】例1行駛中汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降。上述不同現(xiàn)象所包含的相同物理過程是（）。A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析本題考察功和能的關(guān)系。汽車制動后滑行中，汽車克服阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰，流星克服阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能；降落傘在空中勻速下降，降落傘克服阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。答案:A、D例2關(guān)于功和能，下列說法正確的是（）A．功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能B．做功越多，物體的能越大C．能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越大D．功是物體能量的量度答案：C【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1、起重機(jī)吊鉤掛著一木箱，木箱正在勻減速下降，這個過程中；（）A、木箱重力做正功B、鋼索對木箱的拉力做正功C、鋼索對木箱的拉力做負(fù)功D、木箱的重力勢能和動能都減少2、關(guān)于功和能的聯(lián)系與區(qū)別，下列說法中正確的是：（）功是能量的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以它們具有相同的單位功就是能，能就是功，功和能是一樣的，力對物體做必須有一個過程，能量的轉(zhuǎn)化也必須有個過程。3．關(guān)于機(jī)械功的原理下列說法正確的是：（）使用機(jī)械時，動力對機(jī)械做的功可以大于機(jī)械克服阻力做的功使用機(jī)械時，動力對機(jī)械做的功一定等于機(jī)械克服阻力做的功使用機(jī)械可以省力，也可以省功使用機(jī)械可以省力，但不能省功4、人在打藍(lán)球時，如果籃球拋出，則人的一部分能轉(zhuǎn)化為籃球的能，此過程中能的轉(zhuǎn)化是通過。5．斜面高和斜面長之比是1：6，不計(jì)磨擦?xí)r，用200N的力可將重N的物體拉上斜面。若拉力共做1800J的功，則重物升高