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1、第十五章第十五章 功和机械能功和机械能2013.2.272013.2.271.1.功功2.2.机械效率机械效率3.3.功率功率4.4.动能和势能动能和势能5.5.机械能及其转化机械能及其转化功的概念功的概念:1：作用在：作用在物体物体上的上的力力做功的两个必要因素：做功的两个必要因素：2物体物体在在这个力这个力的方向上移动的距离的方向上移动的距离F0,s=0不做功三种的情况不做功三种的情况F=0,so功的计算公式：功的计算公式：W=FSF0,s0,但但Fs功的单位是：焦耳功的单位是：焦耳简称简称焦焦符号是符号是J1m功的原理：功的原理：使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功有用功有用功:
2、提升重物时：提升重物时：W有有=Gh额外功：额外功：对机械本身对机械本身、对辅助物品对辅助物品、克服摩擦克服摩擦所做的功所做的功总功总功: W总总=W有有+W额额或或W总总=FS机械效率：机械效率： 测量： 意义功率功率概念：概念：单位时间内物体所做的功单位时间内物体所做的功公式：公式：P=W/t或或P=Fv单位单位总有WW= h 公式：国际单位：国际单位：瓦特瓦特 ，符号，符号 W常用单位：千瓦常用单位：千瓦（kW）功功. .概念：物体由于概念：物体由于运动运动 而具有的能而具有的能物体由于弹性形变而具有的能量物体由于弹性形变而具有的能量机械能机械能动能动能影响动能大小的因素影响动能大小的因
3、素速度速度质量质量探究探究动能动能的大小与的大小与什么因素什么因素有关有关控制变量法控制变量法动能的大小动能的大小比较比较重力势能重力势能定义：定义：物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量影响重力势能大小的因素影响重力势能大小的因素高度高度弹性势能弹性势能影响影响弹性势能大小的因素：弹性势能大小的因素：势能势能质量质量弹性形变的程度弹性形变的程度一个物体的机械能一个物体的机械能等于等于它的动能和势能它的动能和势能之和。之和。动能和势能的转化动能和势能的转化动能和动能和重力势能的重力势能的相互转化相互转化动能和动能和弹性势能弹性势能的的相互转化相互转化方式规律：在动能和势能的相互转
4、化在动能和势能的相互转化过程中过程中，必定有，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。即即减小的能必定转化为增大那个能。减小的能必定转化为增大那个能。机械能守恒机械能守恒：如果如果只有只有动能和势能相互转化，机械能的动能和势能相互转化，机械能的总和不变总和不变，或，或者说者说机械能守恒。机械能守恒。机机械械能能功的概念功的概念: : F F 这个力作用在物体上，而这个力作用在物体上，而且在这个力且在这个力F F的作用下，物体的作用下，物体通过了一段距离通过了一段距离S S ，力，力F F显示显示出了它出了它的成效，那么，力和运的成效，那么，力和运动具有
5、这种关系的，物理学就动具有这种关系的，物理学就说这个拉力说这个拉力F 做了功做了功做功的两个必要因素：做功的两个必要因素：（1 1）作用在物体上的力）作用在物体上的力（2 2）物体在这个力的方向上通过了一段的距离物体在这个力的方向上通过了一段的距离 注意：注意：只要力与运动方向不垂直，这个力就对物体做了功只要力与运动方向不垂直，这个力就对物体做了功下列图中人对物体作了功吗？甲图：有力，但没有在力的甲图：有力，但没有在力的方向上移动距离方向上移动距离乙图：有力，有距离乙图：有力，有距离, ,但没有在力的方向上但没有在力的方向上移动距离移动距离三种不做功的情况三种不做功的情况 冰壶比赛，两个阶段，
6、人冰壶比赛，两个阶段，人对冰壶施加的推力都对冰壶对冰壶施加的推力都对冰壶做了功了吗？做了功了吗？三种不做功的情况三种不做功的情况叉车对物体施加的竖直向上的托力一直都做功吗？叉车对物体施加的竖直向上的托力一直都做功吗？运动员踢了足球一下，球在草地上滚动了运动员踢了足球一下，球在草地上滚动了一段距离，足一段距离，足球在草地上滚动的过程中，运动员对足球做功吗？球在草地上滚动的过程中，运动员对足球做功吗？1 1、女孩把箱、女孩把箱子子报刊搬报刊搬起来的过程中，女孩起来的过程中，女孩对箱子做功吗？对箱子做功吗？2 2、女孩抱着一箱报刊匀速走了、女孩抱着一箱报刊匀速走了20m20m，此过程中，此过程中，女
7、孩对箱子做功吗？女孩对箱子做功吗？机械效率公式：机械效率公式：W有用有用W总总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF=斜面斜面滑轮组滑轮组动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮=Gh/(Gh+fL)常见几种简单机械的机械效率的数学表达式：常见几种简单机械的机械效率的数学表达式：根据根据1、一支步枪枪膛长一支步枪枪膛长80 cm80 cm，火药爆炸，火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力时产生的高压气体对子弹的平均推力是是2000 N2000 N，子弹离开枪口在空中飞行，子弹离开枪口在空中飞行40 m40 m后落在地上，则高压气体对子弹后落在地上，
8、则高压气体对子弹做的功是（做的功是（ ）A.1.6A.1.610103 3 J JB.1.6B.1.610105 5 J J C.1.6C.1.610104 4 J JD.8D.810104 4 J JA2、下列叙述中能够提高机械效率、下列叙述中能够提高机械效率的是（的是（）A、增加有用功、增加有用功B、减小机械间的摩擦、减小机械间的摩擦C、减小总功、减小总功D、使用最省力的机械、使用最省力的机械B3、一架匀速上升的直升飞机，它、一架匀速上升的直升飞机，它的（的（）A、动能增加，重力势能不变、动能增加，重力势能不变B、动能不变，重力势能增加、动能不变，重力势能增加C、动能和重力势能都增加、动能
9、和重力势能都增加D、动能不变，机械能也不变、动能不变，机械能也不变B4、下列自然灾害中，主要由机械、下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏的是：（能造成的破坏的是：（）A、大火烧毁房屋、大火烧毁房屋B、干旱使庄稼枯死、干旱使庄稼枯死C、洪水冲垮堤坝、洪水冲垮堤坝D、汽油燃烧爆炸、汽油燃烧爆炸C5.船在水面上匀速行驶，受到重力、船在水面上匀速行驶，受到重力、浮力、牵引力和阻力的作用，其中浮力、牵引力和阻力的作用，其中（）A.重力对船做功重力对船做功B.浮力对船做功浮力对船做功C.牵引力对船做功牵引力对船做功D.没有力对船做功没有力对船做功C6.水平地面有一重水平地面有一重4N的足球，一的足球，一
10、个小孩用个小孩用20N的力踢球，使球向的力踢球，使球向前运动了前运动了30m，那么小孩对球所，那么小孩对球所做的功为做的功为()A.120JB.720JC.600JD.条件不足，无法计算条件不足，无法计算D7.如图所示，将同一物体分别沿如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高斜面匀速拉到顶部，且三个等高斜面匀速拉到顶部，且F1F2F3，则拉力所做的有用功，则拉力所做的有用功()A.W1=W2=W3B.W1W2W3C.W1W2W3D.无法确定无法确定A8.8.关于功率的说法中正确的是关于功率的说法中正确的是( ( ) )A.A.功率越大，表示做功越快功率越大，表示做功越快B.B.功率越
11、大，表示做功越多功率越大，表示做功越多C.C.物体做功用的时间越长，功率越大物体做功用的时间越长，功率越大D.D.物体做功用的时间越短，功率越大物体做功用的时间越短，功率越大A9.机械效率越高，表示机械效率越高，表示()A.做的功越多做的功越多B.做的有用功越多做的有用功越多C.越省力越省力D.有用功与总功的比值越大有用功与总功的比值越大D单摆实验：单摆实验：滚摆实验：滚摆实验：A-BB-CC-BB-A重力势能转化为动能重力势能转化为动能动能转化为重力势能动能转化为重力势能动能转化为重力势能动能转化为重力势能重力势能转化为动能重力势能转化为动能滚摆旋转着上升，越转滚摆旋转着上升，越转越越 ，此
12、过程，此过程 能能转化为转化为 能。能。慢慢动动重力势重力势10.机械能的相互转化机械能的相互转化11.11.自行车自行车下坡下坡时，不蹬脚踏板速时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐自行车的动能逐渐 ，自行，自行车的重力势能逐渐车的重力势能逐渐 （选填（选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”）减小减小增大增大12.12.在学校跳绳比赛中，小丽同学在学校跳绳比赛中，小丽同学1 min1 min跳了跳了120120次，每次跳起的次，每次跳起的高度为高度为5 cm5 cm，已知她的质量是，已知她的质量是40 kg40 kg，那么小丽跳绳时的平均，那么小丽跳绳时的平均功率功率_W_W，跳一次做的功是，跳一次做的功是_J.(J.(g g=10 N/kg) =10 N/kg) 40201313.一个工人用图所示的滑组将一个工人用图所示的滑组将800N800N的重物以的重物以0.5m/s0.5m/s的速度匀速提高的速度匀速提高了了2m2m，人对绳的拉力为，人对绳的拉力为250N250N，求：，求：（1 1）有用功是多少？）有用功是多少？（2 2）滑轮组的机械效率是多少？）滑轮组的机械效率是多少？（3 3）拉力的功率是多大？）拉力的功率是多大？F
