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1、高中物理高中物理高中物理高中物理必修必修必修必修2 2 2 21.21.2功和能功和能莆田第二十八中学 谢建兴莆田第二十八中学 谢建兴公式：公式：W = F l cos单位单位：国际单位：国际单位：焦耳（焦）焦耳（焦）单位符号：单位符号：J Jm=1Nm知识回顾知识回顾：功的两个必要因素：功的两个必要因素：（1）作用在物体上的）作用在物体上的力力。（2） 物体在物体在力的方向上力的方向上有通过的距离。有通过的距离。2莆田第二十八中学 谢建兴省力省力费距离费距离省位移省位移不省力不省力省力省力费距离费距离省力省力费距离费距离3莆田第二十八中学 谢建兴迷你实验室：迷你实验室： 不省功的原因是什么？
2、不省功的原因是什么？ 因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而 功功=力力距离距离 ， 所以任何机械都不能省功所以任何机械都不能省功4莆田第二十八中学 谢建兴一、机械功原理一、机械功原理内容：使用任何机械时，内容：使用任何机械时，动力动力对机械所做的对机械所做的功总是功总是等于等于机械机械克服阻力克服阻力所做的功。所做的功。表达式：表达式：W动动W阻阻W有用有用W额外额外或或 W输入输入W输出输出W损失损失5莆田第二十八中学 谢建兴问问题题：为为什什么么要要使使用用斜斜面面来来搬搬运运重重物物？6莆田第二十八中学 谢建兴7莆田第二十八中学 谢建兴二、做功和能的转化二、做功和能的转化8莆田
3、第二十八中学 谢建兴二、做功和能的转化二、做功和能的转化能的定义：一个物体能够对外做功则能的定义：一个物体能够对外做功则这个物体就具有能。这个物体就具有能。 9莆田第二十八中学 谢建兴特技跳伞：特技跳伞：势能势能动能动能蒸汽火车：蒸汽火车：内能内能机械能机械能做功和能的转化重力做功重力做功牵引力做功牵引力做功10莆田第二十八中学 谢建兴小型水电站：小型水电站：势能势能电能电能风力发电器：风力发电器：风能风能电能电能重力做功重力做功风力做功风力做功11莆田第二十八中学 谢建兴测风仪：测风仪：风动能风动能机械能机械能雪崩：雪崩：势能势能动能动能重力做功重力做功风力做功风力做功12莆田第二十八中学
4、谢建兴n做功做功的过程其实就是的过程其实就是能量的转化能量的转化的过程的过程n功是能量转化的量度功是能量转化的量度 做功多少就有多少能量发生转化做功多少就有多少能量发生转化n功和能的区别功和能的区别: :功是过程量，能是状态量功是过程量，能是状态量做功和能的转化做功和能的转化13莆田第二十八中学 谢建兴重力做功重力做功物体重力势能的减少物体重力势能的减少弹簧弹力做功弹簧弹力做功物体弹性势能的减少物体弹性势能的减少合外力做总功合外力做总功物体动能增量物体动能增量电场力做功电场力做功电势能的减少电势能的减少分子力做正功分子力做正功分子势能减少分子势能减少什么力做功什么力做功物体机械能的增量物体机械
5、能的增量滑动摩擦做功滑动摩擦做功系统内能增加系统内能增加功和能的关系功和能的关系功是能量转化的量度功是能量转化的量度14莆田第二十八中学 谢建兴2.做功和能的转化做功和能的转化能量：能量： 一个物体能够对外做功，它就具有了能量。 功：功： 。功是能量转化的量度。做了多少功就有多少能功是能量转化的量度。做了多少功就有多少能量发生转化。量发生转化。猴子从树上猴子从树上 掉下来掉下来重力重力对猴子做正功做正功重力势能动 能小球从小球从光滑光滑斜面滚下来斜面滚下来重力对小球做正功小球重力势能小 球 动 能做功做功是实现能量转化能量转化的必由之途必由之途 =015莆田第二十八中学 谢建兴自然界的能量形式
6、机械能机械能动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能电能电能光能光能机械能机械能化学能化学能内能内能自自然然界界的的能能量量只只能能是是从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体，或或者者将将一一种种形形式式的的能能量量转转化化为为另另一一种种形形式式的的能能量量。做做功功的的机机械械是是传传递递能能量量、实实现现能能量量转转化化的的装装置置。16莆田第二十八中学 谢建兴练习n1.如图，小车与货物的质量为50kg，沿搭板将其匀速推上汽车，若车厢离地面的高度为1.0m，搭板的长度为4.0m，求在这个过程中人做了多少功？如果直接把小车与货物搬上去呢？(不计摩擦阻力) 17莆田第二十八中学
7、 谢建兴n2、一颗子弹射入墙内10cm深，并留在其中。在此过程中，子弹所受的摩擦力大小为10N。子弹克服摩擦力做了多少功？同时有哪些能量发生了转化？转化了多少？ 18莆田第二十八中学 谢建兴思考：奇怪的瀑布荷兰艺术家埃舍尔作品荷兰艺术家埃舍尔作品瀑布瀑布请从物理学的角度找出请从物理学的角度找出画所存在的问题画所存在的问题19莆田第二十八中学 谢建兴n埃舍尔把自己称为一个埃舍尔把自己称为一个 图形艺术家图形艺术家 ，他专门从事于木，他专门从事于木版画和平版画。版画和平版画。18981898年他出生在荷兰的年他出生在荷兰的 LeeuwardenLeeuwarden，全，全名叫名叫 MauritsM
8、aurits CornelisCornelis Escher. Escher. n说到埃舍尔，首先让人联想到的就是说到埃舍尔，首先让人联想到的就是“迷惑的图画迷惑的图画”。明明是向二楼上去的楼梯不知为什么却返回到了一楼，明明是向二楼上去的楼梯不知为什么却返回到了一楼，鸟儿在不断的变化中不知什么时候却突然变成了鱼儿，鸟儿在不断的变化中不知什么时候却突然变成了鱼儿，这些图画就是埃舍尔所描绘的幻想的异次元空间，它具这些图画就是埃舍尔所描绘的幻想的异次元空间，它具有不可思议的魔力，征服着人们的心灵。他那特别稀有有不可思议的魔力，征服着人们的心灵。他那特别稀有的画风在很长时间以来被美术界视为异端，后来数
9、学家的画风在很长时间以来被美术界视为异端，后来数学家们开始关注埃舍尔的画面的高难度构成，接下来他的画们开始关注埃舍尔的画面的高难度构成，接下来他的画又在年轻人中间大受欢迎，并在世界范围内确立了其不又在年轻人中间大受欢迎，并在世界范围内确立了其不可动摇的地位。可动摇的地位。20莆田第二十八中学 谢建兴n19611961年的年的瀑布瀑布是埃舍尔最后期的奇异建筑式是埃舍尔最后期的奇异建筑式图画，他依据彭罗斯的三角原理，将整齐的立方图画，他依据彭罗斯的三角原理，将整齐的立方物体堆砌在建筑物上。这种不合情理的结构亦见物体堆砌在建筑物上。这种不合情理的结构亦见于于19581958年的年的嘹望塔嘹望塔，作品中的建筑物和人物，作品中的建筑物和人物手持的立方体都是怪异的。埃舍尔的作品骤看起手持的立方体都是怪异的。埃舍尔的作品骤看起来没有什么奇怪的地方，但其实当中蕴藏的幻觉来没有什么奇怪的地方，但其实当中蕴藏的幻觉事物是最引人入胜的。参观者每每把他们认识的事物是最引人入胜的。参观者每每把他们认识的真实世界，与埃舍尔的虚构幻像相混比较，而产真实世界，与埃舍尔的虚构幻像相混比较，而产生迷惑。例如作品生迷惑。例如作品瀑布瀑布的流水川流不息，完的流水川流不息，完全违反地心吸力，所表达的图像是毫不合理的。全违反地心吸力，所表达的图像是毫不合理的。 21
