2018-2019学年高中物理鲁科版必修2（课件+检测）：第1章 第2节 功和能 (2份打包)

第2节 功和能 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道机械功的原理，懂得使用任何机械都不能省功．(重点) 2．理解功和能的含义，能举例说明功是能量转化的量度．(重点、难点) 3．知道机械做功的本质是能量转化的过程． 4．会用能量观点分析问题和解决问题. 机 械 功 的 原 理 1．三个基本概念 输入功 动力对机械所做的功W动，就是总功W总 输出功 机械克服有用阻力所做的功，即W有用 损失功 机械克服额外阻力所做的额外功，即W额外 2.功的原理 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． 3．公式表达 W动＝W阻＝W有用＋W额外 或W输入＝W输出＋W损失． 4．机械原理 使用任何机械都不能省功．做一定量的功，要省力就要增大做功时的位移，而要减小做功时的位移就要多用力． 1．使用先进机械能省功，使用一般机械不能省功．(×) 2．功的原理是机械普遍适用的基本原理．(√) 3．使用某些机械时可以省力．(√) 如图1­2­1所示，机械的使用为人类提供了很大的方便．人类能否发明既省力，又省功的机械？ 图1­2­1 【提示】根据功的原理，不能． 如图1­2­2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2 m，已知重物的质量为 100 kg，动滑轮自身的质量为1 kg，绳的质量和摩擦均不计，(g取10 m/s2)． 图1­2­2 探讨1：人拉绳子的力是多少？ 【提示】动滑轮和重物的重力由三根绳子承担， F＝(G1＋G2)≈336.7 N. 探讨2：人做的总功，有用功和额外功各是多少？ 【提示】W总＝F·s＝(G1＋G2)h＝2 020 J W有＝G1h＝2 000 J W额＝G2h＝20 J. 1．功的原理的表达式 (1)不使用机械时：W输入＝W输出或W动＝W阻 (2)使用机械时，W输入＝W输出＋W损失或W动＝W阻＝W有用＋W额外 2．“不省功”的含义 (1)若机械为理想机械，则使用机械做的功与直接用手所做的功相等． (2)若机械为实际机械，则本身都有重力且存在摩擦，这时使用机械做的功比直接用手做的功要多． 3．对功的原理的理解：功的原理是机械的基本原理，是机械做功所遵循的基本规律． (1)“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”，这一描述具有普遍性． (2)机械克服的阻力包括有用阻力和无用阻力，克服无用阻力做的额外功对完成工作没有任何意义，事实上使用机械都是费功的，因此，机械效率总小于1. 1．盘山公路总是筑得盘旋曲折，因为( ) 【导学号：45732007】 A．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离，根据斜面的原理，斜面越长越省功 B．盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观 C．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，斜面的原理告诉我们，高度一定，斜面越长越省力 D．盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度，增加车辆的稳度 【解析】盘山公路应用了斜面的机械原理，车辆爬坡过程中克服的阻力是重力沿斜面向下的分力和摩擦阻力，在斜面上运动时的阻力小于物体的重力，斜面能够省力，高度一定的情况下，斜面越长越省力．但斜面不省功，选项C正确，其他选项均错误． 【答案】C 功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用于各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功．(适用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功． 做 功 和 能 的 转 化 1．能的概念 一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能．能有各种不同的形式，如动能、内能、风能、势能等． 2．功能关系 做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化．即功是能量转化的量度． 3．机械做功的本质 做功的机械是传递能量、实现能量转化的装置．机械做功只能将能量从一个物体转移到另一个物体或者将一种形式的能量转化为另一种形式的能量． 1．功就是能，功可以转化为能．(×) 2．做功越多，物体的能就越多．(×) 3．能量转化过程中做功越多，能量转化越多．(√) 1．2016年举行的F1汽车大奖赛上，某赛车如图1­2­3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1­2­3 【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。 探讨：如图1­2­4所示是撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．你能定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况吗？ 图1­2­4 【提示】助跑阶段身体的化学能转化为人和杆的动能，起跳阶段身体的化学能转化为人的重力势能、动能和杆的弹性势能，越杆后人的重力势能转化为动能． 1．功与能之间的关系 2．功和能的区别 (1)一个物体能够做功，我们就说这个物体