1、第十一 章 功和机械能 一、功 1、做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况： （1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动； （2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。 （3）有距离无力：（“不劳无功” ） ，如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动； 3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。 公式 W=FS=Pt 各量单位W：J（焦耳）F：N（牛顿） S：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒） 4、国际单位：将 Nm 称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 Nm
2、 把一个鸡蛋举高 1m ，做的功大约是 0.5 J 。 5、公式应用注意：分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力； 公式中的 S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。 功的单位“焦” （1 牛米 = 1 焦） 。 6、常见的功： 克服重力做功：W=Gh 克服阻力（摩擦力）做功：W=fs 二、功的原理：使用任何机械都不省功 1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。 2、说明：功的原理对于任何机械都适用。 使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、
3、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh） 3、应用：斜面 理想斜面：斜面光滑（不计摩擦） 理想斜面遵从功的原理 理想斜面公式：FL=Gh 其中F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度 实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦） 若斜面与物体间的摩擦为 f ，则：FL=fL+Gh；这样 F 做功 FL 就大于直接对物体做功 Gh 三、功率：单位时间内做的功P(单位：W) 1、公式： WSPFVtt2、单位：瓦特，简称瓦，符号 W ，常用单位 kW ，MW， 马力 换算：1kW=103W W 1
4、马力=735W 3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关） 。 某小轿车功率 66kW，它表示：小轿车s 内做功 66000J 4、机械中的功率 有用：总功 ：5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。 （1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功； （2）机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。四、机械能 能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功” ，并不是一定“要做功” ，也不是“正在做功”或“已经做功” 。 如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功
5、，也不一定要做功。1、机械能：动能和势能统称为机械能。（1）理解 有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能； 同时具有动能和势能的物体具有机械能。 （2）探究决定动能大小的因素 a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关； b、实验研究研究对象：小钢球 方法：控制变量法 c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少； 如何控制速度不变？使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同； 如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下；d、分析归纳： 保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大； 得出结论：物体
6、动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。 2、动能和势能的转化 （1）动能和重力势能间的转化规律： 质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；（2）动能与弹性势能间的转化规律： 如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； 如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 3、动能与势能转化问题的分析 首先分析决定动能大小、重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化质量，速度，高度，
7、弹性形变 机械能守恒：如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失） ，则动能势能转化过程中机械能不变。 人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。 滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。 考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。 题目中如果有“在光滑斜面上滑动” ， “光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。 4、水能和风能的利用 5、水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。 6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？ 水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。
