1、第十一章,功和机械能,功,功的概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。 那你可以举出一些生活的例子吗？ 比如：拉箱子,由上面我们可以知道,做功的两个必要因素：一是 ， 二是物体在这个 。 那么有没有无做功的力呢？ 我们先了解一下没做功的概念 没做功的三种情形： 1）有力而没有距离（劳而无功） 2）靠惯性运动没有力 3）力和距离垂直,作用在物体上的力,力的方向上移动的距离,你知道有什么没做功的例子吗？,1.有力而没有距离（劳而无功） 你推桌子用了力，但桌子没动你搬石头用了力，但石头未起 2.靠惯性运动没有力 踢出去的足球，继续前进 3.有力，也有距离，
2、但力的方向和距离垂直 提着某物水平移动 （经典：如手提水桶在水平面上走动。 ）,功的计算：,功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积即： 功的计算公式 W=Fs F力N； s距离m； W功焦耳 用F表示力，单位是牛（N），用s表示距离，单位是米（m），功的符号是W，单位是牛米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J， 1 J=1 Nm,功力力的方向上的距离,注意：,在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式： W=Gh；在克服摩擦做功时，计算公式： W=fs。,功的原理：,使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。 当不考虑摩
3、擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs）等于直接用手所做的功（Gh），这是一种理想情况，也是最简单的情况。,例子：,重量为60N的物体，放在水平地面上，用10N水平方向的拉力，将物体沿水平面拉动5m，则拉力做的功（ ） A3000J； B300J； C . 50J； D物体没有升高，拉力不做功 思路分析： 两个因素是同时发生的 对物体做功的多少，决定于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。计算做功的大小，要从这两方面 考虑。本题中重量的大小与做功的多少没有直接的关系。因此 =10N 5m=50J。 答：C,第二节,功率,Time决定功率,功率的定义：功与做功所用时间之比 ，
4、 在数值上等于 单位时间内所做的功 。 功率的物理意义：表示物体做功的快慢 。,功率的计算,计算公式： P=w/t 其中W代表功，单位是焦（J）；t代表时间，单位是秒（s）；P代表功率，单位是焦耳每秒，专用单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 推导公式：P= Fv 公式中P表示功率，F表示作用在物体上的力，表示物体在力F的方向上运动的速度。使用该公式解题时，功率P的单位：瓦（W），力F的单位：牛（N），速度的单位：米/秒（m/s）。 3、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW）。1W=1J/s、1kW=103W,举例,一辆汽车在水平的公路上匀速行驶时，受到的阻力是5000N，汽车的速度是10
5、m/s，这辆汽车的功率应为多大？ 思路分析 汽车所受阻力不变，又做匀速直线运动，所以汽车的牵引力F是不变的，且与阻力大小相等。,解： 由公式可得： P=w/t ， W=Fs 可得P=Fs/t=F/v 所以P=5000N*10m/s=5*104W 答：汽车的功率为5*104W,第三节,动能与势能,能是舍？吃的能量？,1.能的概念： 如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量，简称能。能量和功的单位都是焦耳。 理解： 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
6、有做功。也不一定要做功。,迷糊？,一个物体能够做的功越多，能量越大。具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。,动能,1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。 2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度。 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大； 运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。,动能,3、一切运动的物体都具有动能， 静止的物体动能为零， 匀速运动且质量一定的物体动能不变(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速) 。 物体是否具有动能的标志是：是否在运动。,势能,1、势能包括重力势能和弹性势能 重力势能（高度决定） （1）定义：物体由于
7、高度所决定的能，叫做重力势能。 （2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度。 质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大； 被举得高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。,势能,（3）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。 位置升高且质量一定的物体重力势能在增大（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高） 位置降低且质量一定的物体重力势能在减小（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低） 高度不变且质量一定的物体重力势能不变。,弹性势能,（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 （2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）
8、。 （3）对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。 物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。,下面物体各具有什么形式的机械能,高速升空的火箭具有 被拉弯的钢尺具有 被拦河坝拦住的上游水具有 空中下落的皮球具有 山坡上静止的石头具有 匀速上升的物体具有,动能和机械能 。弹性势能 。 重力势能。动能和重力势能 。 重力势能 。动能和重力势能。,例子：,重100N的物体在20N水平方向拉力的作用下，沿水平地面前进了10m后撤消拉力，物体又滑动了5m， 则拉力做的功是 J；重力做的功是 J。,例子,思路分析： 根据题意可画出物体受力和运动情况的示意图，如图所示， 从
9、图中可见，物体运动的方向跟拉力方向一致，但跟重力方向垂直，所以拉力做了功，重力对物体没有做功， 计算拉力做功大小， 一要弄清力的大小，是20N；二要明确物体沿力的方向通过了10m，拉力撤销后，物体又向前滑动5m，这时拉力没有做功。 所以拉力所做的功为： =20N* 10m=200J。 答：200；0,第四节,机械能及其转化,机械能=动能+势能,机械能概念：动能与势能统称为机械能。单位是：J 动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。,注意,如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒。,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
10、，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。,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。,举例,a、人造地球卫星绕地球转动， 近地点动能 重力势能 远地点重力势能 动能 近地点向远地点运动，,机械能守恒最大， 最小； 最大， 最小 动能转化为重力势能。,举例,b、皮球下落过程是与地碰撞发生形变时形变消失是；上升过程是,重力势能 转化为 动能 ； 动能 转化 弹性势能 ；弹性势能
11、转化为 动能 动能 转化为 重力势能。,举例,c、弹枪把物射出时子弹斜向上射出后又落向地面能的转化为,弹性势能 转化为 动能 ；动能转化为重力势能再转化为动能。,举例,拦河大坝提高水位是为了增大水的 水流下来转化为水的 冲动水能机，最后带动发电机发电转化为,重力势能 动 能，电能。,自然界中可供人类利用的机械能源有 水能和风能。 大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。,例子,将物体b放在光滑的斜面的顶端，如图所示，然后从静止开始滑下，则（ ） A物体在斜面顶端A点时，机械能最大，下滑时机械能减小； B物体在斜面顶端A点时，势能最大； C
12、物体沿着斜面下滑过程中，物体的机械能保持不变； D物体沿着斜面下滑过程中，物体的势能减少，等于动能的增加,例子,某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方，匀速提到水面下0.5m处的过程中，人对物体所做的功为54J。当物体拉到 体积露出水面时让其静止，此时绳子对物体的拉力为40N。不计绳的重量，忽略水的阻力，求物体的密度。,思路分析：根据题目已知画出如图所示根据物体被提升的距离s2m0.5m1.5m及人对物体所做的功54J，可求出拉力T再由甲、乙图中物体所受力情况，列出力的平衡关系可求解(这是解题关键),解：在甲图中GTF浮，Tw/s54j/1.5m36N物gV36N水gV 在乙图中GT1F1浮，T140N物gV40N水g4/5V 由、解得物2.8103kg/m3答案：物体的密度是2.8103kg/m3,关系图,
