第2节　功和能ppt课件

1、第第2 2节功和能节功和能教师备课参考教师备课参考 | |中心素养养成目的中心素养养成目的| |物理观念物理观念1.1.知道机械功的原理知道机械功的原理, ,知道运用任何机械都不省功知道运用任何机械都不省功. .2.2.了解功和能的定义了解功和能的定义, ,能举例阐明功是能量转化的量度能举例阐明功是能量转化的量度. .3.3.知道机械做功的本质是能量转化的过程知道机械做功的本质是能量转化的过程. .科学思想与科学探求科学思想与科学探求1.1.能从能量转化的角度来分析物体的运动能从能量转化的角度来分析物体的运动, ,处理有关能量的问题处理有关能量的问题. .2.2.知道功和能之间的区别和联络知道

2、功和能之间的区别和联络. .科学态度与责任科学态度与责任了解事物之间是相互联络的了解事物之间是相互联络的, ,学会从功能角度去探求自然规律学会从功能角度去探求自然规律. .| |教学重难点教学重难点| |教学重点教学重点1.1.机械功的原理机械功的原理. .2.2.功和能的关系功和能的关系. .教学难点教学难点用能量观念分析处理问题用能量观念分析处理问题. .感悟解题规律感悟解题规律探寻根本知识探寻根本知识测评学习效果测评学习效果探寻根本知识探寻根本知识树立物理观念树立物理观念知识点一知识点一 机械功的原理机械功的原理 【情境导学】【情境导学】 1.1.如下图盘山公路如下图盘山公路, ,汽车沿

3、盘山公路上山能省功吗汽车沿盘山公路上山能省功吗? ?答案答案: :不能不能. .但能省力但能省力, ,不能省位移不能省位移. .2.2.运用机械把物体搬到高处时运用机械把物体搬到高处时, ,动力对物体做功动力对物体做功, ,一定等于机械抑制物体一定等于机械抑制物体的重力做的功吗的重力做的功吗? ?答案答案: :不等于不等于, ,由于运用机械时还需求抑制摩擦等阻力做的额外功由于运用机械时还需求抑制摩擦等阻力做的额外功. .【知识梳理】【知识梳理】 1.1.功的原理功的原理: :运用任何机械时运用任何机械时, ,动力对机械所做的功总是等于机械动力对机械所做的功总是等于机械 . . 所做的功所做的功

4、. .2.2.表达式表达式:W:W动动=W=W阻阻=W=W有用有用+ + 或或W W输入输入=W=W输出输出+ .+ .3.3.机械原理运用机械原理运用: :任何机械都不能任何机械都不能 , ,做一定量的功做一定量的功, ,要省力就要增大要省力就要增大做功时的做功时的 , ,而要减小做功时的而要减小做功时的 就要多用力就要多用力. .【思索判别】【思索判别】1.1.运用先进机械能省功运用先进机械能省功, ,运用普通机械不能省功运用普通机械不能省功.(.( ) )2.2.功的原理是机械普遍适用的根本原理功的原理是机械普遍适用的根本原理.(.( ) )3.3.运用某些机械时可以省力运用某些机械时可

5、以省力.(.( ) )抑制阻抑制阻力力W W额外额外W W损失损失省功省功位移位移位移位移 知识点二知识点二做功和能的转化做功和能的转化 【情境导学】【情境导学】 如图如图, ,人举着杠铃不动人举着杠铃不动, ,人对杠铃做功吗人对杠铃做功吗? ?在将杠铃举起的过程中在将杠铃举起的过程中, ,人对杠人对杠铃做功吗铃做功吗? ?实现了哪种方式能的转化实现了哪种方式能的转化? ?答案答案: :举着杠铃不动时不做功举着杠铃不动时不做功. .将杠铃举起的过程中将杠铃举起的过程中, ,人对杠铃做功人对杠铃做功. .耗费耗费人体内的化学能转化为杠铃的重力势能人体内的化学能转化为杠铃的重力势能. .【知识梳理

6、】【知识梳理】 1.1.能量能量: :一个物体可以对别的物体一个物体可以对别的物体 , ,我们就说这个物体具有能量我们就说这个物体具有能量. .2.2.功能关系功能关系: :做功的过程就是做功的过程就是 的过程的过程. .做了多少功做了多少功, ,就表示有多就表示有多少能从一种方式转化为另一种方式少能从一种方式转化为另一种方式, ,因此因此, ,功是能量转化的功是能量转化的 . .3.3.机械的作用机械的作用: :机械做功机械做功, ,只能将能量从一个物体只能将能量从一个物体 到另一个物体到另一个物体, ,或者将一种方式的能量或者将一种方式的能量 为另一种方式的能量为另一种方式的能量. .【思

7、索判别】【思索判别】1.1.功就是能功就是能, ,功可以转化为能功可以转化为能.(.( ) )2.2.做功越多做功越多, ,物体的能就越多物体的能就越多.(.( ) )3.3.能量转化过程中做功越多能量转化过程中做功越多, ,能量转化越多能量转化越多.(.( ) )做功做功能量转化能量转化量度量度转移转移转化转化 要点一要点一感悟解题规律感悟解题规律培育科学思想培育科学思想对机械功的原理的了解对机械功的原理的了解 1.1.功的原理的表达式功的原理的表达式(1)(1)不运用机械时不运用机械时:W:W输入输入=W=W输出输出( (或或W W动动=W=W阻阻).).(2)(2)运用机械时运用机械时:

8、W:W动动=W=W阻阻=W=W有用有用+W+W额外额外( (或或W W输入输入=W=W输出输出+W+W损失损失).).(3)(3)功的意义功的意义: :W W动表示动力对机械做的功动表示动力对机械做的功; ;W W阻表示机械抑制一切阻力做的功阻表示机械抑制一切阻力做的功; ;W W有用有用=W=W输出表示机械抑制有用阻力做的功输出表示机械抑制有用阻力做的功; ;W W额外额外=W=W损失表示机械抑制额外阻力做的功损失表示机械抑制额外阻力做的功. .2.2.不能省功的含义不能省功的含义“不省功是功的原理的中心不省功是功的原理的中心.“.“不省功有两层含义不省功有两层含义: :(1)(1)等于等于

9、, ,即理想机械即理想机械, ,是指运用机械做的功与不运用机械而直接用手所做是指运用机械做的功与不运用机械而直接用手所做的功是相等的的功是相等的. .(2)(2)大于大于, ,即费功即费功( (非理想机械非理想机械),),是指运用机械做的功比不运用机械而直接是指运用机械做的功比不运用机械而直接用手所做的功多用手所做的功多. .对于运用非理想机械多做的那一部分功对于运用非理想机械多做的那一部分功, ,就是抑制机械就是抑制机械本身重力和摩擦力所做的功本身重力和摩擦力所做的功. .它对完成任务没有意义它对完成任务没有意义, ,所以又把它叫做无所以又把它叫做无用功或额外功用功或额外功. .特别提示特别

10、提示 (1) (1)运用机械可以省力或省位移运用机械可以省力或省位移, ,但不能省功但不能省功. .(2)(2)由于抑制额外阻力所做的额外功的存在由于抑制额外阻力所做的额外功的存在, ,实践上运用任何机械总是费实践上运用任何机械总是费功的功的. .【典例【典例1 1】 工人在劳动中为了方便工人在劳动中为了方便, ,利用一个斜面将一个重为利用一个斜面将一个重为106 N106 N的机座的机座升高了升高了0.5 m,0.5 m,斜面长为斜面长为4 m.4 m.(1)(1)假设不计摩擦阻力假设不计摩擦阻力, ,机座被缓慢地拉上斜面机座被缓慢地拉上斜面, ,求工人对机座的拉力有多大求工人对机座的拉力有

11、多大? ?思绪探求思绪探求 (1) (1)不计摩擦力时不计摩擦力时, ,拉力对机座做的功和重力做的功存在拉力对机座做的功和重力做的功存在什么关系什么关系? ?答案答案: :由于不存在额外功由于不存在额外功, ,那么那么W W动动=W=W阻阻=W=W有用有用, ,即拉力做的功等于抑制重即拉力做的功等于抑制重力做的功力做的功. .答案答案:(1)1.25:(1)1.25105 N105 N(2)(2)假设机座与斜面之间的动摩擦因数为假设机座与斜面之间的动摩擦因数为=0.1,=0.1,那么工人对机座的拉力那么工人对机座的拉力所做的功为多大所做的功为多大? ?思绪探求思绪探求(2)(2)假设思索摩擦力

12、假设思索摩擦力, ,摩擦力做正功还是负功摩擦力做正功还是负功? ?答案答案: :机座沿斜面向上运动机座沿斜面向上运动, ,摩擦力方向沿斜面向下摩擦力方向沿斜面向下, ,那么摩擦力做负功那么摩擦力做负功. .答案答案:(2)8.97:(2)8.97105 J105 J(1)(1)经过对研讨对象的受力分析经过对研讨对象的受力分析, ,确定动力和阻力确定动力和阻力, ,区分有用阻力和无用区分有用阻力和无用阻力阻力( (或额外阻力或额外阻力););(2)(2)经过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移经过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移; ;(3)(3)根据功的定义式求解各力所做的功根据

13、功的定义式求解各力所做的功, ,根据机械功的原理列方程求解根据机械功的原理列方程求解. .误区警示误区警示 运用机械功原了解题的本卷须知运用机械功原了解题的本卷须知( (教师备用教师备用) )例例1-1:(20211-1:(2021广东广州月考广东广州月考) )利用斜面把利用斜面把100 N100 N的货物匀速从底端推到的货物匀速从底端推到顶端顶端, ,假设货物所受的摩擦力为假设货物所受的摩擦力为8 N,8 N,且知斜面高为且知斜面高为3 m,3 m,倾角为倾角为3737, ,其其他阻力不计他阻力不计, ,求求: :(1)(1)抑制重力所做的功和抑制摩擦阻力所做的功抑制重力所做的功和抑制摩擦阻

14、力所做的功; ;答案答案: :见解析见解析(2)(2)推力推力F F的大小及的大小及F F所做的功所做的功; ;(3)(3)该运动过程省功吗该运动过程省功吗? ?解析解析:(2)F=Gsin 37:(2)F=Gsin 37+f=100+f=1000.6 N+8 N=68 N.0.6 N+8 N=68 N.根据机械功的原理根据机械功的原理, ,推力推力F F所做的功该当等于所做的功该当等于WG+Wf,WG+Wf,所以推力所以推力F F所做的功所做的功WF=300 J+40 J=340 J.WF=300 J+40 J=340 J.(3)(3)不省功不省功. .答案答案: :见解析见解析针对训练针对

15、训练1-11-1 把同一重物移至卡车上把同一重物移至卡车上, ,假设沿粗糙斜面推进时做的功假设沿粗糙斜面推进时做的功为为W1,W1,用不计质量和摩擦的滑轮组时做的功为用不计质量和摩擦的滑轮组时做的功为W2,W2,用人力直接搬上车时做用人力直接搬上车时做的功为的功为W3,W3,那么那么( ( ) )A.W1=W2=W3A.W1=W2=W3 B.W1W2W3 B.W1W2W3C.W1W2W3C.W1W2W2=W3 D.W1W2=W3解析解析: :三种情况均是抑制重力做功三种情况均是抑制重力做功, ,有用功一样有用功一样, ,由于斜面粗糙由于斜面粗糙, ,沿斜面沿斜面推时推时, ,存在额外功存在额外

16、功, ,另外两种情况额外功为零另外两种情况额外功为零, ,机械做的功为动力的功机械做的功为动力的功, ,根据功的原理可知根据功的原理可知, ,选项选项D D正确正确. .D D 要点二要点二 对功能关系的了解对功能关系的了解 1.1.功能关系框图功能关系框图2.2.功与能的区别功与能的区别(1)(1)能量是表征物体具有做功身手的物理量能量是表征物体具有做功身手的物理量, ,是形状量是形状量. .(2)(2)功描画了力的作用效果在空间上的累积功描画了力的作用效果在空间上的累积, ,反映了物体受力并运动的效果反映了物体受力并运动的效果, ,是过程量是过程量. .3.3.对功能关系的了解对功能关系的

17、了解(1)(1)做功的过程就是能量转化的过程做功的过程就是能量转化的过程, ,能量转化的过程也就是做功的过程能量转化的过程也就是做功的过程. .如如: :(2)(2)做功与能量转化的数值相等做功与能量转化的数值相等, ,即做了多少功即做了多少功, ,就有多少能量发生了转化就有多少能量发生了转化. .因此因此, ,可以用做功的多少来量度能量转化的多少可以用做功的多少来量度能量转化的多少, ,反之反之, ,也可用能量转化的也可用能量转化的多少来计算做功的多少多少来计算做功的多少. .(3)(3)功与能并不等同功与能并不等同, ,功只是反映了能量转化的多少功只是反映了能量转化的多少, ,但不能以为物

18、体对外但不能以为物体对外做的功等于物体具有的能量做的功等于物体具有的能量. .【典例【典例2 2】 质量约为质量约为0.5 kg0.5 kg的足球被脚踢出后的足球被脚踢出后, ,在程度地面上沿直线向前在程度地面上沿直线向前运动约运动约50 m50 m后停顿后停顿. .假定运发动踢球时脚对球的平均作用力为假定运发动踢球时脚对球的平均作用力为300 N,300 N,足球足球在地面运动过程中所受阻力恒为其重力的在地面运动过程中所受阻力恒为其重力的0.060.06倍倍, ,那么运发动踢球时脚对那么运发动踢球时脚对足球做的功为足球做的功为(g=10 m/s2)(g=10 m/s2)( ) )A.0.5

19、JA.0.5 JB.15 JB.15 JC.250 JC.250 JD.15 000 JD.15 000 J思绪探求思绪探求 (1) (1)运发动踢球的作用力伴随足球向前挪动了运发动踢球的作用力伴随足球向前挪动了50 m 50 m 吗吗? ?答案答案: :不是不是, ,足球离脚后运发动对足球无作用力足球离脚后运发动对足球无作用力. .(2)(2)足球离脚后之所以向前运动是运发动做功的结果吗足球离脚后之所以向前运动是运发动做功的结果吗? ?答案答案: :是是, ,运发动对足球做的功使足球获得了机械能运发动对足球做的功使足球获得了机械能, ,该机械能使足球抑该机械能使足球抑制阻力做功制阻力做功.

20、.B B 规律方法规律方法 运用功能关系分析问题的方法运用功能关系分析问题的方法 (1)(1)正确分析物体的运动形状正确分析物体的运动形状, ,确定物体的不同方式能量之间的变化情况确定物体的不同方式能量之间的变化情况, ,判别能否有能量变化以及怎样变化判别能否有能量变化以及怎样变化. .(2)(2)分析物体的受力情况分析物体的受力情况, ,确定哪些力做功确定哪些力做功, ,哪些力不做功哪些力不做功, ,哪些力做正功哪些力做正功以及哪些力做负功以及哪些力做负功. .(3)(3)根据功能关系列方程根据功能关系列方程, ,结合知条件求解某些力做的功或某种能量的变结合知条件求解某些力做的功或某种能量的

21、变化化. .( (教师备用教师备用) )例例2-1: 2-1: 如下图如下图, ,同一物体分别沿斜面同一物体分别沿斜面AB,CBAB,CB从斜面顶端由静止下滑究竟端从斜面顶端由静止下滑究竟端. .那么那么: :(1)(1)物体抑制摩擦阻力做的功物体抑制摩擦阻力做的功WABWABWCB(WCB(填填“=“=或或“).).(2)(2)在物体下滑的过程中能量是如何转化的在物体下滑的过程中能量是如何转化的? ?解析解析:(1):(1)设物体与斜面间动摩擦因数为设物体与斜面间动摩擦因数为,斜面长为斜面长为L,L,斜面倾角为斜面倾角为,那么滑那么滑动摩擦力动摩擦力f=mgcos f=mgcos 抑制摩擦力

22、做的功抑制摩擦力做的功Wf=fL=mgcos L=mgsBDWf=fL=mgcos L=mgsBDsBDsBD为斜面底端长为斜面底端长, ,所以所以WAB=WCB.WAB=WCB.(2)(2)物体沿斜面下滑过程中物体沿斜面下滑过程中, ,重力势能减少重力势能减少, ,转化为物体的动能和物体与斜面转化为物体的动能和物体与斜面间的内能间的内能. .答案答案:(1)=:(1)=(2)(2)见解析见解析针对训练针对训练2-12-1 (2021 (2021广东清远检测广东清远检测)()(多项选择多项选择) )关于功和能关于功和能, ,以下判别以下判别正确正确的是的是( ( ) )A.A.古代的钻木取火是

23、经过摩擦力做功将其他方式的能转化为内能古代的钻木取火是经过摩擦力做功将其他方式的能转化为内能B.B.举重运发动把重物举起来举重运发动把重物举起来, ,体内的一部分化学能转化为重力势能体内的一部分化学能转化为重力势能C.C.跳高运发动起跳时跳高运发动起跳时, ,经过体内肌肉做功经过体内肌肉做功, ,体内一部分化学能转化为人的体内一部分化学能转化为人的动能动能D.D.人走路时人走路时, ,没有力做功所以没有能量转化没有力做功所以没有能量转化解析解析: :做功的过程是能量转化的过程做功的过程是能量转化的过程, ,人在走路时人在走路时, ,其重心的高度不断变其重心的高度不断变化化, ,所以人要做功所以

24、人要做功, ,同时有势能和动能的变化同时有势能和动能的变化, ,应选项应选项A,B,CA,B,C正确正确,D,D错误错误. .ABC ABC 测评学习效果测评学习效果演练当堂技法演练当堂技法1.(20211.(2021江西九江月考江西九江月考) )关于功和能关于功和能, ,以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是( ( ) )A.A.功就是能功就是能, ,功可以转化为能功可以转化为能B.B.做功越多做功越多, ,物体的能量就越大物体的能量就越大C.C.能量转化中做功越多能量转化中做功越多, ,能量转化就越多能量转化就越多D.D.功和能的单位一样功和能的单位一样, ,它们的物理意义也一样它们的物

25、理意义也一样C C 解析解析: :功和能是两个不同的概念功和能是两个不同的概念, ,功是过程量功是过程量, ,能是形状量能是形状量, ,应选项应选项D D错错; ;做做功的过程就是能量转化的过程功的过程就是能量转化的过程, ,功是能量转化的量度功是能量转化的量度, ,应选项应选项A A错错; ;做功越做功越多多, ,阐明能量转化的越多阐明能量转化的越多, ,并不阐明物体的能量越大并不阐明物体的能量越大, ,应选项应选项B B错错,C,C正确正确. .2.2.关于功与能关于功与能, ,以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是( ( ) )A.A.功是力做功功是力做功, ,能量是物体具有的能量是物体具有的, ,所以二者没任何关系所以二者没任何关系B.B.功是矢量功是矢量, ,能是标量能是标量C.C.做功的过程一定对应某种能量发生了转化做功的过程一定对应某种能量发生了转化, ,但做功的多少与能量转化的但做功的多少与能量转化的多少不一定相等多少不一定相等D.D.利用功能关系可