功和机械能复习上课用课件市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

功和机械能功和机械能复习上课用课件第1页第1页

复习提要

考点聚焦

展现形式

知识结构

对应训练

方法提醒功和机械能复习上课用课件第2页第2页

考点聚焦

1、了解做功两个必要原因。2、了解机械功计算公式：W=FS3、了解功率概念。 4、知道功原理。5、知道有用功和总功，知道机械效率。6、了解动能、势能初步概念，知道弹性势能，知道动能、势能能够相互转化。功和机械能复习上课用课件第3页第3页

展现形式

上述考点常以填空、选择、作图、试验和计算题型出现。功和机械能复习上课用课件第4页第4页

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一、功：1、力学里所说功包含两个必要原因：一是作用在物体上力；二是物体在力方向上经过距离。2、不做功三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。3、力学里要求：功等于力跟物体在力方向上经过距离乘积。公式：W=FS4、功单位：焦耳，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做功大约是0.5J。5、应用功公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力方向上经过距离，强调对应。③功单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。功和机械能复习上课用课件第5页第5页物体在绳子拉力作用下升高

A静止小车在拉力作用下运动起来

B汽车在刹车阻力作用下速度降低

C人用力搬石头，石头不动

DD如图所表示四种情景中，对物体没有做功是（）D功和机械能复习上课用课件第6页第6页（09重庆）如图所表示李晶同学将放在课桌边文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了以下猜测。你认为合理是()A．文具盒所受重力对它做了功B．文具盒所受支持力对它做了功C．文具盒所受推力F对它做了功D．在此过程中没有力对文具盒做功C功和机械能复习上课用课件第7页第7页1、小明用100N力将50N铅球掷出10m远，则在铅球抛出过程中，人对铅球所作功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500JC功和机械能复习上课用课件第8页第8页2.在平地上，用50N水平拉力拉重100N箱子，前进了10m，拉力做了多少功？假如把这个箱子匀速举高1.5m，又做了多少功？解：W=FS=50N×10m=500J答：拉力做了500J功。假如把这个箱子匀速举高1.5m，又做了150J功功和机械能复习上课用课件第9页第9页

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二、功原理：1、内容：使用机械时，人们所做功，都不会少于直接用手所做功；即：使用任何机械都不省功。2、说明：（请注意理想情况功原理能够怎样表述？）①功原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用。②功原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费劲，既省力又省距离机械是没有。③使用机械即使不能省功，但人类依然使用，是因为使用机械或者能够省力、或者能够省距离、也能够改变力方向，给人类工作带来很多方便。④我们做题碰到多是理想机械（忽略摩擦和机械本身重力）理想机械：使用机械时，人们所做功（FS）=直接用手对重物所做功（Gh）3、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵从功原理；③理想斜面公式：FL=Gh其中：F：沿斜面方向推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。假如斜面与物体间摩擦为f，则：FL=fL+Gh；这么F做功就大于直接对物体做功Gh。功和机械能复习上课用课件第10页第10页经过一动滑轮用60N拉力提起重为100N重物，使重物提升2m。（1）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？W直接=Gh=100N×2m=200JW用机械=FS=60N×4m=240J为何利用实际机械做功大于不用机械直接用手做功呢？

F解：S=2h=2×2m=4m功和机械能复习上课用课件第11页第11页

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三、机械效率：１、有用功：定义：对人们有用功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总斜面：W有用=Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦动滑轮、滑轮组）。斜面：W额=fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做功公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功比值。②公式：η=W有/W总③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1

。通惯用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功60%。④提升机械效率方法：减小机械自重、减小机件间摩擦。η=W有用/W总=Gh/FS5、机械效率测量：A、原理：η=W有/W总B、应测物理量：钩码重力G、钩码提升高度h、拉力F、绳自由端移动距离SC、器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

D、步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目标：确保测力计示数大小不变。

E、结论：影响滑轮组机械效率高低主要原因有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做额外功就多。

注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。功和机械能复习上课用课件第12页第12页用水桶从井中提水时候,所做功哪部分是有用功,哪部分是额外功?目标：方法提醒提水所做功有用功：提水桶所做功额外功：提水功和机械能复习上课用课件第13页第13页假如桶掉到井里,从井里捞桶时候,捞上桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?目标：提水桶所做功有用功：提水所做功额外功：捞桶功和机械能复习上课用课件第14页第14页沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N功和机械能复习上课用课件第15页第15页目标：把沙子运到三楼克服沙子重力做功就是有用功W有用=G沙h=100N×6m=600J

功和机械能复习上课用课件第16页第16页W总=(G沙+G人+G桶）h=3120JW有用/W总=19.2%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N功和机械能复习上课用课件第17页第17页W总=(G沙+G动滑轮+G桶）h=780JW有用/W总=76.9%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N功和机械能复习上课用课件第18页第18页W总=(G沙+G动滑轮+G袋）h=690JW有用/W总=87.0%沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N功和机械能复习上课用课件第19页第19页三种情况下有用功在总功中占百分比：1、19.2%

2、76.9%

3、87.0%功和机械能复习上课用课件第20页第20页某起重机机械效率是70%，它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做有用功跟总功比值是70%。功和机械能复习上课用课件第21页第21页1．使用滑轮组提起20N重物，使它上升0.4m，作用在绳子自由端拉力为8N，拉力作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做功叫____功,为___J。滑轮克服物体重力所做功叫____功为____J。用来克服滑轮重力和摩擦力所做功叫____功，是____J,这个滑轮组机械效率是____。总功9.6J有用功8J额外功1.6J83.3%功和机械能复习上课用课件第22页第22页例4、一台起重机将重6000N建筑材料提升到10m高楼房上，做额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？解：有用功：W有用=Gh=6000N×10m=60000J总功：W总=W有+W额=60000J+40000J=105J机械效率：η=

W有用/

W总

=60000J/105J=60﹪功和机械能复习上课用课件第23页第23页滑轮组提升重物时:W有用＝G物

hW总

＝FsS=nh功和机械能复习上课用课件第24页第24页有用推论：(竖直放置）功和机械能复习上课用课件第25页第25页滑轮组水平拉动物体时:W有用＝fs物W总

＝FsS=nh功和机械能复习上课用课件第26页第26页有用推论：(水平放置）功和机械能复习上课用课件第27页第27页斜面机械效率W有=GhW总=FS功和机械能复习上课用课件第28页第28页斜面额外功：W额外＝fS滑轮组额外功：W额外＝G动·h

动滑轮重两种求法：W额外＝G动·h功和机械能复习上课用课件第29页第29页例5.如图，把重为10N物体推上高为0.5m斜面，斜面长为1m所用推力为12N,沿斜面向上,求推力所做功和斜面机械效率?解：推力做功：W总=FL=12N×1m=12J有用功：W有=Gh=10N×0.5m=5J机械效率：η=

W有/

W总=5J/12J=41.67﹪LhF.G功和机械能复习上课用课件第30页第30页首先在题目中数据上标出对应字母。其次要注意，用滑轮组提起货物高度与人把绳子末端拉下距离之间关系（S=nh）。最终要搞清事件目标，分清有用功和额外功。方法提醒功和机械能复习上课用课件第31页第31页如图所表示在自由端施力60N，利用滑轮组把重200N货物提升2m,不计摩擦。求：（1）绳端移动距离多少m？（2）滑轮组机械效率是多少？(3)动滑轮重多少N?（两种做法）解：（1）由图可知负担动滑轮和重物绳子段数n=4，所以S=nh=4×2m=8m(3)方法一:G总=4F=4×60N=240N所以G动=G总-G=240N-200N=40N方法一:W外=W总-W有=FS-Gh=60N×8m-200N×2m=80J功和机械能复习上课用课件第32页第32页利用滑轮组把矿石从深20m矿井中匀速拉到地面，在绳重和摩擦不计情况下。（1）假如矿石重640N，所用拉力是400N，滑轮组机械效率是多少？（2）假如矿石重800N，所用拉力是多少？挑战中考：（乌鲁木齐）G动=G总-G=2F-G=2×400N-640N=160N功和机械能复习上课用课件第33页第33页用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升一样重物体，其中机械效率大是（不考虑摩擦）（）A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.都一样大A功和机械能复习上课用课件第34页第34页用同一滑轮组提升重物，第一次提物重为G1，机械效率为η1；第二次提物重为G2，机械效率为η2。已知G1＞G2，两次滑轮组机械效率：()η1＝η2B.η1＜η2

C.η1＞η2D.无法判断C功和机械能复习上课用课件第35页第35页1、提升相同重物，机械越简单，机械效率越高。2、在使用同一滑轮组时，物体越重，机械效率越高。（滑轮组机械效率是改变）重要结论：功和机械能复习上课用课件第36页第36页用如图所表示滑轮组绳端施力100N，把货物提升3m。滑轮组机械效率是75%，问：货物重多少N？动滑轮重多少N?解：S=4h=4×3m=12mW总=FS=100N×12m=1200JG动=G总-G=nF-G=4×100N-300N=100N答：货物重300N，动滑轮重100N。功和机械能复习上课用课件第37页第37页如右图，一人用滑轮组提升N货物，所用拉力600N，绳子自由端拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：(1)克服货物重力做功(2)拉力做功(3)机械效率；(4)若用此滑轮组提升3200N货物，所需拉力为多少?解：（1）由图可知负担动滑轮绳子段数n=4W有=Gh=N×1m=J(2)W总=FS=600N×4m=2400JG动=nF-G=4×600N-N=400N功和机械能复习上课用课件第38页第38页7、外力对水泵做了7×104J总功，水泵把250kg水送到20m高处，水泵完成有用功为多少J，水泵机械效率为多少？（g=10N/kg)W有=Gh=mgh=250kg10N/kg20m=5×104J功和机械能复习上课用课件第39页第39页G1=G2，F1=F2，重物上升高度相同，比较两拉力所做功W1

W2及两滑轮机械效率η1

η2。<>功和机械能复习上课用课件第40页第40页（宿迁）某学习小组使用几个相同滑轮分别进行机械效率测定，如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升髙度h、测力计移动距离S，并将计算出有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记人下表：

(1)表格中数据＝

;

(2)比较试验1、2，第2次机械效率较低，主要原因是

;

__________________________________________________

(3)比较试验2、3，影响这两次试验机械效率不一样主要原因是

_______,使用滑轮组优点是

_________________________。

74.1%

动滑轮有重力（或有用功相同时，使用动滑轮做额外功多等）能够省力或能改变用力方向摩擦功和机械能复习上课用课件第41页第41页（遵义）小明在测量滑轮组机械效率试验中，所用装置如图所表示，试验中每个钩码重2N，测得数据以下表：功和机械能复习上课用课件第42页第42页（1）在试验中，测绳端拉力F时，应尽可能竖直向上

拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。

（2）第1次试验测得机械效率为

。（结果保留两位有效数字）

（3）分析表中数据可知：第2次试验是用

图做；第4次试验是用

图做。（选填“a”、“b”或“c”)

（4）分析第1、2次试验数据可知：使用同一滑轮组，

能够提升滑轮组机械效率；分析第1、3次试验数据可知：使用不一样滑轮组，提升相同重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组机械效率

。

（5）分析第3、4次试验数据可知，滑轮组机械效率与物体被提升高度

。匀速

74.07%ba增加物重越低无关功和机械能复习上课用课件第43页第43页

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四、功率：1、定义：单位时间里完成功2、物理意义：表示做功快慢物理量。3、公式：P=W/t=Fv4、单位：主单位W

；惯用单位：kW马力换算：1kW=103W；1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s内做功66000J

5、机械效率和功率区分：功率和机械效率是两个不一样概念。功率表示做功快慢，即单位时间内完成功；机械效率表示机械做功效率，即所做总功中有多大百分比有用功。功和机械能复习上课用课件第44页第44页

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五、动能和势能：1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体含有能。2机械能势能重力势能定义：物体因为被举高而含有能量。决定其大小原因：物体质量越大、举得越高，势能就越大弹性势能定义：发生形变物体含有能量。决定其大小原因：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体因为运动而含有能量决定其大小原因：物体速度越大、质量越大，动能就越大功和机械能复习上课用课件第45页第45页

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3、机械能：动能和势能统称为机械能。了解：①有动能物体含有机械能；②有势能物体含有机械能；③同时含有动能和势能物体含有机械能。六、动能和势能转化：1、动能和重力势能间转化规律：①质量一定物体，假如加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；②质量一定物体，假如减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；2、动能与弹性势能间转化规律：①假如一个物体动能减小，而另一个物体弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②假如一个物体动能增大，而另一个物体弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。3、动能与势能转化问题分析：⑴首先分析决定动能大小原因，决定重力势能（或弹性势能）大小原因——看动能和重力势能（或弹性势能）怎样改变。⑵还要注意动能和势能相互转化过程中能量损失和增大——假如除重力和弹力外没有其它外力做功（即：没有其它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。⑶题中假如有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。功和机械能复习上课用课件第46页第46页

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七、水能和风能利用：1、结构：2、水电站工作原理：利用高处水落下时把重力势能转化为动能，水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。机械能天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电功和机械能复习上课用课件第47页第47页

方法提醒

例1某同学用100牛力把质量为4千克铅球推到5米远处,他推铅球做功是()A.500焦B.196焦C.696焦D.缺乏条件,无法计算分析：人推铅球时,只在将铅球推出手极短时间内对铅球施加作用力,铅球离开人手以后只受到重力和空气阻力作用,不再受到推力作用,题中所述5米并不是在100牛推力作用下经过距离.所以,人虽对铅球做了功,却无法计算所做功大小.解答，应选D.D功和机械能复习上课用课件第48页第48页

方法提醒

例2如图3所表示,均匀木棒AB长2米,重力为20牛,支点O,且OB为0.8米,杠杆A端置于桌面上.现有一个重力为10牛球在水平力F作用下从A点向右匀速运动,假如F大小为3牛且保持不变,求当小球运动到刚好使杠杆失去平衡时,力F所做功.分析：如图4所表示,当球在推力F作用下运动到支点右侧;距支点l1长时杠杆AB刚好失去平衡,则l1即为该球对杠杆作用力力臂.而杠杆AB重心应在AB正中间,则杠杆重GAB力臂l2＝AO－AB/2＝1.2米－1米＝0.2米.功和机械能复习上课用课件第49页第49页

方法提醒

解由杠杆平衡条件可得:GAB·l2＝G球·l1∴l1＝GABl2/G球＝…＝0.4米.球在F作用下运动使杠杆刚好失去平衡时经过距离:S＝AO＋l1＝1.2米＋0.4米＝1.6米作用力F所做功:W＝FS＝3牛×1.6米＝4.8焦答:杠杆刚好失去平衡时力F所做功为4.8焦.功和机械能复习上课用课件第50页第50页

方法提醒

例3：一学生用100牛力将重为50牛足球沿水平方向踢出20米远，则该学生对球做功是（）

A．3000焦 B．1000焦 C．焦 D．无法确定分析与解：在物理学中，做功是指两个原因同时存在物理过程。这两个原因是，物体受到力作用和物体沿力方向经过了一段距离。我们把它们叫做做功两个必要原因。本题最轻易犯错误是选择C，认为W=FS=100牛×20米=焦。错误原因在于没有从根本上了解做功两必要原因同时存在。足球从被踢到落地停顿，经历了两个过程。第一个过程从学生脚与球接触开始到脚离开球为止。在这一过程中，球受到学生踢力，足球并在此力方向上移动，但移动距离是不知道，不是20米，所以这一过程中，学生对球做了功，W=FS=100牛×S，此功大小不能确定。第二个过程是球因为惯性而运动，在这一过程中，球即使移动一段距离，但球不受学生踢力，所以，在此过程中，学生不对球做功。所以，学生将球踢出20米远，而对球做功是不能确定。所以选项D是正确。D功和机械能复习上课用课件第51页第51页

方法提醒

例4：下面哪种情况动能、重力势能都是增加（）

A．跳伞员张开伞后，匀速下降B．汽车沿斜坡匀速向下行驶

C．电梯从楼下加速上升D．列车在平直轨道上匀速行驶

分析与解：动能和势能统称为机械能。动能大小决定于它质量和速度，重力势能大小决定于它质量和高度。A选项中，跳伞员张开伞匀速下降过程中，它质量不变，高度减小，所以他重力势能减小。而下降过程中速度没有改变，所以他动能不变。B选项中，汽车匀速下坡，也是势能降低，而动能不变。C选项中，电梯上升，质量不变，而高度变大。电梯重力势能增加，加速上升时，质量不变，而速度变大，则动能增加，动能、势能都变大。D选项中，列车在平直轨道上匀速行驶。列车质量、高度，速度都没有改变，既动能、重力势能都没有改变。本题正确答案，应选C

说明：（1）物体匀速下降时，它势能降低，有同学就认为势能转化为动能，动能就一定增加。这种分析是错误。当物体匀速下降时，它一定受到了摩擦力，这时一部分机械能转化为物体内能，机械能降低。（2）在研究动能或热能大小时，要注意它们各自是由两个原因决定。C功和机械能复习上课用课件第52页第52页

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例6：用图8所表示滑轮组，将重为600牛物体匀速上拉2米，所用拉力为200牛。求滑轮组机械效率。分析与解：经过审题，应分析出物重G=600牛，重物被提升h=2米，拉力F=200牛。经过审图，应能分析出有5段绳子负担动滑轮和物体重力。所以绳子自由端移动距离S=5h=5×2米=10米。滑轮组目标是提升重物，所以提升重物所做功就是有用功，拉力对滑轮组所做功为总功，进而能够求出机械效率。计算过程以下：功和机械能复习上课用课件第53页第53页

方法提醒

W有用=Gh=600牛×2米=1200焦

W总=200牛×10米=焦

η＝W有用/W总＝60%答：滑轮组机械效率为60%

说明：在简单机械中，动力作用点移动距离S与物体移动距离h关系是由机械本身结构决定，在滑轮组中，有n段绳子负担重物，则S=nh。它跟物体受到重力、动力大小以及机械效率高低无关。功和机械能复习上课用课件第54页第54页

1．水平路面上有一个小车，车重200牛，人用50牛水平力，在推小车匀速前进5米过程中，以下判断正确是（）

A．重力不做功B．人做功250焦

C．车受到阻力是250牛D．车受到阻力是50牛2．用动滑轮提升一个重物，若用力是100牛，重物在0.5秒内匀速上升0.6米，不计滑轮重，则拉力做功功率为：（）

A．300瓦 B．240