第2節(jié)　功和能ppt課件

1、第第2 2節(jié)功和能節(jié)功和能教師備課參考教師備課參考 | |中心素養(yǎng)養(yǎng)成目的中心素養(yǎng)養(yǎng)成目的| |物理觀念物理觀念1.1.知道機械功的原理知道機械功的原理, ,知道運用任何機械都不省功知道運用任何機械都不省功. .2.2.了解功和能的定義了解功和能的定義, ,能舉例闡明功是能量轉化的量度能舉例闡明功是能量轉化的量度. .3.3.知道機械做功的本質是能量轉化的過程知道機械做功的本質是能量轉化的過程. .科學思想與科學探求科學思想與科學探求1.1.能從能量轉化的角度來分析物體的運動能從能量轉化的角度來分析物體的運動, ,處理有關能量的問題處理有關能量的問題. .2.2.知道功和能之間的區(qū)別和聯絡知道

2、功和能之間的區(qū)別和聯絡. .科學態(tài)度與責任科學態(tài)度與責任了解事物之間是相互聯絡的了解事物之間是相互聯絡的, ,學會從功能角度去探求自然規(guī)律學會從功能角度去探求自然規(guī)律. .| |教學重難點教學重難點| |教學重點教學重點1.1.機械功的原理機械功的原理. .2.2.功和能的關系功和能的關系. .教學難點教學難點用能量觀念分析處理問題用能量觀念分析處理問題. .感悟解題規(guī)律感悟解題規(guī)律探尋根本知識探尋根本知識測評學習效果測評學習效果探尋根本知識探尋根本知識樹立物理觀念樹立物理觀念知識點一知識點一 機械功的原理機械功的原理 【情境導學】【情境導學】 1.1.如下圖盤山公路如下圖盤山公路, ,汽車沿

3、盤山公路上山能省功嗎汽車沿盤山公路上山能省功嗎? ?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.運用機械把物體搬到高處時運用機械把物體搬到高處時, ,動力對物體做功動力對物體做功, ,一定等于機械抑制物體一定等于機械抑制物體的重力做的功嗎的重力做的功嗎? ?答案答案: :不等于不等于, ,由于運用機械時還需求抑制摩擦等阻力做的額外功由于運用機械時還需求抑制摩擦等阻力做的額外功. .【知識梳理】【知識梳理】 1.1.功的原理功的原理: :運用任何機械時運用任何機械時, ,動力對機械所做的功總是等于機械動力對機械所做的功總是等于機械 . . 所做的功所做的功

4、. .2.2.表達式表達式:W:W動動=W=W阻阻=W=W有用有用+ + 或或W W輸入輸入=W=W輸出輸出+ .+ .3.3.機械原理運用機械原理運用: :任何機械都不能任何機械都不能 , ,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時的做功時的 , ,而要減小做功時的而要減小做功時的 就要多用力就要多用力. .【思索判別】【思索判別】1.1.運用先進機械能省功運用先進機械能省功, ,運用普通機械不能省功運用普通機械不能省功.(.( ) )2.2.功的原理是機械普遍適用的根本原理功的原理是機械普遍適用的根本原理.(.( ) )3.3.運用某些機械時可以省力運用某些機械時可

5、以省力.(.( ) )抑制阻抑制阻力力W W額外額外W W損失損失省功省功位移位移位移位移 知識點二知識點二做功和能的轉化做功和能的轉化 【情境導學】【情境導學】 如圖如圖, ,人舉著杠鈴不動人舉著杠鈴不動, ,人對杠鈴做功嗎人對杠鈴做功嗎? ?在將杠鈴舉起的過程中在將杠鈴舉起的過程中, ,人對杠人對杠鈴做功嗎鈴做功嗎? ?實現了哪種方式能的轉化實現了哪種方式能的轉化? ?答案答案: :舉著杠鈴不動時不做功舉著杠鈴不動時不做功. .將杠鈴舉起的過程中將杠鈴舉起的過程中, ,人對杠鈴做功人對杠鈴做功. .耗費耗費人體內的化學能轉化為杠鈴的重力勢能人體內的化學能轉化為杠鈴的重力勢能. .【知識梳理

6、】【知識梳理】 1.1.能量能量: :一個物體可以對別的物體一個物體可以對別的物體 , ,我們就說這個物體具有能量我們就說這個物體具有能量. .2.2.功能關系功能關系: :做功的過程就是做功的過程就是 的過程的過程. .做了多少功做了多少功, ,就表示有多就表示有多少能從一種方式轉化為另一種方式少能從一種方式轉化為另一種方式, ,因此因此, ,功是能量轉化的功是能量轉化的 . .3.3.機械的作用機械的作用: :機械做功機械做功, ,只能將能量從一個物體只能將能量從一個物體 到另一個物體到另一個物體, ,或者將一種方式的能量或者將一種方式的能量 為另一種方式的能量為另一種方式的能量. .【思

7、索判別】【思索判別】1.1.功就是能功就是能, ,功可以轉化為能功可以轉化為能.(.( ) )2.2.做功越多做功越多, ,物體的能就越多物體的能就越多.(.( ) )3.3.能量轉化過程中做功越多能量轉化過程中做功越多, ,能量轉化越多能量轉化越多.(.( ) )做功做功能量轉化能量轉化量度量度轉移轉移轉化轉化 要點一要點一感悟解題規(guī)律感悟解題規(guī)律培育科學思想培育科學思想對機械功的原理的了解對機械功的原理的了解 1.1.功的原理的表達式功的原理的表達式(1)(1)不運用機械時不運用機械時:W:W輸入輸入=W=W輸出輸出( (或或W W動動=W=W阻阻).).(2)(2)運用機械時運用機械時:

8、W:W動動=W=W阻阻=W=W有用有用+W+W額外額外( (或或W W輸入輸入=W=W輸出輸出+W+W損失損失).).(3)(3)功的意義功的意義: :W W動表示動力對機械做的功動表示動力對機械做的功; ;W W阻表示機械抑制一切阻力做的功阻表示機械抑制一切阻力做的功; ;W W有用有用=W=W輸出表示機械抑制有用阻力做的功輸出表示機械抑制有用阻力做的功; ;W W額外額外=W=W損失表示機械抑制額外阻力做的功損失表示機械抑制額外阻力做的功. .2.2.不能省功的含義不能省功的含義“不省功是功的原理的中心不省功是功的原理的中心.“.“不省功有兩層含義不省功有兩層含義: :(1)(1)等于等于

9、, ,即理想機械即理想機械, ,是指運用機械做的功與不運用機械而直接用手所做是指運用機械做的功與不運用機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, ,即費功即費功( (非理想機械非理想機械),),是指運用機械做的功比不運用機械而直接是指運用機械做的功比不運用機械而直接用手所做的功多用手所做的功多. .對于運用非理想機械多做的那一部分功對于運用非理想機械多做的那一部分功, ,就是抑制機械就是抑制機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. .它對完成任務沒有意義它對完成任務沒有意義, ,所以又把它叫做無所以又把它叫做無用功或額外功用功或額外功. .特別提示特別

10、提示 (1) (1)運用機械可以省力或省位移運用機械可以省力或省位移, ,但不能省功但不能省功. .(2)(2)由于抑制額外阻力所做的額外功的存在由于抑制額外阻力所做的額外功的存在, ,實踐上運用任何機械總是費實踐上運用任何機械總是費功的功的. .【典例【典例1 1】 工人在勞動中為了方便工人在勞動中為了方便, ,利用一個斜面將一個重為利用一個斜面將一個重為106 N106 N的機座的機座升高了升高了0.5 m,0.5 m,斜面長為斜面長為4 m.4 m.(1)(1)假設不計摩擦阻力假設不計摩擦阻力, ,機座被緩慢地拉上斜面機座被緩慢地拉上斜面, ,求工人對機座的拉力有多大求工人對機座的拉力有

11、多大? ?思緒探求思緒探求 (1) (1)不計摩擦力時不計摩擦力時, ,拉力對機座做的功和重力做的功存在拉力對機座做的功和重力做的功存在什么關系什么關系? ?答案答案: :由于不存在額外功由于不存在額外功, ,那么那么W W動動=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)假設機座與斜面之間的動摩擦因數為假設機座與斜面之間的動摩擦因數為=0.1,=0.1,那么工人對機座的拉力那么工人對機座的拉力所做的功為多大所做的功為多大? ?思緒探求思緒探求(2)(2)假設思索摩擦力

12、假設思索摩擦力, ,摩擦力做正功還是負功摩擦力做正功還是負功? ?答案答案: :機座沿斜面向上運動機座沿斜面向上運動, ,摩擦力方向沿斜面向下摩擦力方向沿斜面向下, ,那么摩擦力做負功那么摩擦力做負功. .答案答案:(2)8.97:(2)8.97105 J105 J(1)(1)經過對研討對象的受力分析經過對研討對象的受力分析, ,確定動力和阻力確定動力和阻力, ,區(qū)分有用阻力和無用區(qū)分有用阻力和無用阻力阻力( (或額外阻力或額外阻力););(2)(2)經過過程的分析或效果的分析確定各力作用下的位移經過過程的分析或效果的分析確定各力作用下的位移; ;(3)(3)根據功的定義式求解各力所做的功根據

13、功的定義式求解各力所做的功, ,根據機械功的原理列方程求解根據機械功的原理列方程求解. .誤區(qū)警示誤區(qū)警示 運用機械功原了解題的本卷須知運用機械功原了解題的本卷須知( (教師備用教師備用) )例例1-1:(20211-1:(2021廣東廣州月考廣東廣州月考) )利用斜面把利用斜面把100 N100 N的貨物勻速從底端推到的貨物勻速從底端推到頂端頂端, ,假設貨物所受的摩擦力為假設貨物所受的摩擦力為8 N,8 N,且知斜面高為且知斜面高為3 m,3 m,傾角為傾角為3737, ,其其他阻力不計他阻力不計, ,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: :見解析見解析(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)該運動過程省功嗎該運動過程省功嗎? ?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.根據機械功的原理根據機械功的原理, ,推力推力F F所做的功該當等于所做的功該當等于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: :見解析見解析針對訓練針對

15、訓練1-11-1 把同一重物移至卡車上把同一重物移至卡車上, ,假設沿粗糙斜面推進時做的功假設沿粗糙斜面推進時做的功為為W1,W1,用不計質量和摩擦的滑輪組時做的功為用不計質量和摩擦的滑輪組時做的功為W2,W2,用人力直接搬上車時做用人力直接搬上車時做的功為的功為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: :三種情況均是抑制重力做功三種情況均是抑制重力做功, ,有用功一樣有用功一樣, ,由于斜面粗糙由于斜面粗糙, ,沿斜面沿斜面推時推時, ,存在額外功存在額外

16、功, ,另外兩種情況額外功為零另外兩種情況額外功為零, ,機械做的功為動力的功機械做的功為動力的功, ,根據功的原理可知根據功的原理可知, ,選項選項D D正確正確. .D D 要點二要點二 對功能關系的了解對功能關系的了解 1.1.功能關系框圖功能關系框圖2.2.功與能的區(qū)別功與能的區(qū)別(1)(1)能量是表征物體具有做功身手的物理量能量是表征物體具有做功身手的物理量, ,是形狀量是形狀量. .(2)(2)功描畫了力的作用效果在空間上的累積功描畫了力的作用效果在空間上的累積, ,反映了物體受力并運動的效果反映了物體受力并運動的效果, ,是過程量是過程量. .3.3.對功能關系的了解對功能關系的

17、了解(1)(1)做功的過程就是能量轉化的過程做功的過程就是能量轉化的過程, ,能量轉化的過程也就是做功的過程能量轉化的過程也就是做功的過程. .如如: :(2)(2)做功與能量轉化的數值相等做功與能量轉化的數值相等, ,即做了多少功即做了多少功, ,就有多少能量發(fā)生了轉化就有多少能量發(fā)生了轉化. .因此因此, ,可以用做功的多少來量度能量轉化的多少可以用做功的多少來量度能量轉化的多少, ,反之反之, ,也可用能量轉化的也可用能量轉化的多少來計算做功的多少多少來計算做功的多少. .(3)(3)功與能并不等同功與能并不等同, ,功只是反映了能量轉化的多少功只是反映了能量轉化的多少, ,但不能以為物

18、體對外但不能以為物體對外做的功等于物體具有的能量做的功等于物體具有的能量. .【典例【典例2 2】 質量約為質量約為0.5 kg0.5 kg的足球被腳踢出后的足球被腳踢出后, ,在程度地面上沿直線向前在程度地面上沿直線向前運動約運動約50 m50 m后停頓后停頓. .假定運發(fā)動踢球時腳對球的平均作用力為假定運發(fā)動踢球時腳對球的平均作用力為300 N,300 N,足球足球在地面運動過程中所受阻力恒為其重力的在地面運動過程中所受阻力恒為其重力的0.060.06倍倍, ,那么運發(fā)動踢球時腳對那么運發(fā)動踢球時腳對足球做的功為足球做的功為(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思緒探求思緒探求 (1) (1)運發(fā)動踢球的作用力伴隨足球向前挪動了運發(fā)動踢球的作用力伴隨足球向前挪動了50 m 50 m 嗎嗎? ?答案答案: :不是不是, ,足球離腳后運發(fā)動對足球無作用力足球離腳后運發(fā)動對足球無作用力. .(2)(2)足球離腳后之所以向前運動是運發(fā)動做功的結果嗎足球離腳后之所以向前運動是運發(fā)動做功的結果嗎? ?答案答案: :是是, ,運發(fā)動對足球做的功使足球獲得了機械能運發(fā)動對足球做的功使足球獲得了機械能, ,該機械能使足球抑該機械能使足球抑制阻力做功制阻力做功.

20、.B B 規(guī)律方法規(guī)律方法 運用功能關系分析問題的方法運用功能關系分析問題的方法 (1)(1)正確分析物體的運動形狀正確分析物體的運動形狀, ,確定物體的不同方式能量之間的變化情況確定物體的不同方式能量之間的變化情況, ,判別能否有能量變化以及怎樣變化判別能否有能量變化以及怎樣變化. .(2)(2)分析物體的受力情況分析物體的受力情況, ,確定哪些力做功確定哪些力做功, ,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負功以及哪些力做負功. .(3)(3)根據功能關系列方程根據功能關系列方程, ,結合知條件求解某些力做的功或某種能量的變結合知條件求解某些力做的功或某種能量的

21、變化化. .( (教師備用教師備用) )例例2-1: 2-1: 如下圖如下圖, ,同一物體分別沿斜面同一物體分別沿斜面AB,CBAB,CB從斜面頂端由靜止下滑究竟端從斜面頂端由靜止下滑究竟端. .那么那么: :(1)(1)物體抑制摩擦阻力做的功物體抑制摩擦阻力做的功WABWABWCB(WCB(填填“=“=或或“).).(2)(2)在物體下滑的過程中能量是如何轉化的在物體下滑的過程中能量是如何轉化的? ?解析解析:(1):(1)設物體與斜面間動摩擦因數為設物體與斜面間動摩擦因數為,斜面長為斜面長為L,L,斜面傾角為斜面傾角為,那么滑那么滑動摩擦力動摩擦力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為斜面底端長為斜面底端長, ,所以所以WAB=WCB.WAB=WCB.(2)(2)物體沿斜面下滑過程中物體沿斜面下滑過程中, ,重力勢能減少重力勢能減少, ,轉化為物體的動能和物體與斜面轉化為物體的動能和物體與斜面間的內能間的內能. .答案答案:(1)=:(1)=(2)(2)見解析見解析針對訓練針對訓練2-12-1 (2021 (2021廣東清遠檢測廣東清遠檢測)()(多項選擇多項選擇) )關于功和能關于功和能, ,以下判別以下判別正確正確的是的是( ( ) )A.A.古代的鉆木取火是

23、經過摩擦力做功將其他方式的能轉化為內能古代的鉆木取火是經過摩擦力做功將其他方式的能轉化為內能B.B.舉重運發(fā)動把重物舉起來舉重運發(fā)動把重物舉起來, ,體內的一部分化學能轉化為重力勢能體內的一部分化學能轉化為重力勢能C.C.跳高運發(fā)動起跳時跳高運發(fā)動起跳時, ,經過體內肌肉做功經過體內肌肉做功, ,體內一部分化學能轉化為人的體內一部分化學能轉化為人的動能動能D.D.人走路時人走路時, ,沒有力做功所以沒有能量轉化沒有力做功所以沒有能量轉化解析解析: :做功的過程是能量轉化的過程做功的過程是能量轉化的過程, ,人在走路時人在走路時, ,其重心的高度不斷變其重心的高度不斷變化化, ,所以人要做功所以

24、人要做功, ,同時有勢能和動能的變化同時有勢能和動能的變化, ,應選項應選項A,B,CA,B,C正確正確,D,D錯誤錯誤. .ABC ABC 測評學習效果測評學習效果演練當堂技法演練當堂技法1.(20211.(2021江西九江月考江西九江月考) )關于功和能關于功和能, ,以下說法正確的選項是以下說法正確的選項是( ( ) )A.A.功就是能功就是能, ,功可以轉化為能功可以轉化為能B.B.做功越多做功越多, ,物體的能量就越大物體的能量就越大C.C.能量轉化中做功越多能量轉化中做功越多, ,能量轉化就越多能量轉化就越多D.D.功和能的單位一樣功和能的單位一樣, ,它們的物理意義也一樣它們的物

25、理意義也一樣C C 解析解析: :功和能是兩個不同的概念功和能是兩個不同的概念, ,功是過程量功是過程量, ,能是形狀量能是形狀量, ,應選項應選項D D錯錯; ;做做功的過程就是能量轉化的過程功的過程就是能量轉化的過程, ,功是能量轉化的量度功是能量轉化的量度, ,應選項應選項A A錯錯; ;做功越做功越多多, ,闡明能量轉化的越多闡明能量轉化的越多, ,并不闡明物體的能量越大并不闡明物體的能量越大, ,應選項應選項B B錯錯,C,C正確正確. .2.2.關于功與能關于功與能, ,以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( ( ) )A.A.功是力做功功是力做功, ,能量是物體具有的能量是物體具有的, ,所以二者沒任何關系所以二者沒任何關系B.B.功是矢量功是矢量, ,能是標量能是標量C.C.做功的過程一定對應某種能量發(fā)生了轉化做功的過程一定對應某種能量發(fā)生了轉化, ,但做功的多少與能量轉化的但做功的多少與能量轉化的多少不一定相等多少不一定相等D.D.利用功能關系可