第13讲 功和机械能
曲线运动第13讲 功能关系(机械能、机械能守恒定律与能量守恒定律篇)
机械能及其守恒定律与能量守恒定律知识点梳理1、动能：物体由于运动而具有的能量。
表达式：E k =221mv2、势能<1>重力势能：物体由于被举高而具有的能量。
表达式：E p =mgh <2>弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。
表达式：E p =21kx 2 3、机械能<1>定义：动能和势能统称为机械能<2>机械能守恒定律：系统中只有重力、弹力做功时，机械能是守恒的。
4、能量守恒定律能量既不会创生，也不会消失。
它只会从一个物体转移到另一个物体，或者由一种形式的能量转化为另一种形式的能量，而使系统的总能量保持不变。
解题突破口分析1、单个物体分析<1>明确研究对象（搞清楚要分析谁） <2>明确该对象运动过程（从哪到哪）<3>分析该物体初末位置的机械能（初位置动能+势能；末位置动能+势能分别是多少） <4>分析该物体在其运动过程中都有哪些力参与做功，正功就加，负功则减。
2、系统（多物体）分析<1>明确研究对象（找出参与运动的每个物体）<2>明确各物体的运动过程（每个物体分别都是从哪到哪）<3>△E 增=△E 减注：对于多物体而言，系统中的单个物体往往能量不守恒，而系统的总能量保持不变。
当然用单个物体的分析方法也能处理此类问题，但是往往比较麻烦，因此，建议系统类问题用能量的变化分析，找出系统中哪些能量增多（做负功），哪些能量减小（做正功），利用增多的能量等于减小的能量，列出方程，进而求解方法突破之典型例题题型一单个物体分析1．如图轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，由离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中小球受到的空气阻力恒为f，则弹簧在最短时具有的弹性势能为：（）A．(mg-f)(H-L+x)B．mg(H-L+x)-f(H-L)C．mgH-f(H-L)D．mg(L-x)+f(H-L+x)2．如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的3/4圆弧轨道，两轨道相切于B点。
13功和机械能
分类 动能
定义 物体由于_运__动___而具有的能
影响因素
①__质__量____； ②__速__度____
机 械
重力
能 势 势能
能
物体由于__高__度__所决定的能
弹性 物体由于发生__弹__性__形__变____ 势能 而具有的能
①__质__量____； ②__高__度____
材料及形变程度
第13讲┃ 功和机械能
B．焦耳
C．伏特
D．安培
3．【2013·重庆】小明利用如图 13－2 所示的装置探究
滑轮组的特点，他将重为 3 N 的物体匀速提高了 0.5 m，
已知绳子自由端的拉力 F 为 2 N，则绳端移动的距离 s 及
提起重物时滑轮组的机械效率是( C )
第13讲┃ 功和机械能
图 13－2
A．s＝1.5 m，η＝50% B．s＝1.5 m，η＝80% C．s＝1 m，η＝75% D．s＝1 m，η＝37.5%
((23))定 定义 义： 式： 功_与_P_做＝__功W__所_用 ，引时申间公之式比：，用 P＝符F号v。___P___表示。 说明：当汽车发动t 机的功率一定时，由公式 F＝P可知，
v 牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机换挡减速，以获 得更大的牵引力。
第13讲┃ 功和机械能
(4)单位 ：主单 位是 __瓦__特_W。
3.机械能守恒定律 如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持_不__变_____。
第13讲┃ 功和机械能
1．【2013·福州】如图 13－1 所示的情景中，关于力对 杯子做功的描述正确的是( D )
图 13－1
第13讲┃ 功和机械能
2．【2013·泰州】下列属于能量单位的是( B )
功和机械能(知识总结)(可编辑修改word版)
功和机械能一、功1、功(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
(2)功的两个因素：一个是，另一个是。
(3)不做功的三种情况：①物体受到了力，但。
②物体由于惯性运动通过了距离，但。
③物体受力的方向与运动的方向相互，这个力也不做功。
2、功的计算(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的。
即：W=。
(2)符号的意义及单位：表示功，单位是(J)，1J=1N·m；表示力，单位是(N)；s 表示距离，单位是米(m)。
(3)计算时应注意的事项：①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F 的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s 的单位分别是N、m，得出的功的单位才是 J。
3、功的原理——使用任何机械。
如何判断物体的做功情况1.理解判断的依据依据:见课本P207——做功的两个必要因素.重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”.2.明白不做功的三种情况A.物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离(如见课本中的图14—2).此情况叫“劳而无功”.B.物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动).此情况叫“不劳无功”.C.物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动).此情况叫“垂直无功”.3.在分析做功情况时还应注意以下几点A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功.B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功.C.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功.比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs.(二)对公式W＝Fs的理解1.公式一般式W＝Fs常用式W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)2.单位焦耳(J)3.注意事项A.有力才有可能做功,没有力根本不做功.B.F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从ft脚顺着一之字形的ft路爬到ft顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是ft路的长,而是从ft脚到ft顶的高)C.做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关.(三)怎样理解功率的概念1.物理意义表示物体做功的快慢.2.定义物体在单位时间内所做的功.3.计算式P＝W/t.4.单位瓦(W).5.注意事项A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率” 则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:功率与功和时间两个因素有关.B.由P＝W/t变形为P＝F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比.(四)理解功的原理,明白有用功、总功、额外功的含义及其关系1.功的原理使用任何机械都不省功.A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重):W人对机械＝W机械对物体＝W手或W总＝W有.B.对于实际机械:W人对机械(W总)>W机械对物体(W有)或W总＝W有＋W额.二、机械效率1、有用功——W 有用：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。
2018初中物理竞赛教程基础篇：第13讲机械效率机械能附强化训练题及答案
第 13 讲机械效率机械能13.1 学习概要13.1.1 机械效率1.实用功、额外功和总功G 的物为实现某种目的而对物体直接所做的功，称为实用功。
比如：用滑轮组将重为体提高升度 h，则实用功 W 实用 =Gh 。
在经过机械对物体做功的过程中，常常还须战胜机械的摩擦做功，这部分功有时是我们不需要但又不得不做的功，所以叫做额外功。
额外功产生的主要有两种原由：一是提高物体时，战胜机械、容器重力等要素所做的功。
比如：用滑轮组提高物体时，战胜动滑轮重力所做的额外功 W 额外 =G ’h（这里 G’是动滑轮的重力）。
二是战胜机械的摩擦所做的功。
比如：用滑轮组或斜面提高物体时，战胜轮和轴之间及轮和轮之间的摩擦、物体与斜面之间的摩擦所做的额外功 W 额外 =fs。
实用功和额外功的总和，称为总功。
W 总 =W实用 +W额外2. 机械效率所做总功中实用功的机械效率表示经过机械对物体做功的有效程度的物理量效率越高，比率就越大。
在物理学中，将实用功跟总功的比值，称为机械效率。
用公式表示为η= W实用 / W总机械能1.能把物体做功的本事叫做能。
物体能做的功越多，就说它拥有的能越多。
2.动能和势能动能是物体因为运动而拥有的能。
物体的质量越大，运动速度越大，其动能就越大。
重力势能是物体处于某一高度时所拥有的势能。
物体质量越大，所处的地点越高，重力势能就越大。
弹性势能是物体因为发生弹性形变而拥有的势能。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
重力势能和弹性势能统称为势能。
3.机械能动能和势能统称为机械能。
动能和势能之间能够互相转变，在转变过程中若没有能量的损失或其余能量的增补，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
机械能和其余形式的能之间也能够互相转变。
不论是动能和势能之间的互相转变，仍是机械能和其余形式的能之间的互相转变常常是经过做功的过程来实现的。
在转变过程中，所做的功越多，一种形式的能转变为另一种形式的能就越多。
能量的转变多少可以用做功的多少来量度。
《功和机械能》PPT课件
系说法正确的选项是( )
C
A．W1<W2<W3 C．W1＝W2＝W3
B．W1<W2＝W3 D．W1＝W2<W3
8.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做 的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象 如下图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是( A ) A．F甲>F乙
B．F甲<F乙
C．F甲＝F乙
A．4×102 W C．1.8×104 W
B．4×103 W D．1.8×105 W
4．如下图，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速 提升2 m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额 外功分别为( D) A．80% 800 J
B．80% 1 000 J
C．62.5% 200 J
D．80% 200 J
8. 如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P 点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能先变______后变 __大____，重力小势能___________先__变_．小后变大
1．在如下图的四种情境中，人对物体做功的是( ) B
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋爬上楼梯 C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
14.如下图，把物体自2 m高的A点释放，使其自由下落
(注：不计空气的阻力)，那么以下关于物体在经过B点
和C点时的相关比较中，错误的选项是( )
D
A．质量一样
B．密度一样
C．机械能一样
D．动能一样
15.如下图，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的
()
D
A．动能转化为重力势能
B．重力势能全部转化为动能
72.7%
90%
越高 越低
人教版八年级物理下册《功》功和机械能PPT优秀课件
初二物理组
学习目标
1.掌握力学中的功的含义，理解做功的两个必要 因素；（重点） 2.掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算。 （重点）
重难点突破1 — 功
叉车举高货物
Fs
合作探究
功：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，这个力对物体做了功。
议一议：力对物体是否做功？ F
强化练习1 同步P58 3、4（1） 3.（1）√ （2）× 4.（1）D
重难点突破2 — 功的计算
要点提示
1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公 式 功＝力×距离
W = Fs
F W s
sW F
重难点突破2 —功的计算
2.功的单位和物理意义 单位：焦耳
W = Fs
要点提示
焦耳（J）牛（N）米 （m） 即：1 J＝1 N ·m
Fs
议一议：力对物体是否做功？
F
F
s
重难点突破1 — 功 F
s F
F s
合作探究
F
做功需要满足什么因素？
判一判：力对物体是否做功？
重难点突破1 — 功
要点提示
一.做功的必要因素
F （作用在物体上的力）
s （物体在力的方向上移动的距离）
注意：二者缺一不可。 二.不做功的三种典型情况 1.物体受到力的作用，但物体不移动； 2.物体发生移动，但不受力的作用； 3.物体即受到力的作用，又发生移动，但力的方向与移动的方向垂直。
注意：题目中出现物体克服重力做功，则W=Gh
练习：小华的家住在五楼。一天，他把装有30个鸡蛋的塑料袋从 一楼提到家里，克服鸡蛋重力做了多少功？
强化练习2 同步P58 4（2）、5、6 4.（2）B 5.750J 6.（1）8000J （2）0J
第13课时 功能关系 能量守恒定律
维启动]4－1所示，质量为m 的物体(可点)以某一速度从A 点冲上倾角为定斜面，其运动的加速度为34， 在斜面上上升的最大高度为h ， 图5－4－1个过程中物体：13课时 功能关系 能量守恒定律[基础引导]如图所示，质量为m 的物体（可视为质点）以某一速度从A 点冲上倾角为300的固定斜面，其运动的加速度为34g,此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体：（1）重力势能增加了多少？ （2）动能损失了多少？（3）机械能损失了多少？[知识梳理] 一、功能关系 1．功和能的关系做功的过程就是 的过程，功是能量转化的 ．2.几种常见的功能关系表达式 (1)合外力做功等于物体动能的改变 即W 合＝E k2－E k1＝ΔE k (动能定理) (2)重力做功等于物体重力势能的减少 即W G ＝E p1－E P2＝－ΔE p(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少 即W 弹＝E p1－E p2＝－ΔE p(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变 即W 其他力＝E 2－E 1＝ΔE 。
(功能原理) (5)电场力做功等于电荷电势能的减少 即W 电＝E p1－E p2＝－ΔE p 二、能量守恒定律1．内容：能量既不会消灭，也 ，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 ．2．表达式：ΔE 减＝ ． [讲练平台]例1：电机带动水平传送带以速度v 匀速转动，一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移； (2)传送带转过的路程； (3)小木块获得的动能； (4)摩擦过程产生的摩擦热．例2：如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经A 点滑至B 点，接着沿水平路面滑至C 点停止．人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(g ＝10 m/s2)(1)人与雪橇从A 到B 的过程中，损失的机械能为多少？ (2)设人与雪橇在BC 段所受阻力恒定，求阻力大小．例3：如图所示，将质量均为m ，厚度不计的两物块A 、B 用轻质弹簧相连接．第一次只用手托着B 物块于H 高处，A 在弹簧的作用下处于静止状态，现将弹簧锁定，此时弹簧的弹性势能为E p ，现由静止释放A 、B ，B 物块着地后速度立即变为零，同时弹簧解除锁定，在随后的过程中B 物块恰能离开地面但不继续上升．第二次用手拿着A 、B 两物块，使弹簧竖直并处于原长状态，此时物块B 离地面的距离也为H ，然后由静止同时释放A 、B ，B 物块着地后速度同样立即变为零，试求：(1)第二次释放A 、B 后，A 上升至弹簧恢复原长时的速度大小v 1； (2)第二次释放A 、B 后，B 刚要离开地面时A 的速度大小v 2.练1．如图一质量均匀的不可伸长的绳索重为G ，A 、B 两端固定在天花板上，今在最低点C 施加一竖直向下的力将绳拉至D 点，在此过程中绳索AB 的重心位置将( )A ．逐渐升高B ．逐渐降低C ．先降低后升高D ．始终不变练2．（多选）短跑比赛上，运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，示意图如图所示。
《功》功和机械能PPT课件
平面做直线运动。第一次拉力为10 N,物体恰好做匀速直线
运动,拉力对物体做了20 J的功;第二次拉力增大为20 N,拉力
对物体做了48 J的功。分析两次做功过程,以下判断正确的是
( C )
A.第一次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了1 m
B.第一次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了2 m
C.第二次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了2.4 m
知识要点基础练
综合能力提升练
拓展探究突破练
5.(咸宁中考)如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。
若该同学上半身的质量约为全身质量的 ,则她上半身的重力约
为
300 N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐,每次起坐上
半身重心上升的距离均为0.3 m,则她在这段时间克服重力做的
功约为
3600 J(g=10 N/kg)。
D.第二次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了4.8 m
第1节 功
知识要点基础练
综合能力提升练
拓展探究突破练
16.(广东中考)某轿车在平直公路上行驶的45 s内,其速度v与
时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已
知前10 s轿车运动的路程为100 m。求:
(1)前10 s轿车运动的平均速度;
的功分别为W1和W2,则( B )
A.W1= W2
B.W1=W2
C.W1=2W2
D.W1=4W2
第1节 功
知识要点基础练
综合能力提升练
拓展探究突破练
8.下面是小明放学后的行程:①背着书包在水平路面上匀速走
出校门;②背着书包站在车站等候公交车;③背着书包爬楼梯