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第十一章机械功与机械能11.1怎样才叫“做功”学习目标1．知道机械功的概念，知道做功的两个必要因素。2．知道功的计算公式W=Fs，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算。3．经历观察和解释生活、生产中的有关实例的过程，了解功的含义。核心考点：做功的两个必要因素、功的计算。课前预习1.物理学里的功包括两个必要的条件：一是作用在物体上的，二是物体在力的方向上通过的．2．力对物体做的功等于跟的乘积，即功=．3．国际单位制中，力的单位是，距离单位是，功的单位是，它有一个专门名称叫做，简称，用符号表示．4．使用任何机械都不能省功，这个结论叫做．力距离力物体在力的方向上通过的距离力×距离牛（N）米（m）牛·米(N·m)焦耳焦J机械功原理5.（2014•无锡）下列实例中，人对物体做功的是（）A．学生背着书包在水平路面上匀速前进B．人推车，车未动C．足球被踢后，在草地上滚动一段距离D．举重运动员将杠铃举起6.（2014•雅安）某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m，该过程中重力所做的功是J.D0课堂精讲知识点1.功（1）力学里的功物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功．（2）做功的两个必要因素做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离．（3）在下列三种情况下，力对物体没有做功：①物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有什么力做功，例如：在光滑的水平冰面上匀速直线滚动的冰球，虽然移动了距离，但那是由于惯性，不是依靠力的作用而运动的，因此没有力对物体做功．②物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离，力没有对物体做功，例如：用力推一块很大的石头，而石头没有动，则推力不做功．③物体受到了力的作用，也移动了距离，但运动方向与力的方向垂直，而在力的方向上没有移动距离，该力对物体也不做功，例如：手提水桶在水平面上运动了一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，由于提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走得再远，手的提力对水桶也不会做功．【例1】（2014•临沂）下列事例中，人对物体做功的是（）A．举着杠铃原地不动B．扛着米袋慢慢登上楼梯C．提着水桶在水平地面上匀速前进D．用300N的力推汽车，汽车没动【练习1】（2014•成都）如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉走了；小明用力推箱子，但箱子没有移走，下面关于做功的分析，正确的是（）A．小明用了力，他对箱子做了功B．小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功C．小聪在箱子的过程中，箱子的重力做了功D．小明、小聪都没有对箱子做功B考点2.功的计算（1）功的计算：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功.如果用F表示力，s表示在力的方向上通过的距离，W表示功，那么功的计算公式就是W=Fs.（2）功的单位:在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛·米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J.1J=1N·m.其物理意义是：作用在物体上的力是1N，物体在力的方向上通过的距离是1m，则这个力做的功是1J.把1个鸡蛋举高2m所做的功大约是1J【例2】（2014•安徽）攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动．一位攀岩者体重为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁．在此过程中攀岩者对背包做功J．（g取10N/kg）【练习2】（2014•衡阳）小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做了多少功（）A．0JB．600JC．60JD．6JC知识点3.机械功原理人们使用机械工作时，有时可以省力（如动滑轮、斜面），有时可以省距离（如钓鱼竿、理发剪刀等），但省力必然费距离，省距离必然要费力．也就是说，使用任何机械都不能省功，即使用机械所做的功，等于不用机械而直接用手所做的功，这个结论叫做机械功原理，在历史上被誉为机械的黄金定律.【例3】对机械功的原理的认识，下列说法中正确的是（）A．使用机械时，动力对机械所做的功，可以大于机械克服阻力所做的功B．使用机械时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服阻力所做的功C．使用机械可以省力，也可以省功D．使用机械只能省力[练习3]下列说法中正确的是()A.能省力的机械也能省功B．使用动滑轮能省一半的力，也能省一半的距离C．要把50N的重物举高2m，则无论使用哪一种机械，至少要做100J的功D．省距离的机械可以省力，但不能省功C随堂检测1.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于（）A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J2.（2014•钦州）用20N的水平推力推着50N的购物小车，在水平地面前进10m，则推力和重力做的功分别是（）A．200J，500JB．0J，500JC．200J，0JD．0J，0J3.骑自行车上坡的人常走“S”型路线，这样（）A．可以省力、省功B．不能省力、省功C．不能省力，但可以省功D．能省力，但不能省功BCD4.（2015•潍坊模拟）在图的四种情境中，人对物体做功的是（）A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动D．举着杠铃原地不动5.小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m．所用的水平拉力为1N，则课本重力做功J，水平拉力做功J．B00.56.两个斜均光滑，用力F1、F2别沿两个面将同一物体匀速拉到斜面的顶部，做的功分别为W1、W2，则下列关系中正确的是（）A．F1=F2W1=W2B．F1＞F2W1=W2C．F1＜F2W1=W2D．F1＞F2W1＞W2B11.2怎样比较做功的快慢学习目标1．知道功率的概念。2．知道功率的计算公式和功率单位的含义，会计算有关功率的简单问题。3．通过建立功率概念的过程，深化用比值定义物理量的方法。4．通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值。•核心考点：功率的简单计算课前预习1.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢.下图表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，它所用的判断方法是：做功时间相同，比较的多少；另一种的判断方法是：做功数值相同，比较.2.功率表示物体做功的．某物体的功率是50W，表示．做功做功时间的多少快慢每秒做功50J3.（2014•南充）某工人在水平地面上，用50N水平推力将重200N的物体匀速推动，使它在20s内沿水平方向移动10m，该过程中工人水平推力的功率是W.4．东风牌汽车在平直的公路上匀速行驶160m，所用时间为10s，若此时汽车所受的牵引力为5000N，则这段时间内牵引力所做的功为J，牵引力的功率是W．258×1058×104课堂精讲知识点1.比较做功的快慢(1)若做功相同，比较做功时间，所用时间越少做功越快，所用时间越长做功越慢；(2)若做功时间相同，比较做功多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢.【例1】为了比较做功的快慢，甲、乙两位同学比赛搬砖，具体实验过程如下图：（1）比较图（a）和（b）两图可得：．（2）比较图（a）和（c）、（d）两图得：．【练习1】如图所示，是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组和起重机）．观察图中甲、乙两图，可获得的信息有，观察图中丙图和图可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功多．做相同的功，起重机比滑轮组所需时间少丁知识点2.功率（1）在物理学中，把单位时间里做的功叫做功率．功率是表示物体做功快慢的物理量．注意：功率只反映做功盼快慢，不能表示做功的多少．如功率大做功就多，这句话是不正确的，还得看时间；反之，做功多功率就大，也不正确，还得看时间．由此可以看出，功率是由时间和功两个因素决定的.（2）功率的公式：由功率的定义知，功率=，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为：注意：使用时一定要注意三个量的对应关系，功W一定是对应的时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率，不同的时间内对应的功率一般来说是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越快，但并不代表做功一定越多.(3)功率的公式，是指平均功率，即在时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率．(4)当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，有，可得（5）功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号W．1W=1J／s．在工程技术上，常用千瓦(kW)作为功率的单位．1kW=1000W【例2】（2014•宿迁）小明在20s内，用10N水平力拉着物体在水平地面上匀速运动了16m．物体运动的速度为m/s，水平地面对物体的摩擦力大小为N，小明对物体做功的功率为W．【练习2】（2014•武汉）某九年级同学家住5楼．一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里在此过程中，下列估算不合理的是（）A．他提鸡蛋的力做的功约为200JB．他提鸡蛋的力做功的功率约为3WC．他爬楼做的功约为6×103JD．他爬楼做功的功率约为1×103WD知识点3.功率大小的三种比较方法(1)在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大．(2)在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，功率较大．(3)做功的多少和所用时间都不同的情况，通过计算功率，进行比较．【例3】一次劳动中，小强和小明同学各把100块相同的砖从一楼搬到六楼，小强用30min时间，小明用了40min时间．若两人对砖做的功分别为，功率为，则()【练习3】（2014•桂林）小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg．当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼．在此过程中以下判断正确的是（）A．两个人做功的功率相等B．爸爸做功的功率比小明的大C．小明做功的功率比爸爸的大D．无法比较做功的快慢B随堂检测1.甲、乙两机器，甲的功率比乙的功率大，这说明（）A．甲做功一定比乙多B．甲做功一定比乙快C．甲做功一定比乙用的时间少D．做相同的功，甲一定比乙用的时间多2.甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（）A．甲比乙做功多B．甲比乙做功少C．甲比乙做功快D．甲比乙做功慢BC3.三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大．他们展开了如下的讨论：甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较．正确的是（）A．甲、乙和丙B．甲和乙C．甲和丙D．乙和丙4.分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N．不计绳重及摩擦，此过程中（）DD5.上海自主研发了一种用氢燃料代替汽油的汽车，在某次测试中，若汽车在水平路面上做匀速直线运动，受到的阻力为2400N，20min内匀速行驶36千米，在这段时间内，汽车牵引力做的功是J，功率是W．6.一匹马用300N的水平拉力，拉着重为5000N的车，在2min内沿水平路面前进了100m，则拉力做功J，马拉车的功率是W，重力的功率是W．8.64×1077.2×10430000250011.3如何提高机械效率学习目标1．了解有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。2．知道机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。3．知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。核心考点：机械效率的计算课前预习1．在物理学中，把完成某项任务时有实用价值的功，叫做；把其他无实用价值而又不得不做的功，叫做．2．在物理学中，把跟的比值叫做机械效率．机械效率通常用表示，其计算公式为．3．测算滑轮组的机械效率需要的器材是和；需要测量的物理量是．4．如下图所示，大小为20N竖直向上的拉力F通过动滑轮把重30N的物体向上提升了5m.拉力F做的功是J，此滑轮的机械效率是.有用功额外功有用功总功刻度尺弹簧测力计重物G、拉力F、物体移动距离h和绳移动的距离l20075%课堂精讲知识点1.