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1、第十一 章 功和機(jī)械能一、功1、做功的兩個(gè)必要因素： （1）作用在物體上的力； （2）物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：（1）有力無距離：“勞而無功”之一，如搬石頭未搬動(dòng)；（2）有力，也有距離，但力的方向和距離垂直：“勞而無功”之二，如手提水桶在水平面上走動(dòng)。（3）有距離無力：（“不勞無功”），如物體在光滑平面上自由滑動(dòng)，足球踢一腳后運(yùn)動(dòng)；3、功的計(jì)算：物體上的力與力的方向上通過距離的乘積。 公式 W=FS=Pt 各量單位W：J（焦耳）F：N（牛頓） S：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒） 4、國(guó)際單位：將Nm稱為焦耳簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)(J) 1J=1 Nm 把一個(gè)雞蛋舉高1m

2、，做的功大約是0.5 J 。5、公式應(yīng)用注意：分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；公式中的S 一定是在力的方向上通過的距離，且與力對(duì)應(yīng)。功的單位“焦”（1牛米 = 1焦）。6、常見的功： 克服重力做功：W=Gh 克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何機(jī)械都不省功1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功。2、說明：功的原理對(duì)于任何機(jī)械都適用。使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。對(duì)于理想機(jī)械（

3、忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）：人做的功（FS）= 直接用手對(duì)重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面 理想斜面：斜面光滑（不計(jì)摩擦） 理想斜面遵從功的原理理想斜面公式：FL=Gh 其中F：沿斜面方向的推力；L：斜面長(zhǎng)；G：物重；h：斜面高度實(shí)際斜面：斜面粗糙（考慮摩擦）若斜面與物體間的摩擦為f ，則：FL=fL+Gh；這樣F做功FL就大于直接對(duì)物體做功Gh 。三、功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做的功P(單位：W)1、公式：2、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)W ，常用單位 kW ，MW， 馬力換算：1kW=103W 1MW=106 W 1馬力=735W3、物理意義：表示做功快慢的物理量（與機(jī)械效率無關(guān)）。某小轎車功率66k

4、W，它表示：小轎車s 內(nèi)做功66000J4、機(jī)械中的功率5、功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。他們之間沒有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；（2）機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。四、機(jī)械能能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說這個(gè)物體具有能能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。一個(gè)物體“能夠做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功，也不一定要做功。機(jī)械能勢(shì)能重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能量決定其大小的因素：物體質(zhì)量越大、舉得越高（高度），重力勢(shì)能就越大

5、彈性勢(shì)能定義：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量決定其大小的因素：物體彈性形變?cè)酱?、彈性?shì)能就越大動(dòng)能定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大 1、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。（1）理解有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。（2）探究決定動(dòng)能大小的因素a、猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；b、實(shí)驗(yàn)研究研究對(duì)象：小鋼球 方法：控制變量法 c、如何判斷動(dòng)能大小？看小鋼球能推動(dòng)木快做功的多少；如何控制速度不變？使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同；如何改變鋼球速度？使鋼球從不同同高度滾下；d、分析歸

6、納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動(dòng)能越大；保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大；得出結(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。動(dòng)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能2、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化（1）動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；（2）動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，

7、則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。3、動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問題的分析首先分析決定動(dòng)能大小、重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）大小的因素看動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）如何變化質(zhì)量，速度，高度，彈性形變機(jī)械能守恒：如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)動(dòng)能（速度）最大，勢(shì)能最??；遠(yuǎn)地點(diǎn)勢(shì)能最大，動(dòng)能（速度）最小，近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，整個(gè)過程機(jī)械能守恒。滾擺上升下落過程中，如果不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒。上升動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，下降重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最低點(diǎn)速度最大，動(dòng)能最大，最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，下降過程反之?？紤]空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。題目中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”，“光滑”表示不計(jì)摩擦，沒有能量損失，此時(shí)機(jī)械能守恒。4、水能和風(fēng)能的利用機(jī)械能的天然資源風(fēng)能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電5、水電站的工作原理：利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。6、水電站修筑攔河大壩的目的是什么？水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。