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1、第十一章 功和機(jī)械能第1節(jié) 功1、功的初步概念：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，就說(shuō)這個(gè)力做了功。2、做功的兩個(gè)必要因素：一是 作用在物體上的力 ，二是物體在這個(gè) 力的方向上移動(dòng)的距離 。3、沒(méi)做功的三種情形：1）有力而沒(méi)有距離（勞而無(wú)功）2）靠慣性運(yùn)動(dòng)沒(méi)有力 3）力和距離垂直4、功的計(jì)算：功等于力與物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積（功力力的方向上的距離）。功的計(jì)算公式：W=FsF力N； s距離m； W功焦耳用F表示力，單位是牛（N），用s表示距離，單位是米（m），功的符號(hào)是W，單位是牛米，它有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)叫焦耳，焦耳的符號(hào)是J， 1 J=1 Nm注意：在豎直提升

2、物體克服重力做功或重力做功時(shí)，計(jì)算公式可以寫(xiě)成W=Gh；在克服摩擦做功時(shí)，計(jì)算公式可以寫(xiě)成W=fs。5、功的原理：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于不用機(jī)械時(shí)(而直接用手)所做的功，也就是說(shuō)使用任何機(jī)械都不省功。當(dāng)不考慮摩擦、機(jī)械自身重等因素時(shí)，人們利用機(jī)械所做的功（Fs）等于直接用手所做的功（Gh），這是一種理想情況，也是最簡(jiǎn)單的情況?！纠?】 重量為60N的物體，放在水平地面上，用10N水平方向的拉力，將物體沿水平面拉動(dòng)5m，則拉力做的功（ ）A3000J； B300J； C . 50J； D物體沒(méi)有升高，拉力不做功思路分析：兩個(gè)因素是同時(shí)發(fā)生的對(duì)物體做功的多少，決定于作用在物體上的力和

3、物體在力的方向上通過(guò)的距離。計(jì)算做功的大小，要從這兩方面考慮。本題中重量的大小與做功的多少?zèng)]有直接的關(guān)系。因此=10N5m=50J。答：C 第2節(jié) 功率1、功率的定義： 功與做功所用時(shí)間之比 ，在數(shù)值上等于 單位時(shí)間內(nèi)所做的功 。功率的物理意義： 表示物體做功的快慢 。2、計(jì)算公式：P= 其中W代表功，單位是焦（J）；t代表時(shí)間，單位是秒（s）；P代表功率，單位是焦耳每秒，專(zhuān)用單位是瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)是W。推導(dǎo)公式：P= Fv公式中P表示功率，F(xiàn)表示作用在物體上的力，表示物體在力F的方向上運(yùn)動(dòng)的速度。使用該公式解題時(shí)，功率P的單位：瓦（W），力F的單位：牛（N），速度的單位：米/秒（m/s）。

4、 3、功率的單位是瓦特（簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)W）、千瓦（kW）。1W=1J/s、1kW=103W。【例2】一輛汽車(chē)在水平的公路上勻速行駛時(shí)，受到的阻力是5000N，汽車(chē)的速度是10m/s，這輛汽車(chē)的功率應(yīng)為多大？思路分析汽車(chē)所受阻力不變，又做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以汽車(chē)的牽引力F是不變的，且與阻力大小相等。第3節(jié) 動(dòng)能和勢(shì)能一、能的概念如果一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說(shuō)它具有能量，簡(jiǎn)稱(chēng)能。能量和功的單位都是焦耳。理解：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(lái)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(méi)有做功。也不一

5、定要做功。一個(gè)物體能夠做的功越多,表示這個(gè)物體的能量越大。具有能量的物體不一定正在做功，做功的物體一定具有能量。二、動(dòng)能1、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能。2、影響動(dòng)能大小的因素是：物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。 3、一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能，靜止的物體動(dòng)能為零，勻速運(yùn)動(dòng)且質(zhì)量一定的物體(不論勻速上升、勻速下降，勻速前進(jìn)、勻速后退，只要是勻速)動(dòng)能不變。物體是否具有動(dòng)能的標(biāo)志是：是否在運(yùn)動(dòng)。 二、勢(shì)能1、勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。2、重力勢(shì)能：（1）定義：物體由于高度所決定的能，叫做重力勢(shì)能。（2）

6、影響重力勢(shì)能大小的因素是：物體的質(zhì)量和被舉的高度。質(zhì)量相同的物體，被舉得越高，重力勢(shì)能越大；被舉得高度相同的物體，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。（3）一般認(rèn)為，水平地面上的物體重力勢(shì)能為零。位置升高且質(zhì)量一定的物體（不論勻速升高，還是加速升高，或減速升高，只要是升高）重力勢(shì)能在增大，位置降低且質(zhì)量一定的物體（不論勻速降低，還是加速降低，或減速降低，只要是降低）重力勢(shì)能在減小，高度不變且質(zhì)量一定的物體重力勢(shì)能不變。3、彈性勢(shì)能：（1）定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能。（2）影響彈性勢(shì)能大小的因素是：彈性形變的大小（對(duì)同一個(gè)彈性物體而言）。（3）對(duì)同一彈簧或同一橡皮筋來(lái)講(在一定彈性范圍

7、內(nèi))形變?cè)酱?，彈性?shì)能越大。物體是否具有彈性勢(shì)能的標(biāo)志：是否發(fā)生彈性形變。4、下面物體各具有什么形式的機(jī)械能？高速升空的火箭具有 動(dòng)能和機(jī)械能 。被拉彎的鋼尺具有 彈性勢(shì)能 。被攔河壩攔住的上游水具有 重力勢(shì)能?？罩邢侣涞钠で蚓哂?動(dòng)能和重力勢(shì)能 。山坡上靜止的石頭具有 重力勢(shì)能 。勻速上升的物體具有 動(dòng)能和重力勢(shì)能?！纠?】 重100N的物體在20N水平方向拉力的作用下，沿水平地面前進(jìn)了10m后撤消拉力，物體又滑動(dòng)了5m，則拉力做的功是 J；重力做的功是 J。思路分析：根據(jù)題意可畫(huà)出物體受力和運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，如圖所示，從圖中可見(jiàn)，物體運(yùn)動(dòng)的方向跟拉力方向一致，但跟重力方向垂直，所以拉力做了

8、功，重力對(duì)物體沒(méi)有做功，計(jì)算拉力做功大小，一要弄清力的大小，是20N；二要明確物體沿力的方向通過(guò)了10m，拉力撤銷(xiāo)后，物體又向前滑動(dòng)5m，這時(shí)拉力沒(méi)有做功。所以拉力所做的功為：=20N10m=200J。答：200；0第4節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能：動(dòng)能與勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。即：機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能，單位是：J動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量，勢(shì)能是存儲(chǔ)著的能量。動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化。注意：如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變，也就是說(shuō)機(jī)械能是守恒。2、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

9、小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。3、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，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。實(shí)例：a、人造地球衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械能守恒；近地點(diǎn)動(dòng)能最大，重力勢(shì)能最?。贿h(yuǎn)地點(diǎn)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小。近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。b、皮球下落過(guò)程是重力勢(shì)能 能轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能 能；與地碰撞發(fā)生形變時(shí) 動(dòng)能 能轉(zhuǎn)化 彈性勢(shì)能 能；形變消失是 彈性勢(shì)能 能轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能 能；上升過(guò)程是 動(dòng)能 能轉(zhuǎn)化為 重力勢(shì)能 能。c、彈槍把物射出時(shí) 彈性勢(shì)能 能轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能 能；子彈斜

10、向上射出后又落向地面能的轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。d、攔河大壩提高水位是為了增大水的 重力勢(shì)能 能，水流下來(lái)轉(zhuǎn)化為水的 動(dòng) 能，沖動(dòng)水能機(jī)，最后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能。4、自然界中可供人類(lèi)利用的機(jī)械能源有水能和風(fēng)能。大型水電站通過(guò)修筑攔河壩來(lái)提高水位，從而增大水的重力勢(shì)能，以便在發(fā)電時(shí)把更多的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?！纠?】將物體M放在光滑的斜面的頂端，如圖所示，然后從靜止開(kāi)始滑下，則（ ）A物體在斜面頂端A點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能最大，下滑時(shí)機(jī)械能減??；B物體在斜面頂端A點(diǎn)時(shí)，勢(shì)能最大；C物體沿著斜面下滑過(guò)程中，物體的機(jī)械能保持不變；D物體沿著斜面下滑過(guò)程中，物體的勢(shì)能減少，等于動(dòng)能的增加思路

11、分析物體從光滑的斜面上沿斜面下滑，物體不受摩擦阻力作用，物體的勢(shì)能在減小，動(dòng)能在增加，物體的勢(shì)能減少多注意：動(dòng)能和動(dòng)能變化；勢(shì)能和勢(shì)能變化少，它的動(dòng)能就增加多少，機(jī)械能的總量保持不變。也就是在斜面上任何一點(diǎn)物體的機(jī)械能總量都是一樣的。答：B，C，D【例5】某人用繩子將一物體從水面下2m深處的地方，勻速提到水面下0.5m處的過(guò)程中，人對(duì)物體所做的功為54J。當(dāng)物體拉到體積露出水面時(shí)讓其靜止，此時(shí)繩子對(duì)物體的拉力為40N。不計(jì)繩的重量，忽略水的阻力，求物體的密度。思路分析根據(jù)題目已知畫(huà)出如右圖所示圖形。根據(jù)物體被提升的距離s=2m0.5m=1.5m及人對(duì)物體所做的功54J，可求出拉力T。再由甲、乙圖中物體所受力情況，列出力的平衡關(guān)系可求解。