教学目标:
(1)使学生深刻理解功的概念,明确功的公式,掌握功的计算。
(2)知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率.
(3)知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。
(4)知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。
教学重点:功和功率的概念;机械功和机械能的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率;动能和势能的相互转化。
教学难点:做功的两个因素;结合实际理解功率的概念。
知识点一
1、功:(1)力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
即物体受力没有移动;是物体沿力方向通过的距离;物体凭惯性运动。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。
(3)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式:W=FS
(4)功的单位:焦耳,1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J 。
(5)应用功的公式注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力。
②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③ 功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
2、功的原理:
(1)内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
| 力的大小(F) | 移动距离(s) | 做功多少(W) | |
| 手提升G | G | h | Gh |
| 动滑轮提升G | G/2 | 2h | Gh |
| 结论 | 1、W=Fs ;2、使用任何机械都不能省功 | ||
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)= 直接用手对重物所做的功(Gh)
(3)应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑 理想斜面遵从功的原理;
②理想斜面公式:FL=Gh其中F:沿斜面方向的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。
3、功率:
(1)定义:单位时间里完成的功
(2)物理意义:表示做功快慢的物理量。
(3)公式: = = Fv
根据功率的导出式:P=Fv可知功率一定时,要增大F,必须减小v,即汽车上坡时要换低速档。
(4)单位:主单位 W 常用单位 kW 、mW
换算:1kW= 1mW=
某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s 内做功66000J
(5)比较功率大小方法 a、做功时间相同,比较做功的多少,在时间相同时,做功越多功率越大。
b、做功相同时,比较做功时间长短,在做相同多的功,用时越短,功率越大
知识点二
4、机械效率:
(1)有用功: 定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额
=ηW总
斜面:W有用= Gh
(2)额外功: 定义:并非我们需要但又不得不做的功
公式:W额= W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W额=f L
(3)总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS= W有用/η
斜面:W总= fL+Gh=FL
(4)机械效率:① 定义:有用功跟总功的比值。
② 公式:
③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表 示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
通常是减少额外功,如搞好润滑,减轻机械自重;在无法减小额外功的情况下,采用增大有用功来提高机械效率。例如,在用滑轮组提高重物(不计摩擦)时:
为提高机械效率,在机械结构一定的情况下,可以采取增加提升物重的办法来实现。
(5)机械效率的测量。
5、机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
知识点三
6、动能和势能
(1)能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
(2)机械能:动能和势能统称为机械能。
理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
7、动能和势能的转化下载本文