第 5 讲 第十一章 机械功和机械能 章末总结 目标导航 课程要求 课标解读 1.做功的两个必要因素，功的计算； 2.知道功率的概念、计算公式和单位； 3. 1.知道机械功和功率，用生活中的实例说明机械功和功知道有用功、额外功、总功； 4. 率的含义；理解机械效率的计算及公式； 5. 2.知道机械效率，了解提高机械效率的途径和意义；理解动能、重力势能的初步概念，知道什 3.知道动能、势能和机械能，通过实验，了解动能和势 么是弹性势能； 6. 能的相互转化，举例说明机械能和其他形式能的相互转知道动能，势能的大小与什么有关； 7. 化。能解释一些动能和势能相互转化的简单 现象。 知识精讲 结 知识点 01 功 1．做功的两个必要因素： (1)作用在物体上的力； (2)物体在力的方向上通过的距离。 2．不做功的三种情况 (1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。 (2)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”。 (3)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．功的计算： (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) 【即学即练 1】聪明的毛驴也懂物理哦，如图所示一头毛驴驮着笨重的货物上台阶时，会沿着 S 形路线上去， 这样做的好处是通过增加做功的 _____，从而达到省 _____的目的。 【答案】距离 力 【解析】[1][2]毛驴驮着笨重的货物上台阶时，沿着 S 形路线上去，由公式 W＝Fs 可知，在做功相同的情况 下，这样做的好处是通过增加做功的距离，从而达到省力的目的。即相当于增长了斜面的长度，由功的原 理知，斜面越长越省力。 知识点 02 功率 1．物理意义：表示物体做功的快慢。 2．定义：把做功的多少与所用时间的比叫做功率。 3．计算式： W ， P 表示功率，W 表示功，t 表示时间，使用公式计算功率时，必须注意 W 和 t 的P t 对应关系。W 为在 t 时间内所做的功，而 t 为做 W 这么多的功所用的时间。 4．推导式：P=Fv，式中 F 为做功的力而 v 为速度。 5．单位：瓦(W) 【即学即练 2】小明沿水平方向用 10N 的力推着重为 20N 小车，30s 内在水平地面上匀速前进了 15m；此过 程中小明对小车做的功为 _____J，功率为 _____W，小车重力做功的功率为 _____W。 【答案】150 5 0 【解析】[1]根据题意知道，推力 F＝10N，在力的方向上，物体水平匀速前进的距离 s＝15m；故推力所做 的功 W＝Fs＝10N×15m＝150J [2]推力做功的功率 P W 150J 5W t 30s 知识点 03 有用功、额外功、总功、机械效率 1．总功：使用机械时，拉力(或动力)所做的的功；例如：用桶从井中打水，人在整个提水过程中拉力做的 功是总功。 2．额外功：对我们是无用的，但又不得不做的功；如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。 3．有用功：从总功中减去额外功，才是对我们有用的功；如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。 4．我们把有用功和总功的比值叫做做机械效率，符号为 η。 W (1)公式为 有 ，式中 η 表示机械效率，它是一个百分数。η 的值越大，表明有用功在总功中所占的比例 W总 越大，做功的效率越高。 (2)η 的值总小于 100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是 小于总功。 【即学即练 3】小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有 没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所 示： 实 验 斜面的倾 物体重 物体上升 沿斜面拉 物体移动 有用功 总功 W 总 机械效 次 斜程度 G/ ... ...
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