机械功与机械能

什么是功1．学会从物理现象中归纳简单的规律，知道功的概念。

2．知道做功的两个必要因素。

3．理解功的计算公式W=Fs，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算。

教学重点：经历建立机械功概念的过程，学会用公式对功进行简单的计算。

教学难点：理解功的概念，会用功的两个必要因素判断力对物体是否做功。

故事引入：大华同学是一个品学兼优的好学生，不仅学习好，在家里也经常帮爸爸妈妈做一些力所能及的家务。

星期天，大华上午去买了30斤大米，午饭后又帮妈妈收拾碗筷，接着又去井边帮爸爸把一大桶水提回家，累得满头大汗。

大华的爸爸是个物理教师，他说：“大华今天很辛苦、很劳累，但从物理学的角度来看，你今天做这几项家务活时，并没有做功！”。

大华百思不得其解。

大华的爸爸说得对吗？如何从物理学角度来理解这个问题呢？（一）怎样才叫“做功”1．通过实验，体验“做功”学生实验1：用力沿水平方向推着小车前进（如图1所示）。

描述观察到的现象：小车在水平推力作用下，移动了一段距离。

要求：用示意图表示出小车所受的推力以及运动过程情况。

点拨：此例中小车在水平推力F作用下，移动了一段距离S。

学生实验2：用力将地上的物体拿到桌面上来。

描述观察到的现象：物体在力的作用下，向上移动了一段距离。

要求：用示意图表示出物体所受的拉力以及运动过程情况。

点拨：此例中物体在拉力F作用下，向上移动了一段距离S。

2.找找共同点，建立功的概念仔细观察两示意图，比较一下，看看有什么共同点：（1）这两幅图中同学的活动有什么共同点？（2）物体为什么会移动一段距离？（3）移动的距离和力之间有何关系？共同点：物体作用，并沿这个力的方向。

3. 功的概念：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”）(二) 如何判断力是否对物体做功：1．做功的两个必要的因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。

2．分析下列物体受到的力，并指出力对物体是否做功。

九年级机械功机械能知识点机械功和机械能是物理学中的重要概念，它们与物体的运动和力的作用密切相关。

本文将就九年级学生所需了解的机械功和机械能知识点进行探讨。

通过阐述这些概念，希望能够帮助学生更好地理解物理学中的机械力学，为进一步学习和应用打下坚实的基础。

一、机械功1. 机械功的概念：机械功是力对物体作用所做的功，也可理解为力对物体的作用将能量传递给物体的过程。

机械功的计算公式为：机械功 = 力 ×距离× cosθ，其中力和位移的方向要和作用力方向一致，θ表示力和位移之间的夹角。

2. 机械功与能量转化：机械功实际上是能量在物体间的转化。

当力对物体作用时，将能量从力的源头传递到物体上，从而使物体具有动能或势能。

机械功的正负值取决于力和位移方向的关系。

3. 机械功的单位：机械功的单位是焦耳（J），1焦耳等于1牛顿（N）乘以1米（m）。

4. 机械功的应用：机械功的理论和应用广泛，涉及到机械与能量转化、机械功率、机械效率等方面。

通过学习机械功的概念和计算方法，可以更好地理解和分析实际生活中的各种机械运动和力的作用。

二、机械能1. 机械能的概念：机械能是指物体因运动而具有的能量，包括动能和势能两个方面。

动能由物体的质量和速度决定，而势能则由物体所处的位置和形态决定。

2. 动能和势能的关系：动能和势能是互相转化的，当物体由静止状态向运动状态转化时，动能增加，势能减少；相反，当物体由运动状态向静止状态转化时，动能减少，势能增加。

3. 机械能守恒定律：机械能守恒定律是指，在没有外力做功的情况下，一个封闭系统的机械能保持不变。

换句话说，机械能的总量在一个系统内是恒定的。

这一定律适用于一些常见的物理现象，如滑坡、摆动等。

4. 机械能的单位：机械能的单位同样是焦耳（J），它是动能和势能的单位之和。

三、实例分析为了更好地理解机械功和机械能的应用，我们可以通过实际案例来分析它们在物理运动中的作用。

例如，当一个孩子骑自行车爬坡时，身体施加一个向上的力，克服了重力对自行车的拉扯。

第十一章 机械功与机械能一、 功1、 做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向通过一段距离;2、 功的计算公式：W=FS3、 三种不做功的情况：有力无距离、有距离无力惯性、力和距离垂直;二、 功率1定义：物体在单位时间内做功的多少叫功率2物理意义：表示做功快慢的物理量; 3公式：三、 机械效率1、 定义：有用功跟总功的比值2、滑轮组的机械效率： 1计算滑轮组的机械效率：η =W 有用/W 总×100%=Gh/Fs ×100%（2） 计算斜面的机械效率：η =W 有用/W 总×100%=Gh/FS ×100%3、提高机械效率的方法: 增加有用功、减小额外功四、 机械能及其转化：1、 能量：一个物体如果具有做功的本领,我们就说这个物体具有能量;2、 动能：物体由于运动而具有的能;其大小与速度、质量有关3、 重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其大小与高度、质量有关4、 弹性势能：发生弹性形变的物体而具有的能叫弹性势能,其大小与弹性形变形变程度有关;5、 机械能：功能+势能6、 能量转化：物体的动能和势能市可以相互转化的;如自由下落的物体重力势能转化动能;练习题1功下列有关功的说法正确的是： A: 足球在水平地面上滚动时,重力对足球没有做功B: 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车对重物做了功C: 运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功D: 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同2功一个足球运动员用100N 的力踢一个重为5N 的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30M;在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为 ;A:0J B:150J C:500J D: 3000J3功率已知小汽车的总质量为1500kg,该车以30m/s 的速度作水平匀速直线运动,行驶了180s,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的倍g=10N/kg 求：⑴小车行驶的距离;⑵在此过程中汽车的牵引力和功率;W P =t W Fs P ==t t =FV 计算匀速直线运动物体的功率4功率在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速前进,5s内移动了6m;在这个过程中,地面对箱子的摩擦力为 N,推力做功的功率为 W;5机械效率小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10S内使物体A匀速上升5M;已知物体重为800 N,小勇作用在绳端的拉力大小为500,在此过程中,下列说法正确的;6机械效率如图所示,用平行于斜面、大小为的拉力F,将重为的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是_______J,额外功是______J机械效率是_____．7机械能跳伞运动员在空中加速下降的过程中,下列说法错误的是A.人和伞的动能在增大B.人和伞的重力势能在减小C.人和伞的机械能保持不变D.人和伞的机械能在减小86分如题21图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平面向右运动直至停止;1实验中是通过观察来判断钢球的动能大小;2让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探钢球的动能大小与的关系;3换用质不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与的关系;4木块最终会停下来的主要原因是 ,在此过程中木块通过方式把动能转化为内能;5如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0,木块将 ;A: 水平地面对小勇的支持力做功为6000JB: 小勇做的有用功为3000JC: 小勇拉力的功率为250WD: 此滑轮组的机械效率为80％。

机械功与机械能知识点总结机械功和机械能是物理学中重要的概念，用于描述物体的运动和力学性质。

本文将对机械功和机械能的定义、计算方法以及相关性质进行总结。

一、机械功的定义和计算方法机械功是指力对物体做功的大小。

力在物理学中定义为作用在物体上的推或拉的作用力，而功则用来描述力对物体产生的影响。

机械功的计算公式如下：机械功 = 力 ×位移× cosθ其中，力是作用在物体上的力的大小，位移是物体在力的作用下移动的距离，θ是力和位移之间的夹角。

当力的方向和位移方向相同时，θ为0°，cosθ为1，此时机械功最大；当力的方向和位移方向垂直时，θ为90°，cosθ为0，此时机械功为0。

二、机械能的定义和计算方法机械能是物体由于位置或者形状的变化而具有的能量。

它包括了物体的动能和势能两部分。

1. 动能动能是物体由于运动而具有的能量。

动能的计算公式如下：动能 = (1/2) ×质量 ×速度²其中，质量是物体的质量，速度是物体的速度。

动能与物体的质量成正比，与速度的平方成正比。

2. 势能势能是物体由于位置或形状而具有的能量。

常见的势能包括重力势能和弹性势能。

- 重力势能重力势能是物体由于在重力作用下被举起而具有的能量。

重力势能的计算公式如下：重力势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度其中，质量是物体的质量，重力加速度是重力的大小，高度是物体相对于参考点的高度。

- 弹性势能弹性势能是物体由于形状变化而具有的能量。

弹性势能的计算公式如下：弹性势能 = (1/2) ×弹性系数 ×形变²其中，弹性系数是物体的弹性属性，形变是物体形状发生变化的大小。

三、机械功与机械能的关系机械功与机械能存在着密切的关系。

根据能量守恒原理，机械能的变化等于外力对物体做功的大小。

当外力对物体做功时，物体的机械能增加；当物体对外力做功时，物体的机械能减少。

机械功和机械能1. 引言机械功和机械能是力学中的重要概念，它们在描述物体运动和相互作用过程中起着关键作用。

本文将对机械功和机械能进行详细的介绍和解释，并且探讨它们之间的关系。

2. 机械功机械功是指力对物体所做的能量转化。

当力F 作用在物体上，使物体发生位移s时，力F所做的功W可以通过以下公式计算：$$ W = F \\cdot s $$其中，W表示机械功，F表示作用力，s表示位移。

机械功的单位是焦耳(J)。

机械功的正负与作用力和位移的方向有关。

当力和位移的方向相同时，机械功为正值；当力和位移的方向相反时，机械功为负值。

机械功与物体的状态有关。

对于一个物体，如果力F所做的功使它变得有更多的能量，那么机械功为正值；如果力F所做的功使它变得有更少的能量，那么机械功为负值。

当物体处于静止状态时，机械功为零。

3. 机械能机械能是指物体由于位置或运动引起的能量。

它包括动能和势能两个方面。

动能是指物体由于运动而具有的能量。

当一个物体具有速度v时，它的动能E可以通过以下公式计算：$$ E = \\frac{1}{2} m v^2 $$其中，E表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。

动能的单位是焦耳(J)。

动能与物体的质量和速度平方成正比。

当物体的质量增加或速度增加时，动能也会增加。

动能是一个正值，它总是大于等于零。

势能是指物体由于位置而具有的能量。

常见的势能包括重力势能和弹性势能。

•重力势能：当物体被抬高到一定高度h 时，它具有的重力势能Ep可以通过以下公式计算：Ep=mgℎ其中，Ep表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示高度。

重力势能的单位是焦耳(J)。

•弹性势能：当弹性体被拉伸或压缩时，它具有的弹性势能可以通过以下公式计算：$$ Ep = \\frac{1}{2} k x^2 $$其中，Ep表示弹性势能，k表示弹簧的劲度系数，x表示弹性体的位移。

弹性势能的单位是焦耳(J)。

势能与物体的位置或形状有关。

第十一章机械功与机械能11.1怎样才叫做功知识梳理：知识点一怎样才叫做功1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。

2．做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。

温馨提示：(1)判断一个力是否做了功，就要分析它是否具有做功的两个必要因素，两者缺一不可，否则就没有做功。

例如：举重运动员举着杠铃不动时，虽然有力但是没有在这个力的方向上移动距离，所以不做功。

(2)物理学中的“做功”，跟日常生活中的“做工”不同，“做功”主要偏重于“成效、效果”，有着严格且明确的含义；而“做功”是指消耗了一定量的体力和脑力的人类活动。

(3)研究力做功问题时，要明确谁受力、谁施力，即谁对谁做功。

如果是阻力对物体做功，通常说成是“物体克服阻力做功”。

比如，提着包上楼，可以说成是“克服了包的重力做功”。

(4)三种不做功的情况：①有力无距离(劳而无功)：如小孩费了很大力气推石头，推不动；②有距离无力(不劳无功)：如足球由于惯性在草地上向前滚动；③力与距离垂直(垂直无功)：如人提着水桶，沿水平路面行走一段距离。

例1在2018年举重世锦赛中，我国选手张旺丽第一阶段把一百多千克的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功。

关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是()A．她在第一阶段内没有做功B．她在第二阶段内没有做功C．她在两个阶段内一直都在做功D．她在两个阶段内一直都没有做功解析：题中所说的两个阶段中，选手都对杠铃有力的作用，力的方向竖直向上；在第一阶段，杠铃从地上被举过头顶，在竖直方向上移动了一段距离，第二阶段杠铃在空中停着，没有移动距离。

所以，她在第一阶段对杠铃做了功，在第二阶段对杠铃没有做功。

答案：B知识点二功的计算1．功的计算公式：物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功＝力×距离，一般用W表示功，用F表示力，用s表示距离，那么功的计算公式是：W＝Fs。

机械功和机械能复习主讲：黄冈中学教师李进一周强化【教学内容】一、机械功原理内容：利用任何机械做功时，动力对机械所做的功，等于机械克服所有阻力所做的功。

即使用任何机械都不能省功。

二、机械效率1.机械做功：①利用机械提升重物时，Gh是有利用价值的功，叫做有用功，记作W有用，即W有用＝Gh。

②动力对机械做的功Fs叫做总功，记作W总，即W总＝Fs。

③对人们既无利用价值而又不得不做的功，叫做额外功，记作W额外。

2.机械效率：有用功W有用跟总功W总的比值叫做机械效率，用符号η表示。

（任何机械的机械效率总小于1）3.公式：η＝×100％三、机械能1.能：①定义——物理学中，把物体做功的本领叫做能（或能量）。

能量的形式有许多种。

②功与能——物体能做多少功，就说它具有多少能。

物体对外做多少功，它的能量就减少多少；外界对物体做多少功，物体的能量就增加多少。

③单位——能的单位就是功的单位，即:焦耳，简称焦，符号J。

2.动能：①定义——物体由于运动而具有的能叫做动能。

②决定因素——动能的大小与质量和运动速度有关。

运动物体的质量、速度越大，它具有的动能就越大。

3.势能：（包括:重力势能和弹性势能）①重力势能——物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。

重力势能的大小与质量和被举的高度有关。

物体的被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。

②弹性势能——物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越多。

4.机械能：①动能和势能统称为机械能。

②物体具有的动能跟势能是可以相互转化的。

物体的势能和动能是可以相互转化的，如果有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化的过程中，机械能会不断减少。

【疑难解析】1. 有用功、额外功和总功及其关系使用机械做功时，对人们有利用价值的功是有用功。

当用机械匀速提升重物时，克服重力做的功是有用功，即W有用＝Gh；当用机械水平移动重物时，克服重物与水平面间的摩擦做的功是有用功，即W有用＝fs物。

初识机械能与机械功机械能和机械功是物理学中非常重要的概念，它们在能量转化、物体运动以及工程设计等领域中发挥着重要的作用。

本文将详细介绍机械能和机械功的概念、计算方法以及应用。

通过阅读本文，读者将能够更好地理解和应用这两个概念。

一、机械能的概念与计算方法1.1 机械能的概念机械能是指物体在运动过程中所具有的能量，包括物体的动能和势能。

动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关；势能是物体由于位置或形状的改变而具有的能量，与物体的质量、重力加速度以及高度有关。

1.2 机械能的计算方法机械能的计算方法可以通过以下公式得出：机械能（E）= 动能（K）+ 势能（U）动能的计算公式为：动能（K）= 1/2 ×质量（m）×速度的平方（v²）势能的计算公式为：势能（U）= 质量（m）×重力加速度（g）×高度（h）二、机械功的概念与计算方法2.1 机械功的概念机械功是指外力对物体进行的能量转移，是由于外力对物体施加的作用力使物体发生位移所做的功。

机械功的大小与物体所受到的外力以及位移的大小和方向有关。

2.2 机械功的计算方法机械功的计算可以通过以下公式得出：机械功（W）= 施力方向上的力（F）×位移（S）× cosθ其中，θ表示力的方向与位移的夹角。

若力和位移方向相同，夹角为0，则机械功为正；若力和位移方向相反，夹角为180度，则机械功为负。

三、机械能与机械功的应用3.1 能量转化机械能和机械功在能量转化中起着重要的作用。

例如，当一个物体从高处自由下落时，它的势能逐渐转化为动能；当一个物体被施加力推动距离为S的位移时，外力对物体作功，机械能被转化为其他形式的能量。

3.2 物体的运动机械能和机械功也与物体的运动有关。

物体在运动过程中，机械能的大小保持不变，即机械能守恒定律成立。

在没有外力或摩擦力的作用下，机械能将始终保持恒定。

3.3 工程设计在工程设计中，机械能和机械功的概念和计算方法广泛应用于各种机械设备和工程项目中。

机械功与机械能的转化（物理知识点）机械功与机械能是物理学中重要的概念，在能量转化与传递过程中起着关键的作用。

本文将对机械功与机械能的定义、计算公式及其转化关系进行详细介绍。

一、机械功的定义及计算公式机械功是指力沿着位移方向作用于物体所做的功。

通常用符号W表示，其计算公式为W = F × s × cosθ，其中F表示作用力的大小，s表示力的作用点位移的大小，θ表示力的方向与位移方向之间的夹角。

以一个物体质量为m的物体沿平行于地面的水平方向移动为例，设物体受到的水平拉力为F，物体沿水平方向移动的位移为s。

此时，拉力F做的功W = F × s，是正值，表示外力对物体的做功将物体的机械能增加。

二、机械功与机械能的转化关系机械功与机械能之间存在着紧密的转化关系。

机械能是指物体具有的由于位置或形状而使其能够做功的能力。

在机械能的转化过程中，机械功可以被部分或全部转化为物体的势能和动能。

1. 机械功转化为势能当物体受到垂直向上的力沿着与位移方向相反的方向作用时，此时机械功为负值。

例如，将一个物体由地面抬升到某一高度时，受力与位移方向相反，此时物体的势能增加，等于受力对物体作的功的绝对值。

设抬升物体高度为h，物体质量为m，重力加速度为g，抬升物体所受重力的大小为mg。

此时机械功W = -mg × h，机械能转化为势能Ep = -W = mg × h。

2. 机械功转化为动能当物体受到沿着位移方向的力作用时，此时机械功为正值。

例如，将一个物体用力推动，在水平面上进行运动，此时物体的动能增加，等于受力对物体作的功。

设物体质量为m，运动速度的大小为v，此时机械功W = F × s =m × a × s = m × v × v/2，机械能转化为动能Ek = W = m × v × v/2。

三、机械功与机械能的实例分析以一个滑雪运动员从山顶下滑的情景为例，分析机械功与机械能的转化过程。

《机械功和机械能》知识要点与总结机械功（Mechanical Work）是指外力对物体作用而使其运动（位移）或变形时所做的功。

机械能（Mechanical Energy）是指物体具有的由其位置和运动状态所决定的能量。

机械功和机械能是力学中重要的概念，它们在力学问题的解题过程中起到重要的作用。

下面是机械功和机械能的知识要点与总结：一、机械功的概念：1.机械功是外力作用下物体发生位移或变形时所做的功。

2. 机械功的计算公式为：W = F × s × cosθ，其中W表示机械功，F表示外力的大小，s表示物体的位移，θ表示外力和位移的夹角。

二、机械功的性质：1.机械功是标量，没有方向性。

2.当外力与位移方向相同时，功为正；当外力与位移方向相反时，功为负。

3.当物体受到多个外力时，机械功等于每个外力所做的功的代数和。

三、机械能的概念：1.机械能是物体表现出来的能量，它是由于物体位置和运动状态所决定的。

2.机械能包括动能和势能两个部分。

四、动能（Kinetic Energy）：1.动能是物体具有的由于其运动所产生的能量。

2. 动能的计算公式为：K.E. = 1/2 mv^2，其中K.E.表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。

3.动能与物体的质量和速度的平方成正比。

五、势能（Potential Energy）：1.势能是物体由于其位置而具有的能量。

2. 重力势能（Potential Energy of Gravity）是物体由于其离地面高度而具有的能量，计算公式为：P.E.G. = mgh，其中P.E.G.表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体离地面的高度。

3. 弹性势能（Potential Energy of Elasticity）是物体由于其形变而具有的能量，计算公式为：P.E.E. = 1/2 kx^2，其中P.E.E.表示弹性势能，k表示弹性系数，x表示物体的形变。