机械与人

第九章机械与人第六节合理利用机械能1、什么是有用功2、什么是额外功3、什么是总功我们想做的，对我们有用的功。我们不想做，但又不得不做的功。拉力（或者动力）做的功，又叫做动力功。是有用功和额外功的总和。对于滑轮组有用功：重物上升所做的功。计算公式：W有=GH总功：拉力所做的功，又叫动力功。计算公式：W总=FS额外功：克服动滑轮的重力以及绳子的摩擦力所做的功。计算公式：W额=W总-W有=FS-GH机械效率：有用功和总功的比值。计算公式：η=W有/W总*100%FG注意：同一个机械，机械效率不是恒定不变的。而且机械效率始终小于100%。如何提高滑轮组的工作效率•1.使用轻质坚硬的材料制造的动滑轮。•2.减少动滑轮的个数。•3.增加被提升重物的重力。使用滑轮组提升重物，是重物自己在上升，还是有别的力在提升重物上升。也就是说，使用机械的时候，是物体自己在做功，还是一个物体对另一个物体做功？FG看看这两个实验小球撞击实验弹簧振子实验现象：运动的小球能够推动静止放置在水平木板上的木块前进。被压缩的弹簧能够使静止的弹珠运动。解释：1.运动的小球，能够对木块产生一个水平向右的推力，在这个推力的作用下，木块向右运动。也就是说，运动的小球能够对静止的木块做功。2.被压缩的弹簧，能对静止的弹珠产生一个水平向右的弹力，在这个弹力的作用下，弹珠向右运动。也就是说，压缩的弹簧能够对静止的弹珠做功。实验结论像运动的小球、被压缩的弹簧这样，一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量。大家考虑一下以下这些物体是否具有能量流动的水、张开的弓、流动的空气——风、运动的火车、地球、人、放置在空地上没有接电源的电动机。注：只要一个能对别的物体做功，那么这个物体就具有能量；如果一个物体不能对别的物体做功，那么这个物体就不具有能量。能量的单位——焦耳•由于能量和做功联系很紧密，做功的过程就是能量转换的过程，物体做功越多，说明一种能量转换成另一种能量就越多，所以能的单位和功的单位是一样的，也是焦耳。•而且能量是不可能凭空产生或者凭空消失的，只是由一种形式的能量转换成了另一种形式的能量。能量的分类能量机械能风能水能电能内能（热能）其他能量动能势能重力势能弹性势能核能化学能动能像运动的小球那样，能对木块做功，它所具有的能量，就是动能。换言之，物体由于运动而具有的能量叫做动能。问题：生活中，有哪些东西具有动能？总结：只有运动的物体具有动能，而且一切运动的物体都能对其他的物体做功。也就是说，一切运动的物体都具有动能。影响动能大小的因素结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。补充动能的计算公式：势能势能：物体被举高或者发生弹性形变时所具有的能量铅球放到海绵上，柔软的海绵会被压变形，这说明铅球具有能量。像铅球这样由于物体被举高而具有的能量叫做重力势能。展开的弓，能够把弓上的箭射出去，这说明展开的弓具有能量，像展开的弓这样由于物体产生形变而具有的能量叫做弹性势能。看看下面这些物体分别具有什么势能被举高的重锤站在3楼的同学在空中飞行的足球静止在空中飞艇在空中随风飘动的树枝被压缩的弹簧拉伸的橡皮筋用力搬弯的塑料棍重力势能弹性势能只要物体处于高处就具有重力势能只要物体发生形变就具有弹性势能势能与哪些因素有关•通过实验我们知道：•质量相同的物体高度____，重力势能_____。•高度相同的物体质量____，重力势能_____。•重力势能与_____和______有关，物体被举得越____，质量越_____，它具有的重力势能越大。越高越大越大越大质量高度越高越高物体的弹性形变越_____，物体具有的弹性势能就_____。厉害越大补充：重力势能的计算公式Ｅp=mgh机械能的转换能量是不可能凭空产生或者凭空消失的，只是由一种形式的能量转换成了另一种形式的能量。观察粉笔的下落情况粉笔下落时，速度越来越大，高度却越来越低。这说明了粉笔下落时它的动能越来越大，重力势能却越来越小。也就是说，动能在增大，重力势能在减小，减小的重力势能就转换成为了动能。滚摆蹦蹦杆（跳跳棒）开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时，它的高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，它的动能越来越大。摆到最低点时，转动最快，动能最大；它的高度最低，重力势能最小。也就是说，摆轮下降的时候重力势能转换为了动能；反之，上升时，动能转换为了重力势能。蹦蹦杆在使用的时候也涉及到了能量的转换．例如，人在蹦蹦杆上，往下运动时，高度下降，速度减慢，弹簧的形变增大，这说明了整个过程中，重力势能减少，动能减少，弹性势能增大，也就是动能和重力势能转换为了弹性势能．反之，蹦蹦杆向上运动的时候，就是弹性势能转换为了动能和重力势能．下列情况机械能转换过程•1.乒乓球竖直上抛，下落过程。•2.蓝球竖直下落，弹地，反弹上升过程。3.人造地球卫星近地点，距离地球最近，速度最大。远地点，距离地球最远，速度最小从近地点到远地点，动能转换为重力势能。从远地点到近地点，重力势能转换为动能。注意：在能量的转换过程中，如果只有动能和势能的转换，机械能的总量是不会改变的。随堂练习一、填空题1.动能和势能的总和称为________，动能是物体_______时具有的能量，势能是物体___________________________而具有的能量。2.影响动能的因素有________和___________.3.影响重力势能的因素有___________和______________.4.同一个物体_______________,其弹性势能越大。机械能运动由于被举高或产生形变质量速度质量高度弹性形变越大随堂练习二.判断1.只要是弹簧就具有弹性势能。（）2.在高空飞行的小鸟，只具有动能。（）3.速度大的物体动能一定大。（）4.跳伞运动员匀速下降时，他的重力势能减少，动能增加。（）5.用细线挂在天花板上的物体，没有做功，但它也具有能量（）6.运动的物体一定具有动能。（）7.二楼的东西一定比三楼的东西重力势能小。（）