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1、功和机械能复习知识点第十五章功和机械能复习提纲 一、功 1、做功的两个必要因素： 作用在物体上的力； 物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况： 有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动； 有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。 有距离无力：，如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动； 3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。 公式 W=FS=Pt 各量单位W：JF：N S：m P：W t：s 4、国际单位：将Nm称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 Nm 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 5、公式应用注
2、意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； 公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。 功的单位“焦”。 6、常见的功： 克服重力做功：W=Gh 克服阻力做功：W=fs 二、功的原理：使用任何机械都不省功 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。 2、说明：功的原理对于任何机械都适用。 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。 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。 对于理想机械：人做的功= 直接用手对重物所做的功 3、应用：斜面 理
3、想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理 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 实际斜面：斜面粗糙 若斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh 。 三、机械效率 、有用功：对人们有用的功。 公式：W有用Gh=W总W额=W总 2、 额外功：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 3、 总功：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 4、 机械效率：有用功跟总功的比值。 W有用 公式： = W 总 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ，通常用 百分数
4、 表示。 例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 W有用 Gh5、机械效率的测 原 理： = W = 总 FS 1 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需 刻度尺、弹簧测力计。 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 结论影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A、动滑轮重力大小和个数多少： 提升同一物体用的动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多而有用功不变，机械效率就越低。 B、物体的重力大小： 用同一滑能组所提升得重物
5、越重，做的有用功相对就多而额外功不变，机械效率就越高。 C、摩擦：若各种摩擦越大做的额外功就多，机械效率相对就低。 D、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 四、简单机械的机械效率 斜面 W有用=Gh W额外=fS W总=FS=GhfS 杠杆 W有用=G物h W额外 W总=FS 定滑轮竖直方向提升重物 W有用=Gh W额外：摩擦及绳重 W总=FS=Fh 定滑轮水平方向拉动物体 W有用=fS物 W额外：滑轮转动摩擦 W总=FSF=FS物 动滑轮及竖直方向滑轮组 W有用=G物h W额外 W总=FS=Fnh=h 不计绳重和摩擦时 2 动滑轮及水平方向滑轮组 W有用=fS物 W额外：绳重及滑轮转
6、动摩擦 W总=FSF=FnS物 注：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率 b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功 c、对于所有机械均有 五、功率：单位时间内做的功P(单位：W) 1、公式： 2、单位：瓦特，简称瓦，符号W ，常用单位 kW ，MW， 马力 36换算：1kW=10W 1MW=10 W 1马力=735W 3、物理意义：表示做功快慢的物理量。 某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J 4、机械中的功率 5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。 功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功； 机械效率
7、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。 六、机械能 能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。 如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。 定义：物体由于运动而具有的能量 动能 物体速度越大、质量越大，决定其大小的因素： 机 动能就越大 械 重力 定义：物体由于被举高而具有的能量 能 物体质量越大、举得越高势能 决定其大小的因素： ，重力势能就越大 势能 弹性 定义：发生弹性形变的物体具有的能量 物体弹性形变越大
8、、弹性势能 决定其大小的因素： 势能就越大 1、机械能：动能和势能统称为机械能。 理解 有动能的物体具有机械能； 有势能的物体具有机械能； 同时具有动能和势能的物体具有机械能。 3 探究决定动能大小的因素 a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关； b、实验研究研究对象：小钢球 方法：控制变量法 c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少； 如何控制速度不变？使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同； 如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下； d、分析归纳： 保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动
9、能越大； 得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。 2、动能和势能的转化 弹性势能 转化 动能 势能 转化 重力势能 动能和重力势能间的转化规律： 质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； 质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 动能与弹性势能间的转化规律： 如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； 如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 3、动能与势能转化问题的分析 首先分析决定动能大小、重力势能大小的因素看动能和重
10、力势能如何变化质量，速度，高度，弹性形变 机械能守恒：如果除重力和弹力外没有其他外力做功，则动能势能转化过程中机械能不变。 人造地球卫星的运动，近地点动能最大，势能最小；远地点势能最大，动能最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。 滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。 考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。 题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。 4、水能和风能的利用 拦河筑坝 发电 海水潮汐 水能 机械能的直接做功 天然资源 风能 5、水电站的工作原理： 利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。 6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？ 水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。 7、大坝为什么要设计成上窄下宽？ 由水压pgh在其他条件不变的情况下，液体的压强随深度的增加而增加，因此相比于大坝上部而言，下部就会受到更大的压力，因此下部比上部要宽。 4
