机械和功基本概念.docx

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1、机械和功基本概念 第四章 机械和功 4.1.1杠杆 一、知道 1、杠杆定义：在力的作用下能够绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。 2、杠杆的五要素：-组成杆杆的示意图 支点o：杠杆绕着转动的固定点。 动力F1：促使杠杆转动的力。 阻力F2：阻碍刚刚转动的力。 动力臂L1：从支点到动力作用线的距离。 阻力臂L2：从支点到阻力作用线的距离。 二、会 1、会画力臂：画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。 找支点O；画力的作用线；画力臂 标力臂。 2、会确定力的方向：动力和阻力的方向不一定相反，但是动力与阻力使杠杆转动效果相反 4.1.2杠杆的平衡条件 1、 杠杆的平衡：在动力和阻力的作用下，如果

2、杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。 2、 探究杠杆的平衡条件： 实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧夹、弹簧测力计、钩码 实验前：调节杠杆使其在水平位置上保持平衡 探究杠杆平衡条件的步骤: 1.把带有刻度杠杆的中点支到铁架台上 2.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 3.杠杆两端挂钩码,改变钩码的个数和钩码在杠杆上的位置直到杠杆在水平的位置重新平衡 4。使用测力计时，它对杠杆施加的力必须竖直向上 5。实验过程中应多次改变力的大小和力臂的大小，使杠杆在水平位置平衡，记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小，把数据记录在表格中。 实验结论： 杠杆的平衡的平衡条件：动力

3、动力臂=阻力阻力臂 上式的意义是：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。 解题指导：1、分析杠杆平衡条件问题： 必须要画出杠杆示意图，分析所受的力的大小和方向，找出对应的力臂的大小，根据杠杆平衡条件解决问题。 2。解决杠杆平衡时动力最小问题： 当一定时，必须使动力臂最大，动力才能最小。 4.1.3杠杆的应用 1 杠杆类型 省力杠杆 杠杆结构特点 动力臂大于阻力臂 优缺点 省力但费距离 实例 独轮车、切纸刀，瓶起子、羊角锤、钢丝钳、动滑轮 筷子，镊子，钓鱼竿、人的前臂、理发剪子、起重臂 费力杠杆 等臂杠杆 阻力臂大于动力臂 动力臂、阻力臂相等 费力但省距离 既不省距离也不省力 天平，定滑

4、轮，摩天轮 4.1.4 滑轮 一、滑轮： 1、定义：滑轮是周边有槽、能绕着轴转动的小轮。 2、实质：滑轮实质上是能连续转动的变形杠杆。 3、分类：滑轮根据工作情况可以分为定滑轮和动滑轮两种。 二、定滑轮： 1、定义：工作时，轴固定不动，不随物体移动的滑轮叫定滑轮 2、实质：是个等臂的杠杆 3、原理图：如图1 4、使用特点：使用定滑轮不省力，但能改变用力的方向 5、对理想的定滑轮F=G。 绳子自由端移动距离SF=重物移动的距离SG 三、动滑轮： 1、定义：工作时，轴随物体一起移动的滑轮叫动滑轮 2、实质：是个省力的杠杆 3、原理图：如图2 4、使用特点：提升重物时，如果两边绳子平行，动力臂为阻力

5、臂的两倍，动力是阻力的一半。但是使用动滑轮不能改变用力方向。 5、理想的动滑轮则：F= G 只忽略轮轴间的摩擦则，拉力F= 绳子自由端移动距离SF=2倍的重物移动的距离SG 4.2.1机械功 1、 功的定义：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了的距离，物理学上称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：(一)作用在物体上的力； 物体在力的方向上移动的距离。 3、功的计算：力对物体所做的功W等于作用力F与物体在力的方向上移动的距离S的乘积 公式：W=F.S 1焦=1牛米 4、功的单位：焦耳简称焦 5、体会1焦的大小：两个鸡蛋举高一米，举力做的功大约1焦 6、不做功的三种

6、情况 有力、没有距离 没有力、有距离 有力有距离-=有力、有距离但是力与距离互相垂直。 2 4.2.2机械功率 1、比较做工快慢的方法： 做功时间相同，比较做功的多少。做功多的做功快 做相等的功，比较做功所用时间的长短，时间短的做功快 当功与时间都不等时，比较功与所用时间的比值，比值大的做功快 2、功率的意义：表示物体做功快慢的物理量。物体的功率越大，表明它做功就越快。物体的功率越小，表明它做功就越慢。 3、功率的概念：单位时间里做的功叫做功率。 4、公式： W P =Fv t W=Pt 5、 在国际单位制中，功-W。功的单位是焦， 时间-t。时间的单位是秒， 功率-P。功率的单位是焦/秒，简

7、称瓦(W) 千瓦=1000瓦 兆瓦=106瓦 6、上海桑塔纳小轿车的功率是66千瓦的物理意义： 一秒物体所做的功是66000焦 7、关于功与功率： 1.做功多的物体功率不一定大. 2.功率小的物体做功不一定少. 3.功率小的物体做功一定慢. 4.做功快的物体功率一定大. 4.3 机械能 1、能的定义： 一个物体能对其它物体做功，这个物体具有能量。简称能。 2、机械能：动能和势能统称为机械能。 3:势能：重力势能与弹性势能称为势能 种类：重力势能和弹力势能。 重力势能： 定义：物体处于某一高度时所具有的能量叫重力势能 决定重力势能大小的因素：物体的质量越大，所处的位置越高，它所具有的重力势能就越

8、大 弹性势能： 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。 决定弹性势能大小的因素：物体的弹性形变越大，物体的弹性势能越大。 4动能： 定义：物体由于运动而且有的能量叫做功能， 决定动能大小的因素：物体的质量越大，速度越大，具有的动能就越大。 5机械能的单位：焦耳 6能量之间可以相互转化： 能量之间的相互转换常常是通过做功的过程来实现。 在转化过程中所做的功越多，一种形式的能量转化为另一种形式的能量就越多。能量转化的多少可以用做功来量度。 3 7、知识结构： 定义 动能 决定动能大小的因素 机 械 重力势能 定义 能 势能 决定重力势能大小的因素 弹性势能 定义 决定弹性势能大小的因

9、素 第五章 热与能 5.1.1温度 温标 1、 温度 定义：温度是表示物体冷热程度的物理量 测量温度具备的条件：一是 测量的标准-温标 二是 测量的工具-温度计 2、 温标 摄氏温标的规定：在标准大气压下，冰水混合物的温度为0，沸水的温度为100。 0到100之间分成100等分，每一等分表示1摄氏度。 常用单位：摄氏度，符号用表示。 3、测量工具：温度计 原理：常用液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。 构造：常用液体温度计的主要部分是一根内径很细且刻度均匀的玻璃管，管的下方有一个玻璃泡，在管和玻璃泡内有适量的液体，液体可以是当温度变化时，由于液体热胀冷缩，管内液面的位置就会随之改变，根据

10、液面达到的刻度就可以读出温度。 实验用温度计的使用方法 使用温度计前，应先观察它的量程，认清它的最下分度。温度计不能用来测量超过它的量程的温度 使用温度计测量温度时，须将玻璃泡与被测物体充分接触，以保证与被测物的温度相同;测液体温度时，玻璃泡不要碰到容器底容器壁；待示数稳定后再读数。 读数时，温度计不能离开被测物；读数时视线要与玻璃管内的液面相平。 体温计-与实验用温度计相比较： 结构：玻璃泡的上方有个缩口 玻璃泡更大 毛细管更细 测量范围：3542 分度值是1 使用前要甩一甩 要用酒精消毒 5.1.2分子动理论 一、分子动理论的基本内容： 1物体是由大量的分子组成的。 2一切物质的分子都在不

11、停地做无规则运动，温度越高，分子运动越激烈。 3分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 二、扩散现象 定义：不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散 表明：一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动，分子间有间隙。 三、影响分子的运动快慢的因素：分子的运动跟温度有关，温度越高，分子运动越激烈。 四、分子热运动：分子的运动跟温度有关，因此通常把分子的运动叫做分子热运动。 4 热量 比热容 一、热传递 1、定义：热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的现象,叫热传递现象. 2、热传递的条件：当物体间存在温度差时才能发生热传递,当温度相等时热传递现象停止。 3、热传递的

12、方式：热传导 、 对流 、热辐射。 二、热量 1、为了衡量热传递过程中能量转移的多少,引入-热量， 用Q表示热量,单位焦耳. 2、热量：表示热传递过程中物体吸收或放出的能量多少叫热量. 3、热传递的方向:高温物体放出热量,低温物体吸收热量 4、一根火柴棒完全燃烧大约可放出1400焦的热量. 三、物体吸收的热量与下列因素有关? 表一 物质 质量 (千克) 初温() 末温 升高的温加热的时度( ) 间 (分钟) 水 1 1 20 100 80 5 2 2 20 100 80 10 1、质量不同的同种物质，升高相同的温度，质量越大吸收的热量越多。 -物体吸收的热量与物体的质量有关。 (2)表二 物质

13、 质量(千克) 初温() 末温 升高的温度 加热的时间 水 1 1 20 50 30 6分钟 2 1 20 100 80 16分钟 2、质量相同的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量越多。 -物体吸收的热量与升高的温度有关。 (3)表三 液体 加热的时间 液体的质量 液体的初温液体的末温液体升高的(分钟) (千克) 度() 度() 温度() 水 20 1 20 55 35 煤油 10 1 20 55 35 3、质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 -物体吸收的热量与物质的种类 四 比热容 1、引入比热容是为了表示： 质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。-比热容是

14、物质的一种特性。 2、定义：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1，吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。3、单位：焦(千克)读做：焦每千克摄氏度 4、吸收(或放出)热量的计算公式 Q= cmt Q：表示吸收放出的热量。 C ： 表示物质的比热容。 m：表示物体的质量。 t：表示物体升高的温度。 5 5、在常见的物质中水的比热容较大。 水的比热容是4.2103焦(千克)：表示质量1千克的水，温度升高1，吸收的热量是4.2103焦。 6、不同的物质比热容一般是不同的，比热容是物质的特性之一。 思考： 1、用“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”来形象地反映新疆吐鲁番盆地的气温特征那么是什么原因造

15、成如此奇特的现象呢? 吐鲁番盆地地处内陆，干燥少水。干泥土的比热是0.84103焦(千克)， 而水的比热是4.2103焦(千克)，两者比较就可以得出：质量相等的水和干泥土，吸收相等热量，干泥土温度升高是水的温度升高的5倍所以在同样的光照(与沿海地区相比)下，吐鲁番地面温度上升快，到了中午气温会很高，最高达478，到夜晚放出热量后，地面温度下降同样也很快，降到0以下，形成了“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的奇特现象 2、同种物质 质量相同的水 加热时间(分钟) 升高的温度() 2 10 4 20 6 30 8 40 10 50 12 60 14 70 结论:1、质量相同的同种物质，吸收的热量与

16、升高的温度成正比。 3、同种物质 升高相同的温度 加热时间(分钟) 质量 3 100 6 200 9 300 12 400 15 500 结论:：同种物质，升高相同的温度吸收的热量与质量成正比。 4、为了研究物质的某种特性，某同学用水和煤油两种物质做实验，下表是实验测得的数据及设法求得的有关数据。 物质 水 实验序号 质量(千克) 升高的温度() 1 2 3 煤油 4 5 6 0.05 0.05 0.10 0.05 0.05 0.10 5 10 10 5 10 10 吸收的热量(焦) 1050 2100 4200 525 1050 2100 分析比较_可得结论:质量相等的同种物质,吸收的热量与

17、升高的温度成正比. 分析比较2与3 或5与6,可得结论:_. 分析比较1与4 或2与5 或3与6,可得结论:_. 综合分析比较表中数据及运算结果,可得结论: _; _ 内能 一、内能 1、分子动能：分子因热运动而具有的动能叫做分子动能 2、分子势能：由于分子之间的相互作用而具有的势能叫做分子势能 3、内能：物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和 4、内能的单位：焦耳 5、内能大小与什么因素有关： 与温度有关：温度升高内能增大；温度降低，内能减少。 内能还与物体的体积和状态有关 6 与质量有关：温度和状态和体积相同时，质量越大内能越大 二、改变内能的方式： 1、热传递： 吸收热量内能增

18、加，放出热量内能减少 热传递的三种方式：热传导；对流；热辐射 实质：是内能的转移 2、做功： 对物体做功内能增加，物体对外做功内能减少 实质：做功是内能与其他形式的能的相互转化 3、做功和热传递在改变物体内能上是等效的 5.5 热机 一、热机：定义：内能转化为机械能的发动机成为热机 热机的种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等 二、内燃机 1.内燃机和种类:汽油机和柴油机 (1)汽油机 构造： 工作原理： 汽油机完整工作过程 吸气冲程： 进气门打开排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成燃料混合物从进气门吸入气缸。 压缩冲程： 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被

19、压缩，压强增大，温度升高。 做功冲程： 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 排气冲程： 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 (2)柴油机 构造 工作原理 柴油机完整工作过程 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点 做功冲程： 在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通

20、过连杆带动曲轴转动。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？ 相同点： 1基本构造和主要部件的作用相似。 2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。 7 不同点： 1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。 3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。 4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 .内燃机的应用 (1)汽油机的应用： 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。 (2)柴油机的应用： 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 8