2022年2022年功和机械能复习知识点,推荐文档 .pdf

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1、1 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:(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)有力无距离 : “劳而无功”之一,如搬石头未搬动;(2)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。(3)有距离无力 : ( “不劳无功” ) ,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 :J(焦耳) F:N(牛顿) S :m (米)P: W (瓦特) t:s(秒)4、国际单位:将N m称为焦耳简称焦,符号(J) 1J

2、=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” (1 牛米 = 1焦) 。6、常见的功:克服重力做功:W=Gh克服阻力(摩擦力)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,

3、给人类工作带来很多方便。对于理想机械 (忽略摩擦和机械本身的重力) :人做的功(FS)= 直接用手对重物所做的功(Gh )3、应用:斜面理想斜面:斜面光滑(不计摩擦)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(考虑摩擦)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 (提升重物) =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(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑

4、轮组)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。(1)公式:(2)有用功总小于总功,所以 机械效率总小于1 ,通常用百分数表示。例如:某滑轮机械效率为60% 表示有用功占总功的60% 。(3)提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测 原 理:W有 用W总= W有 用W总= GhFS = 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 4 页 - - - - - - - -

5、 - 2 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

6、(1)斜面W有用=G h W额外=f S W总=FS=G hfS (2)杠杆W有用=G物h W额外W总=FS (3)定滑轮竖直方向提升重物(a)W有用=Gh W额外:摩擦及绳重W总=FS=Fh (4)定滑轮水平方向拉动物体(b)W有用=f S物W额外:滑轮转动摩擦W总=FSF=FS物(5)动滑轮( a)及竖直方向滑轮组W有用=G物h W额外W总=FS=Fnh=(G物G动) h (n 为连接动滑轮绳子段数)不计绳重和摩擦时名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 4

7、页 - - - - - - - - - 3 (6)动滑轮( b)及水平方向滑轮组 W有用=fS物 W额外:绳重及滑轮转动摩擦 W总=FSF=FnS物(n 为连接动滑轮绳子段数)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 , 马力换算: 1kW=103W 1MW=106 W 1 马力 =735W 3、物理意义:表示做功快慢 的物理量(与机械效率无关)。某小轿车功率66kW ,它

8、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。(1) 功率 表示 做功的快慢 ,即 单位时间内完成的功;(2) 机械效率 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。1、机械能 :动能和势能统称为机械能。(1)理解有动能的物体具有机械能;有势能的物体具有机械

9、能;同时具有动能和势能的物体具有机械能。机械能势能重力势能定义: 物体由于被举高而具有的能量决定其大小的因素:物体 质量 越大、举得越高(高度),重力势能就越大弹性势能定义: 发生弹性形变的物体具有的能量决定其大小的因素:物体 弹性形变 越大、弹性势能就越大动能定义: 物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素:物体 速度 越大、 质量 越大,动能就越大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 4 页 - - - - - - - - - 4 (2)探究决定动能大小的因

10、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(1)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

11、;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;(2)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(或弹性势能)大小的因素看动能和重力势能(或弹性势能)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(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失) , 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(速度)最大,势能最小;远地点势能最

12、大,动能(速度)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

13、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。动能转化转化势能弹性势能重力势能机 械 能 的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 4 页 - - - - - - - - -

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