功和机械能复习提纲及练习题文档格式.doc
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把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
5、公式应用注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,与力对应。
③功的单位“焦”(牛·
米=焦),不要跟力和力臂的乘积(牛·
米,不能写成“焦”)单位搞混。
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:
①功的原理对于任何机械都适用。
②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。
③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。
④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
①理想斜面:
斜面光滑(不计摩擦)②理想斜面遵从功的原理
③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:
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
1、有用功:
对人们有用的功。
公式:
W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
2、额外功:
并非我们需要但又不得不做的功
W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
3、总功:
有用功加额外功或动力所做的功
W总=W有用+W额=FS=W有用/η
η
W有用
W总
=
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。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
Gh
FS
(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、机械效率的测量
①原理:
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
③器材:
除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需刻度尺、弹簧测力计。
④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。
⑤结论—影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
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
(1)斜面①W有用=G·
h
②W额外=f·
S
③W总=F·
S=G·
h+fS
(2)杠杆①W有用=G物·
h
②W额外
(3)定滑轮(a)
①W有用=Gh
②W额外:
摩擦及绳重
S=F·
h
(4)定滑轮(b)
①W有用=f·
S物
滑轮转动摩擦
SF=F·
(5)动滑轮(a)及竖直方向滑轮组
①W有用=G物·
h
②W额外
nh=(G物+G动)·
h(n为连接动滑轮绳子段数)
不计绳重和摩擦时
(6)动滑轮(b)及水
平方向滑轮组
①W有用=fS物
绳重及滑轮转动摩擦
nS物(n为连接动滑轮绳子段数)
注:
a、所有机械自身摩擦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=103W1MW=106W1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,它表示:
小轿车1s内做功66000J
4、机械中的功率
5、机械效率和功率的区别
功率和机械效率是两个不同的概念。
(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
①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。
②一个物体“能够做功”,并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”。
例如:
山上静止的石头具有能量,但它没有做功,也不一定要做功。
机
械
能
势能
重力
定义:
物体由于被举高而具有的能量
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
发生弹性形变的物体具有的能量
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
动能
物体由于运动而具有的能量
物体速度越大、质量越大,动能就越大
1、机械能:
动能和势能统称为机械能。
(1)理解①有动能的物体具有机械能;
②有势能的物体具有机械能;
③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
(2)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。
转化
弹性势能
重力势能
2、动能和势能的转化
(1)动能和重力势能间的转化规律:
①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;
②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:
①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;
②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
⑴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
⑵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。
a、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。
b、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。
C、题中如果有“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
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
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。
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。
大坝为什么要设计成上窄下宽?
由水压p=ρgh,随水深的增加而加大。
巩固练习
一、填空
1、物理学中,我们说做功的两个必要因素是:
⑴________________
(2)。
2、下列情况中,人对物体是否做功?
并说明理由。
(1)某同学踢足球,球离脚后飞出10m远;
(2)将重物从地面上提起放到肩上_____________________________;
(3)将重物提在手中沿水平方向移动50米的距离___________________;
(4)扛着重物登上三楼__________________________________________;
(5)举重运动员举起杠铃后,站着坚持3秒钟不动________________;
(6)推出去的铅球在空中向前飞行时______________________________。
3、功率是表示做功_________的物理量;
某机器的功率是800瓦,其物理意义是________________________________,这样的一台机器每小时可完成_________的功。
4、功的原理告诉我们:
使用任何机械都不能省____________。
5、重50N的的物体在水平支持面上做匀速直线运动,所受的阻力是20牛,则它受到的水平拉力是______N,
若物体在水平方向上移动30m,则拉力对物体做了_________J的功,克服阻力做了_________J的功,重力对物体做了__________J的功。
6、甲、乙两人的体重之比是8:
9,他们进行爬楼比赛,从一楼爬上三楼所用的时间之比是4:
5,则两人克服自身重力所做的功之比是__________;
两人的功率之比是_
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