机械功和机械能知识要点与总结

功和机械能知识要点与总结功和机械能知识要点与总结 一、功一、功 1 1．．力学里所说的功包括两个必要因素一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2 2．．不做功的三种情况有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 巩固某同学踢足球，球离脚后飞出10m 远，足球飞出 10m 的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。 3 3．．力学里规定功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式WFS。 4 4．．功的单位焦耳，1J1Nm。把一个鸡蛋举高 1m，做的功大约是 0．5J。 5 5．．应用功的公式注意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，强调对应。③功的单位“焦”（牛米焦），不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。 二、功的原理二、功的原理 1 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；即使用任何机械都不省功。 2 2．．说明（请注意理想情况功的原理可以如何表述） ①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 ②功的原理告诉我们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我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械使用机械时，人们所做的功（ FS）直 接用手对重物所做的功（Gh）。 3 3．．应用斜面 ①理想斜面斜面光滑； ②理想斜面遵从功的原理； ③理想斜面公式FLGh，其中F沿斜面方向的推力；L斜面长；G物重；h斜面高度。 如果斜面与物体间的摩擦为f，则FLfLGh；这样 F 做功就大于直接对物体做功Gh。 三、机械效率三、机械效率 1 1．．有用功定义对人们有用的功。 公式W 有用＝Gh（提升重物）W总－W额ηW总 斜面W 有用Gh 2 2．．额外功定义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、滑轮组） 3 3．．总功 4 4．．机械效率①定义有用功跟总功的比值。 ②公式 斜 面滑轮组 ③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。 ④提高机械效率的方法减小机械自重、减小机件间的摩擦。 5 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、细线外还需刻度尺、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。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 四、功率四、功率 1 1．．定义单位时间里完成的功。2 2．．物理意义表示做功快慢的物理量。3 3．．公式 4 4．．单位主单位 W； 五、机械能五、机械能 （一）动能和势能（一）动能和势能 1 1．．能量一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 理解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”。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。 2 2．．知识结构 3 3．．探究决定动能大小的因素 ①猜想动能大小与物体质量和速度有关。 实验研究研究对象小钢球方法控制变量。 如何判断动能大小看小钢球能推动木块做功的多少。 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高度滚下。 ③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； ④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。 物体 牛 中学 生 练习练习上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据分析数据，可以看出对物体动能大 小影响较大的是速度。你判断的依据人的质量约为牛的 1/12，而速度约为牛的 12 倍，此时动能为牛的12 倍，说明 速度对动能影响大。 质量 m/kg速度 v/ （m． s ） 动能E/J 约 600 约 50 约 0．5 约 6 约 75 约 900 -1 4 4．．机械能动能和势能统称为机械能。 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。 （二）动能和势能的转化二）动能和势能的转化 1 1．．知识结构 2 2．．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。 3 3．．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。 4 4．．动能与势能转化问题的分析 ⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（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。 ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──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。 ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能 量损失──机械能不守恒。 （三）水能和风能的利用（三）水能和风能的利用 1 1．．知识结构2 2．．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。