《機(jī)械功和機(jī)械能》知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié).doc
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《機(jī)械功和機(jī)械能》知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié).doc
《功和機(jī)械能》知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié)
一、功
1.力學(xué)里所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。
2.不做功的三種情況:有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。
鞏固:☆某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過(guò)程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1Nm。把一個(gè)雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
5.應(yīng)用功的公式注意:①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功,計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力;②公式中S一定是在力的方向上通過(guò)的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”(牛米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛米,不能寫(xiě)成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說(shuō)明:(請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述?)
?、俟Φ脑硎且粋€(gè)普遍的結(jié)論,對(duì)于任何機(jī)械都適用。
?、诠Φ脑砀嬖V我們:使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。
?、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來(lái)很多方便。
?、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功(FS)=直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)。
3.應(yīng)用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
?、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑恚?
?、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長(zhǎng);G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1.有用功:定義:對(duì)人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)
3.總功
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:
斜 面: 滑輪組:
?、塾杏霉傂∮诳偣Γ詸C(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測(cè)量:
?、僭恚?
②應(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S。
?、燮鞑模撼^碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
?、懿襟E:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。 B、提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。 繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1.定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功。 2.物理意義:表示做功快慢的物理量。 3.公式:
4.單位:主單位W;
五、機(jī)械能
(一)動(dòng)能和勢(shì)能
1.能量:一個(gè)物體能夠做功,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來(lái)衡量。
?、谝粋€(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒(méi)有做功。也不一定要做功。
2.知識(shí)結(jié)構(gòu):
3.探究決定動(dòng)能大小的因素:
?、俨孪耄簞?dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)研究:研究對(duì)象:小鋼球方法:控制變量。
如何判斷動(dòng)能大?。嚎葱′撉蚰芡苿?dòng)木塊做功的多少。
如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。
如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。
③分析歸納:保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí);速度越大動(dòng)能越大。
保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí);質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
?、艿贸鼋Y(jié)論:物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動(dòng)能越大,質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。
物體
質(zhì)量m/kg
速度v/(m.s-1)
動(dòng)能E/J
牛
約600
約0.5
約75
中學(xué)生
約50
約6
約900
練習(xí):☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù):分析數(shù)據(jù),可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù):人的質(zhì)量約為牛的1/12,而速度約為牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能為牛的12倍,說(shuō)明速度對(duì)動(dòng)能影響大。
4.機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解:①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能;②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能;③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。
?。ǘ﹦?dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):
2.動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
?、儋|(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
?、谫|(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3.動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
?、偃绻粋€(gè)物體的動(dòng)能減小,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大,則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
?、谌绻粋€(gè)物體的動(dòng)能增大,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小,則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
4.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析:
?、攀紫确治鰶Q定動(dòng)能大小的因素,決定重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)大小的因素──看動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)如何變化。
?、七€要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功(即:沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失),則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒(méi)有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
?。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī),利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。