《機(jī)械功和機(jī)械能》知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié)

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 1N m 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 分清哪個(gè)力對(duì)物體做功 計(jì)算時(shí) F 就是這個(gè)力 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) 功的單位 焦 牛 米 焦 不要和力和力臂的乘積 牛 米 不能寫成 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 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論 對(duì)于任何機(jī)械都適用 功的原理告訴我們 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 使用機(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 我們做題遇到的多是理想機(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 理想斜面 斜面光滑 理想斜面遵從功的原理 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 W 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 定義 有用功跟總功的比值 公式 斜 面 滑輪組 有用功總小于總功 所以機(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 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 原理 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 器材 除鉤碼 鐵架臺(tái) 滑輪 細(xì)線外還需刻度尺 彈簧測(cè)力計(jì) 步驟 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 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 單位時(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 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 一個(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 猜想 動(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)能大小 看小鋼球能推動(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 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 得出結(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 有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能 有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能 同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能 二 動(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 質(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 質(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 如果一個(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 如果一個(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 首先分析決定動(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 還要注意動(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 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 三 水能和風(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