机械功和机械能

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械功和机械能,风华中学物理组,2009,中考物理复习第十一讲,李峰,安徽考试纲要,1,、知道动能、重力势能（包括了解弹性势能）的物理意义，知道机械能的概念,2,、知道机械功的概念、定义式,W,=FS,和单位,J,；能根据具体情况判断力是否做功；能运用定义式进行简单计算,3,、知道功率的意义、定义式,P=,W,/t,和单位,W,；能结合生产生活实际说明机械（包括用电器等）功率的意义；能运用功率定义式进行简单计算,4,、理解机械效率的普遍意义，并能根据公式,进行一般的计算,5,、能举例说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的,要点考点聚焦,本,章,涉及的考点有：做功的两个必备因素，功的计算公式，功率的概念理解及计算，有用功、总功和机械效率的概念及计算.,能的概念理解，影响动能和势能大小的因素，动能和势能转化的实例分析，动能、势能变化对机械能的影响，能的转化与守恒.,从中考命题看，上述考点常以填空、选择、实验、计算题型出现.本课知识与简单的运动、简单机械、运动和力都有紧密联系，因此在计算题中以考查综合能力试题为主.,由于机械能与日常生活紧密联系，所以出现了考查学生运用知识解决实际问题能力的题型.,一、功,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,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。,（,原因是由于足球具有惯性而飞出,）。,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：,W=FS,。,4,功的单位：,焦耳,，,1J=1Nm,。把一个鸡蛋举高,1m,，做的功大约是,0,5J,。,5,应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时,F,就是这个力；公式中,S,一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。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,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,说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）,功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。,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。,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。,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,应用：斜面,理想斜面：,斜面光滑,；,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,。,如果斜面与物体间的摩擦为,f,，则：,FL=,fL+Gh,；这样,F,做功就大于直接对物体做功,Gh,。,三、功率,1,定义：,单位时间里完成的功,。,2,物理意义：,表示做功快慢的物理量,。,3,公式：,4,单位：主单位,W,；常用单位,kW,换算：,1kW=10,3,W,某小轿车功率,66kW,，它表示：,小轿车,1s,内做功,66000J,。,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。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；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。,效率高只表示机械对总功的利用率高,.,因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是,4210W,但它的效率只有,3040%,；,而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达,80%,但功率只有几瓦,.,机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为,越省力的机械效率就越高,.,四、机械效率,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,=,W,总,斜面：,W,有用,=,Gh,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）,斜面：,W,额,=,fL,3,总功：定义：有用功加额外功等于动力所做的功,公式：,W,总,=W,有用,W,额,=FS= W,有用,斜面：,W,总,=,fL+Gh,=FL,W,有用,W,总,=,Gh,FL,=,Gh,FS,=,Gh,Fh,=,G,F,=,Gh,FS,=,Gh,F2h,=,G,2F,=,Gh,FS,=,Gh,Fnh,=,G,nF,=,斜面,滑轮组,动滑轮,定滑轮,=,Gh/(Gh+fL,),=,Gh,/,（,Gh+G,轮,h,）,100 %,动滑轮，滑轮组,4,机械效率：定义：,有用功跟总功的比值,公式：,100 %,100 %,100 %,100 %,100 %,100 %,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%,。,.,物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的,物理量,.,若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率,越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性,能越好,.,提高机械效率的方法：,A.,当,W,有,一定时,减少,W,额,可提高效率,.,B.,当,W,额,一定时,增加,W,有,可适当提高机械,效率,.,比如,对于同一滑轮组,(,额外功不变,),在允许范围内增加所提物体的重力,.,总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功,的同时尽量减小额外功,.,6,机械效率的测量：,原理：,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、细线外还需,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。,100,%,五、机械能,（一）动能和势能,1,能量：,一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能,。,理解：,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。,2,知识结构：,3,探究决定动能大小的因素：,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,。,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,4,机械能：,动能和势能统称为机械能。,理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；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,1,知识结构：,2,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。,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,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。,4,动能与势能转化问题的分析：,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。,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。,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。,功和机械能小结,一、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，,W=Fs,，单位,二、功的原理：理想机械,三、机械效率：公式，测量方法,=,（,Gh,/Fs),，如何提高,四、功率：,P=W/t=Fv,，与机械效率的区别,五、机械能：概念，动能（,m v,），重力势能（,m h,），弹性势能（弹性形变）,六、机械能的转化：只有动能和势能的转化是，机械能守恒。,祝同学们学习进步,同学们再见,