初三物理-功、功率、机械能.doc

总复习六 功和机械能1、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（物体受力没有移动）、有距离无力（物体凭惯性运动）、力和距离的方向垂直（物体沿力方向没有通过距离）。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行）。（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0.5 J 。（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。2、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： P=Fv根据功率的导出式：PFv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。（4）单位：国际基本单位 W 常用单位 kW 、mW 3机械效率：（4）机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。 公式： = W有用/W总说明:滑轮组的有用功一定是要做的事情的目的.一般指要提升的物体的重力乘以其提升的高度.提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机械部件间的摩擦。通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。滑轮组机械效率的测量：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：必须竖直向上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：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。重物提升高度和速度不影响滑轮机械效率。4、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）机械能分类：（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：使钢球从不同的高度滚下；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。某工人用200N的水平推力在0.5min的时间内将重的物体沿水平路面向前移动了15m, 重力对物体做功_J,人的推力对物体做功_J,人的推力对物体做功的功率_W。物体在滑轮组拉力的作用下在1s内沿水平地面匀速前进了0.2m,弹簧测力计的示数如图不计轮重和摩擦，则A绳子自由端的拉力F=2.2NB物体A受到的摩擦力f=6.6NC绳子自由端移动速度v=0.1m/sD滑轮组对物体A做功的功率P=0.88W如图滑轮组，将重为600N的物体匀速上拉2m,所用拉力F=500N,求滑轮组的机械效率。工人站在地上匀速提升重物，（不计绳重和摩擦）（1） 物重GA=1800N时，滑轮组的机械效率为80%，求拉力F的大小；（2） 物重GB=2400N时，使物体匀速上升3m，求工人对滑轮组做的功。工人对滑轮组做功： W=FS=（GB+G轮）h=(2400N+450N)3m=8550J。（10西城一模39）物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中，用三个滑轮（每个滑轮受到的重力均为0.6N）和四个相同的浮筒B设计了如图26所示装置。当浮筒B和表示沉船的物体A浸没在水中匀速上升时，测得绳子自由端的拉力为F1，滑轮组的机械效率h180%。浮筒B和物体A完全出水后，绳子自由端的拉力为F2。已知F13/8F2，四个相同的浮筒排出水后的总重是动滑轮重的4/3倍，浮筒B排出水后产生的浮力是其自重的5倍。不计绳重、轴摩擦和水的阻力。求：浮筒B和物体A完全出水后，滑轮组匀速提升重物A的机械效率h2；物体A的密度rA。1、电功W和电功率P（1）电功和电功率所描述的物理概念不同：电功是描述电流做功多少的物理量，而电功率是描述电流做功快慢的物理量。电功率不仅跟电流做功的多少有关，还跟做功的时间有关。（2）电功和电功率的计算公式不同：电功的基本计算公式是，由此可以看出，电流做功多少跟电压、电流强度和通电时间三个因素有关，是由它们三者的乘积来决定大小的。电功率的基本公式是，它表明电功率跟电压、电流两个因素有关，其大小由它们的乘积决定。（3）电功和电功率的单位不同：电功的单位是J和kWh，而电功率的单位是W和kW。（4）电功和电功率的测量方法不同：电功用电能表来直接测量的，而电功率有两种测量方法，第一种方法是用伏安法间接进行测量，即测出用电器两端的电压及通过的电流，然后根据求出电功率。第二种方法是用电能表和秒表间接测量，即测出某一段时间用电器所做的功，然后根据P=W/t可得用电器电功率。（5）电功和电功率的联系密切，利用公式P=W/t可得出W=Pt。2、额定功率和实际功率一个用电器的电功率是随着它两端电压的改变而改变的，一个用电器不是随便接入任何一个电路都能正常工作。设计用电器时，需要确定它在正常工作时的条件（如电压、电流、电功率）。通常在用电器的铭牌上标出。正常工作时的电压叫额定电压，在额定电压下的电功率叫额定功率。一个用电器一旦生产出来，其额定电压和额定功率是确定的。实际功率是用电器在实际工作时的电功率，是不确定的，如果用电器两端的实际电压等于它的额定电压，那么实际功率就等于额定功率，这是用电器正常工作；如果用电器两端的实际电压小于它的额定电压，那么实际功率就小于它的额定功率，这时用电器不能正常工作；如果用电器两端的电压大于额定电压，那么实际功率就大于额定功率，用电器不仅不能正常工作，严重时还会烧坏用电器。为此，在使用用电器时，应保证用电器两端的电压等于它的额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用。以小灯泡为例，电压、电流、电功率有下表中的关系电压关系 电流关系 电功率关系 灯发光情况 U实U额 I实I额 P实P额 比正常发光亮，有可能烧毁U实U额 I实I额 P实P额 正常发光 U实U额 I实I额 P实P额 比正常发光暗 3、理解焦耳定律焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的，它定量地描述了电能向内能转化的规律。用公式表示，它适用于任何电路。在纯电阻电路中适用欧姆定律，当电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律U=IR导出。初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路，如电灯、电炉、电烙铁等电路。4、电学公式表名称 公式 单位 电流、电压、电阻 I I：A，U：V，R： 电功率PUII2R，P P：W，其他：kW1kW103W 电功 WUItI2Rtt， WPt W：J其他：kWh1kWh3.6106J 焦耳定律（电流生热） QI2Rt=UItt Q：J 5、比例关系串联 并联 二、典型例题1、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中，它的实际功率为多大？ 2、现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220V、40W”，“110V、40W”，“36V、40W”的字样，它们均在额定电压下工作，比较它们的亮度，哪一盏灯最亮。3、有两个定值电阻和，将它们并联到电源上，它们消耗的电功率分别为和，如果把它们串联起来再接到同一电源上，它们消耗的总功率应为多大？ 4、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6V的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？ 5、在如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻不变，电阻，灯L标有“6V、12W”的字样，电流表量程为03A，电压表量程为015V，滑动变阻器上标有“2.5A”的字样。 （1）只闭合，电流表的示数为0.6A，求电源电压；（2）当闭合和，并将滑片P移到b端时，电流表的示数为1.2A，求滑动变阻器的最大阻值；（3）只闭合时，求电路总功率的最大值。7、如图所示，家庭用电是通过设立在附近的“变电站”提供的。为了保证居民用户所有用电器都能在220V的电压下正常工作，变电站的输出电压一般都高于220V。（1）居民楼用电器的总功率为44kW，当这些用电器全部正常使用时，通往居民楼的输电线路中的电流是多少？（2）若输电线的总电阻为，“变电站”输出的电压是多少？（3）居民楼由于家电增加，向供电部门申请“增容”，即增加功率。当用电器的总功率由44kW增加到88kW，用电器两端电压仍保持在220V时，输电线路的功率损失比“增容”前增加了多少？（4）若想在不减小功率的前提下减小输电线路的损失，应采取什么措施？分析：（1）家用电器的额定电压均为220V，若居民楼用电器的总功率为44kW，当这些用电器全部正常使用时，通往居民楼的输电线路中的电流应该由可求得。（2）知道输电线路中的电流与输电线的总电阻，由欧姆定律求输电线路消耗的电压，“送电站”和输出电压应该是居民楼所有用电器正常工作时的电压加输电线路上消耗的电压。（3）居民楼由于家用电器增加导致电路总功率的增加，从而增加了输电线路中的电流。即增加了输电线路的功率损失，增加的损失功率减去原来的损失功率，就是多出来的损失功率。（4）在不想减小功率的前提下减小输电线路的损失，由可知，输电线损失的功率与电流的平方成正比，与电阻成正比。减小输电电流，虽然可以减小线路损耗，但用户的用电功率也会随之减小，是不可取的方法，只能减小。与导线长度，材料及横截面积有关，导线长度由变电站到居民楼的距离决定，不能减小。能够改变的只有导线