初中物理功和机械能讲义

1、考点及命题趋势1、本章是初中力学板快中重要部分，历年中考重点分布在：理解动能、势能、机械能的概念及 能量大小的决定因素，能解释一些能量转化现象，理解功的概念，会利用公式计算，理解功率的概 念，会利用公式计算，理解机械效率的概念，结合简单机械进行有关机械效率的概念。2、概括起来讲主要考查两大类：（一）功、功率、机械效率综合应用（二）动能和势能的相互转化。3、考试题型以填空题、选择题和实验题（常考斜面机械效率）居多，计算题等。4、本章对机械效率的考查每年必考，20042008年都有所设计。预计2009年中考仍对以上考点进 行考查。知识点概要15.1 功一、功1 .力学里所说的功包括两个 必要因素：

2、一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上包过的距离。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。（原因是足球靠惯性飞出）。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=FS4 .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”（牛米二焦），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

3、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：理想斜而遵从功的原理：理想斜面公式：FL

4、=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 Gh15.2 机械效率1 .有用功：定义：对人们有用的功。公式：Wo = Gh （提升重物）=W、一W =nW 斜面：W用=Gh2 .额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W=W W用=GM （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W=fL3 .总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=Wr用+ M=FS= Wr用斜面：W总=fL+Gh=FL4 .机械效率：定义:有用功跟总功的比值。邛公式：Gh 斜面：FLGh Gh G 定

5、滑轮：-二二 Gh Gk GTJ 二= 动滑轮：'二匚"二丁Gh Qk G 歹=滑轮组：'二二一有用功总小于总功、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%!示 有用功占总功的60%提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5 .机械效率的测量：叱kF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So 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹共测力计。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

6、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。15.3 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 mWfl力。换算：1kW=10W 1mW=10W 1 马力=735W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。15.4机械能（书：15.4动能和势能1

7、5.5机械能及其转化）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：定义；物体由于运墩而具有的能量L决定其大小的因素,恻体速度越大、质量越大, 动能就越大重力势能 婴能；弹性用能p 定义；一体由于被举函而再有的微量口决定其大小的因素:定义I发生一变的物体具有的粕聿.物体弹性形变越大、弹性 势能就越大3 .探究决定动能大小的因素：猜想：动能大小与物体质量和

8、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。物体质量m/kg速度 v/ (m s-1)动能E/J牛约600约0. 5约75中学生约50约6约900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，

9、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。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、动能和势能的转化转存弹性势能动能不丹势能41 .知识结构：转化重力势能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

10、，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）大小的因素一看动能和重力势能（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一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。三、水能和风能的利用1 .知识结构:机械能的天然资源拦河筑坝-

11、 永能渴水潮汐J日能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。练习：水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽?答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就 能转化为更多的电能。库章经典例题例1、下列现象中，力没有对物体做功的是（）A、用力将铅球掷出B 、将书包背上楼C、骑自行车匀速前进D 、人提着水桶在水平地面上行走考点：对做功两个必要因素的判定及计算1、两个必要因素缺一不可。例2、下列说法正确的是（）、总功一定，额外功越大，机械效率越

12、高D 、有用功与总功的比值越大，机械效率越高、机械效率的大小与功率大小无关、机械效率总小于1殳% 这个整体决定。这个式子很重要，也是解A、有用功越大，机械效率越高BC、有用功一定，额外功越小，机械效率越高E、功率大的机械，其机械效率越大FG机械效率低的机械，做功就少H拓展：考点：对机械效率和功率的理解1、机械效率由有用功与总功的比值决定，即由决某些计算题的方法和思路。2、功率和机械效率是两个概念，二者没有任何关系。例3、（一）如图一所示滑轮组、将 480N的物体以0.8m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为 200N （不计摩擦和纯重）求：（1）滑轮组的机械效率（2）拉力F的功率（3）若用该

13、滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做多少功？（二）如图二所示，物体 A以2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N,水平拉力F=N物体A受到的摩擦力f=N,2s内拉力F所做白功 W=J拉力F的 功率P=W （滑轮、测力计、纯重不计，绳子与滑轮间摩擦力不计 ）拓展: 考点：功、功率、机械效率与简单机械的综合应用1、对物体进行正确的受力分析，选择相应的公式。例4、（一）下列物体中：A.挂在屋顶上的电灯；B.被拉开的弹簧门；C.空中飞行的小鸟；D.在冰 场上滑行的运 动员；E.从斜坡上滚下的石头；F.在平直公路上行驶的汽 车；只具有动能的 是、只具有势能的是、既具

14、有动能，又具有势能的（二）下列说法正确的是（）A、质量大的物体一定比质量小的物体所具有的重力势能大。B、速度大的物体一定比速度小的物体所具有的动能大。C、一个物体没有做功，它也可能具有重力势能。D 一个物体具有能量，则它一定具有动能或势能。例5、（一）（ 07维坊）如图三所示，小明乘电梯匀速上升的过程中（A、动能转化为势能，机械能不变 。 B 、动能转化为势能，机械能增大。G动能不变，势能增大，机械能增大。 D、动能不变，势能不变，机械能不变（二）有一辆洒水车自东向西匀速洒水，则在此过程中（）A、动能不变势能不变，机械能不变。B、动能不变，势能减小，机械能减小。C、动能减小，势能减小，机械能减

15、小。 D、动能减小，势能减小，机械能减小。例6、如图四所示，同一物体分别从三个不同斜面PA PB PC的顶端由静止滑下，已知物体在三个斜面上下滑动的摩擦力均为f （f>0）。当物体从斜面顶端P分别滑到底端A B C处时，速度分别为VI、V2、V3,则（）A、V1>V2>V3B 、V1<V2<V3C 、V1=V2=V3 D、V1>V3>V2练习：1.图9-1中，重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N,为使物体匀速移动，必须在纯端加以 60N 的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 若物体移动速度为0. 2m/s,则1min内拉力做的功2.用如图9-2所示的滑轮组提升重物，已知物重为120N,加在绳子端的拉力F=50N若被提升物体匀速上升速度v=0. 1m/s,则拉力F做功的功率P=