2024年功和机械能复习知识点

第拾五章《功和机械能》复习提纲一、功1、做功的两個必要原因：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通過的距离。2、不做功的三种状况：（1）有力無距离：“劳而無功”之一，如搬石頭未搬動；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而無功”之二，如手提水桶在水平面上走動。（3）有距离無力：（“不劳無功”），如物体在光滑平面上自由滑動，足球踢一脚後运動；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通過距离的乘积。公式W=FS=Pt各量單位—W：J（焦耳）F：N（牛顿）S：m（米）P：W（瓦特）t：s（秒）4、国际單位：将N·m称為焦耳简称焦，符号(J)1J=1N·m把一种鸡蛋举高1m，做的功大概是0.5J。5、公式应用注意：①分清哪個力對物体做功，计算時F就是這個力；②公式中的S一定是在力的方向上通過的距离，且与力對应。③功的單位“焦”（1牛·米=1焦）。6、常見的功：克服重力做功：W=Gh克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何机械都不省功1、内容：使用机械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功。2、阐明：①功的原理對于任何机械都合用。②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。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是由于使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以变化力的方向，給人类工作带来诸多以便。④對于理想机械（忽视摩擦和机械自身的重力）：人做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）3、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦）②理想斜面遵從功的原理③理想斜面公式：FL=Gh其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦為f，则：FL=fL+Gh；這样F做功FL就不小于直接對物体做功Gh。三、机械效率１、有用功：對人們有用的功。公式：W有用＝Gh（提高重物）=W總－W额=ηW總2、额外功：并非我們需要但又不得不做的功公式：W额=W總－W有用=G動h（忽视轮轴摩擦的動滑轮、滑轮组）3、總功：有用功加额外功或動力所做的功公式：W總=W有用＋W额=FS=W有用／ηηη=（1）公式：（2）有用功總不不小于總功，因此机械效率總不不小于1，一般用百分数表达。例如：某滑轮机械效率為60%表达有用功占總功的60%。η=η==5、机械效率的测①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提高的高度h、拉力F、绳的自由端移動的距离S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、還需刻度尺、弹簧测力计。④环节：必须匀速拉動弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。⑤結论—影响滑轮组机械效率高下的重要原因有：A、動滑轮重力大小和個数多少：提高同一物体用的動滑轮越重，個数越多则额外功相對就多而有用功不变，机械效率就越低。B、物体的重力大小：用同一滑能组所提高得重物越重，做的有用功相對就多而额外功不变，机械效率就越高。C、摩擦：若多种摩擦越大做的额外功就多，机械效率相對就低。D、绕线措施和重物提高高度不影响滑轮机械效率。四、简朴机械的机械效率（1）斜面①W有用=G·h②W额外=f·S③W總=F·S=G·h＋fS（2）杠杆①W有用=G物·h②W额外③W總=F·S（3）定滑轮竖直方向提高重物（a）①W有用=Gh②W额外：摩擦及绳重③W總=F·S=F·h（4）定滑轮水平方向拉動物体（b）①W有用=f·S物②W额外：滑轮转動摩擦③W總=F·SF=F·S物（5）動滑轮（a）及竖直方向滑轮组①W有用=G物·h②W额外不计绳重和摩擦時③W總=F·S=F·nh=（G物＋G動）·h（n為连接動滑轮绳子段数）不计绳重和摩擦時（6）動滑轮（b）及水平方向滑轮组①W有用=fS物②W额外：绳重及滑轮转動摩擦③W總=F·SF=F·nS物（n為连接動滑轮绳子段数）注：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的构成部分，故對机械進行润滑一般都可以提高机械效率．b、所有的有用功均等于不使用机械時所做的功c、對于所有机械均有五、功率：單位時间内做的功—P(單位：W)1、公式：2、單位：瓦特，简称瓦，符号W，常用單位kW，MW，馬力换算：1kW=103W1MW=106W1馬力=735W3、物理意义：表达做功快慢的物理量（与机械效率無关）。某小轿車功率66kW，它表达：小轿車１s内做功66000J4、机械中的功率5、功率和机械效率是两個不一样的概念。他們之间没有可比性。（1）功率表达做功的快慢，即單位時间内完毕的功；（2）机械效率表达机械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。六、机械能能量：一种物体可以做功，我們就說這個物体具有能①能量表达物体做功本领大小的物理量；能量可以用可以做功的多少来衡量。②一种物体“可以做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已經做功”。如：山上静止的石頭具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。机机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量决定其大小的原因：物体质量越大、举得越高（高度），重力势能就越大弹性势能定义：发生弹性形变的物体具有的能量决定其大小的原因：物体弹性形变越大、弹性势能就越大動能定义：物体由于运動而具有的能量决定其大小的原因：物体速度越大、质量越大，動能就越大1、机械能：動能和势能统称為机械能。（1）理解①有動能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同步具有動能和势能的物体具有机械能。（2）探究决定動能大小的原因a、猜测：動能大小与物体质量和速度有关；b、试验研究—研究對象：小钢球措施：控制变量法c、怎样判断動能大小？看小钢球能推進木快做功的多少；怎样控制速度不变？使钢球從同一高度滚下，则抵达斜面底端時速度大小相似；怎样变化钢球速度？使钢球從不一样同高度滚下；d、分析归纳：保持钢球质量不变時結论：运動物体质量相似時；速度越大動能越大；保持钢球速度不变時結论：运動物体速度相似時；质量越大動能越大；得出結论：物体動能与质量和速度有关；速度越大動能越大，质量越大動能也越大。動能转化转化動能转化转化势能弹性势能重力势能（1）動能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，假如加速下降，则動能增大，重力势能減小，重力势能转化為動能；②质量一定的物体，假如減速上升，则動能減小，重力势能增大，動能转化為重力势能；（2）動能与弹性势能间的转化规律：①假如一种物体的動能減小，而另一种物体的弹性势能增大，则動能转化為弹性势能；②假如一种物体的動能增大，而另一种物体的弹性势能減小，则弹性势能转化為動能。3、動能与势能转化問題的分析①首先分析决定動能大小、重力势能（或弹性势能）大小的原因——看動能和重力势能（或弹性势能）怎样变化——质量，速度，高度，弹性形变②机械能守恒：假如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），则動能势能转化過程中机械能不变。③人造地球卫星的运動，近地點動能（速度）最大，势能最小；遠地點势能最大，動能（速度）最小，近地點向遠地點运動時，動能转化為势能，遠地點向近地點运動，势能转化為動能，整個過程机械能守恒。④滚摆上升下落過程中，假如不计空气阻力，机械能守恒。上升動能转化為重力势能，下降重力势能转化為動能，最低點速度最大，動能最大，最高點重力势能最大，動能最小，下降過程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度減小，机械能转化為内能。⑤題目中假如有“在光滑斜面上滑動”，“光滑”表达不计摩擦，没有能量损失，此時机械能守恒。4、水能和風能的运用机械能的天然资源机械能的天然资源風能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发電5、水電站的工作原理：运用高处的水落下時把重力势能转化為動能，水的一部分動能转移到水轮机，运用水轮机带動发電机把