初中物理-功和機(jī)械能講義

1、機(jī)會(huì)總是青睞有準(zhǔn)備的人!考點(diǎn)及命題趨勢(shì)1、本章是初中力學(xué)板快中重要部分，歷年中考重點(diǎn)分布在：理解動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念及 能量大小的決定因素，能解釋一些能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，理解功的概念，會(huì)利用公式計(jì)算，理解功率的概 念，會(huì)利用公式計(jì)算，理解機(jī)械效率的概念，結(jié)合簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行有關(guān)機(jī)械效率的概念。2、概括起來(lái)講主要考查兩大類：（一）功、功率、機(jī)械效率綜合應(yīng)用（二）動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。3、考試題型以填空題、選擇題和實(shí)驗(yàn)題（?？夹泵鏅C(jī)械效率）居多，計(jì)算題等。4、本章對(duì)機(jī)械效率的考查每年必考，20042008年都有所設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)2009年中考仍對(duì)以上考點(diǎn)進(jìn) 行考查。知識(shí)點(diǎn)概要15.1 功一、功1 .力學(xué)里所說(shuō)

2、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括過(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=fs4 .功的單位：焦耳,1j=1n-m 把一個(gè)雞蛋舉高1日 做的功大約是0. 5j05 .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”（牛米二焦），不要和力和力臂的乘積（牛米, 不能寫成“焦”）單位搞混。二

3、、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）二直接用手對(duì)重物所做的功（gh）。3 .應(yīng)用：斜面理想斜面：斜面光滑；理想斜而

4、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。第1頁(yè)共8頁(yè)精品文檔5歡迎下載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15.2機(jī)械效率1 .有用功：定義：對(duì)人們有用的功。公式：wo = gh （提升重物）=w、一w 二岫斜面：wi=gh2 .額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。公式：w=w w用=gm （忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）斜面：w=fl3 .總功：定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功公式：w總=wr 用+ wfc=fs= wr用斜面：w總=fl+gh=fl4 .機(jī)械效率:定義：有用功

5、跟總功的比值。公式：一斜面:gh7/ =一 pl定滑輪:動(dòng)滑輪:滑輪組:gh gh g - 產(chǎn)s fh foh _ gh _ g忘一而一彳_ gh _ gh一法一嬴有用功總小于總功，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： 、60%g 示應(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、

6、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。15.3功率1 .定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功。2 .物理意義：表示做功快慢的物理量。fv4 .單位：主單位 w 常用單位kw mwfl力。換算：1kw=10w 1mw=10w 1 馬力=735w某小轎車功率 66kw 它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000j。5 .機(jī)械效率和功率的區(qū)別：功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表 示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。15.4機(jī)械能（書：1

7、5.4動(dòng)能和勢(shì)能15.5機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化）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 靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。動(dòng)能2 .知識(shí)結(jié)構(gòu)：定義：幀體由千物體而具有的能量、上口上,砥中.物體速度越大,質(zhì)量越大,決定其大小的因素:匕/玨功能就越大重力勢(shì)能_定義！物體由于被體高于具有的能量-巴一京，|的中寺物體質(zhì)量越大、舉得越高，決定其大小的因素；介“* 4+,勢(shì)能就越大彈性勢(shì)能定義:發(fā)生影變的物體具有的能量.f甘上 |

8、山中生物體彈性形變?cè)酱?、彈性決定其大小的因素：狗.田如勢(shì)能就越大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?。嚎葱′撉蚰芡苿?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

9、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)化轉(zhuǎn)北彈性勢(shì)能動(dòng)能不肅勢(shì)能11 .知識(shí)結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能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

10、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：決首先分析決定動(dòng)能大小的因素，決定重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）大小的因素一看動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）如何變化。意還要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大一如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），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

11、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)：機(jī)械能的 天然資源（攔河筑壩 水能1海水潮汐j i直接做功只能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。練習(xí)：水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬？答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過(guò)發(fā)電機(jī)就 能轉(zhuǎn)化為更多的電能。本章經(jīng)典例題例1、下列現(xiàn)象中，力沒有對(duì)物體做功的是（）a、用力將鉛球擲出 b 、將書包背上樓c、騎自行車勻速前進(jìn) d

12、 、人提著水桶在水平地面上行走考點(diǎn)：對(duì)做功兩個(gè)必要因素的判定及計(jì)算1、兩個(gè)必要因素缺一不可。例2、下列說(shuō)法正確的是（）a、有用功越大，機(jī)械效率越高bc、有用功一定，額外功越小，機(jī)械效率越高e、功率大的機(jī)械，其機(jī)械效率越大fg機(jī)械效率低的機(jī)械，做功就少h、總功一定，額外功越大，機(jī)械效率越高d 、有用功與總功的比值越大，機(jī)械效率越高、機(jī)械效率的大小與功率大小無(wú)關(guān)、機(jī)械效率總小于1拓展:考點(diǎn)：對(duì)機(jī)械效率和功率的理解1、機(jī)械效率由有用功與總功的比值決定，即由w紇 這個(gè)整體決定。這個(gè)式子很重要，也是解決某些計(jì)算題的方法和思路。2、功率和機(jī)械效率是兩個(gè)概念，二者沒有任何關(guān)系。例3、（一）如圖一所示滑輪組、

13、將 480n的物體以0.8m/s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為 200n （不計(jì)摩擦和純重）求：（1）滑輪組的機(jī)械效率（2）拉力f的功率（3）若用該滑輪組將重600n的物體勻速提升2m時(shí)，拉力做多少功？精品文檔（二）如圖二所示，物體 a以2m/s的速度在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3n,水平拉力f=n物體a受到的摩擦力f=n,2s內(nèi)拉力f所做白功 w=j拉力f的 功率p=w （滑輪、測(cè)力計(jì)、純重不計(jì)，繩子與滑輪間摩擦力不計(jì) ）拓展:考點(diǎn)：功、功率、機(jī)械效率與簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合應(yīng)用1、對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，選擇相應(yīng)的公式。例4、（一）下列物體中：a.掛在屋頂上的電燈；b.

14、被拉開的彈簧門；c.空中飛行的小鳥；d.在冰 場(chǎng)上滑行的運(yùn) 動(dòng)員；e.從斜坡上滾下的石頭；f.在平直公路上行駛的汽 車；只具有動(dòng)能的 是、只具有勢(shì)能的是、既具有動(dòng)能，又具有勢(shì)能的（二）下列說(shuō)法正確的是（）a、質(zhì)量大的物體一定比質(zhì)量小的物體所具有的重力勢(shì)能大。b、速度大的物體一定比速度小的物體所具有的動(dòng)能大。c、一個(gè)物體沒有做功，它也可能具有重力勢(shì)能。d 一個(gè)物體具有能量，則它一定具有動(dòng)能或勢(shì)能。例5、（一）（ 07維坊）如圖三所示，小明乘電梯勻速上升的過(guò)程中（）0a、動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，機(jī)械能不變g動(dòng)能不變，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大b 、動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，機(jī)械能增大。d、動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能不變。

15、9歡迎下載（二）有一輛灑水車自東向西勻速灑水，則在此過(guò)程中（a、動(dòng)能不變勢(shì)能不變，機(jī)械能不變。b、動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小。c、動(dòng)能減小，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小。d、動(dòng)能減小，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小。例6、如圖四所示，同一物體分別從三個(gè)不同斜面pa pb pg的頂端由靜止滑下，已知物體在三個(gè)斜面上下滑動(dòng)的摩擦力均為f （f0）。當(dāng)物體從斜面頂端p分別滑到底端a b c處時(shí)，速度分別為vi、v2、v3,則（）a、v1v2v3b 、v1v2v3v21.圖9-1中，重為500n的物體與地面間的摩擦力是150n,為使物體勻速移動(dòng)，必須在純端加以 60n 的水平拉力，則滑輪組的機(jī)械效率約為 o若物體移動(dòng)速度為0. 2m/s,則1min內(nèi)拉力做的功i _/el 9-12,用如圖9-2所示的滑輪組提升重物，已知物重為120n,加在繩子端的拉力f=50n若被提升物體勻速上升速度v=0. 1m/s,則拉力f做功的功率p=w滑輪組的機(jī)械效率“=o圖9-23 .如圖9-5所示，在50n的水平拉力f作用下，重800n的