物理机械能.

第四章机械和功4.1简单机械一、简单机械的种类杠杆、滑轮、轮轴、斜面二、杠杆1、什么是杠杆杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒支点(o)：杠杆绕着转动的点动力(F1)：促使杠杆转动的力阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力2、杠杆五要素动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离（力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线）3、杠杆的图示已知力画力臂（1）画力的作用线——画一条与力重合的虚线（2）作出力臂——从支点开始画一条与力的作用线垂直的虚线（3）用大括号括出力臂并标上相应的字母3、杠杆的图示已知力臂画力（杠杆平衡）（1）画力的作用线：过力臂远离支点的端点画一条垂线（虚线）。（2）画力：大小：∵L2L1∴F2F1方向：垂直于力臂，且F2与F1的作用效果应使杠杆向相反方向转动。作用点：力的作用线与杠杆的交点。4、科学方法：建立物理模型三、探究杠杆平衡条件1、杠杆平衡状态——静止或绕支点匀速转动2、科学方法：实验归纳法3、实验：探究杠杆的平衡条件实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线实验步骤：（1）使杠杆在水平位置保持平衡；（2）改变钩码的各数或在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置仍保持平衡（3）记录L1、L2、F1、F24、杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2L1L2=F2F1动力动力臂=阻力阻力臂动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。作用在杠杆上的两个力必须使杠杆向相反方向转动四、杠杆的应用1、科学方法——分类2、三种杠杆（1）省力杠杆：动力臂﹥阻力臂动力﹤阻力省力费距离（2）费力杠杆：动力臂﹤阻力臂动力﹥阻力费力省距离（3）等臂杠杆：动力臂=阻力臂动力=阻力既不省力也不费力五、滑轮周边有槽、能绕轴转动的小轮六、定滑轮1、定滑轮——使用时，轴固定不动的滑轮2、定滑轮的实质定滑轮可以看作是等臂杠杆轴——杠杆的支点定滑轮的半径——动力臂、阻力臂3、定滑轮的特点L1=L2F1=F2（1）使用定滑轮不能省力，但能改变用力的方向（2）使用定滑轮任一方向用力，力的大小不变（3）力的作用点移动的距离与物体移动的距离相等七、动滑轮1、动滑轮——使用时，轴随物体一起移动的滑轮2、动滑轮的实质若两边绳子平行3、动滑轮的特点（1）不改变力的方向。（2）使用动滑轮可以省一半的力。F=G/2动滑轮可以看作是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。（3）物体及动力作用点移动距离之间的关系动力作用点移动的距离是物体移动距离的两倍动滑轮移动的距离是绳端移动距离的一半。（4）使用动滑轮用力方向不同，作用力的大小不同4.2机械功一、功的定义一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简称做了功。FSF二、做功的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。（1）力F和距离S必须同时存在，如其中一个消失，功也就不存在。说明：（2）没有力对物体做功的三种情况A：力F=0B：距离S=0C：力F与距离S垂直三、功的大小作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做这个力对物体所做的功W=FS（1）单位要统一（W：J，F：N，S：m）（2）力F必须是作用在物体上的力，S必须是作用力方向上物体移动的距离单位：焦耳（J）四、比较做功快慢的方法1、相同时间内比较做功的多少。做功越多的，做功越快。2、做相同的功比较时间的长短。时间越短的，做功越快。3、比较单位时间内所做的功。五、功率1、定义：单位时间内所做的功。2.功率的表达式：P=Wt3.功率的单位：瓦特(w)1瓦特＝1焦耳/秒1kw＝1000w4、公式变换P=W/t=FS/t=FV1Mw＝106w5、功率反映了做功的快慢6、20w的物理意义：每秒钟做20焦耳的功6、统一单位功与功率的相关因素与与决定因素P=FVW=PtP=WtW=FS定义式公式变换做功的多少做功的快慢一、什么叫能？——物体做功的本领叫做能（或能量）。4.3机械能一个物体能对其它物体做功，就说这个物体具有能量二、能的符号：E能的国际单位：焦耳（J）三、能的各种表现形式机械能、内能、电能、磁能、化学能、光能------四、机械能的两种表现形式——势能和动能五、动能1、什么是动能？——物体由于运动而具有的能量叫做动能。2、探究动能大小的相关因素——控制变量法物体的质量越大，速度越大，其动能就越大。3、动能大小的决定因素EK=1/2mv2六、势能1、什么是势能？物理学中把潜在的能量称为势能一个物体具有能，是指其能够对其它物体做功，但并不意味着或要求其正在做功。2、势能的两种形式（1）重力势能：物体处于某一高度时具有的势能叫做重力势能。物体由于发生弹性形变而具有的势能叫做弹性势能。（2）弹性势能3、重力势能大小的相关因素物体质量越大，所处的位置越高，它所具有的重力势能就越大。4、弹性势能大小的相关因素同一根弹簧，物体的弹性形变越大，物体所具有的弹性势能也就越大。定义：物理学中把潜在的能量称为势能势能两种表现形式重力势能定义：物体处于某一高度时具有的势能叫做重力势能。重力势能大小相关的因素物体的质量物体被举的高度弹性势能定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。弹性势能大小的相关因素：弹性形变的大小弹簧的弹性系数一个物体能对其它物体做功，就说这个物体具有能量七、机械能1、什么是机械能——动能与势能总称为机械能机械能=动能+势能2、机械能的转化（1）动能和势能可以相互转化（2）机械能和其它形式的能之间也可以相互转化。（3）机械能守恒定律只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。5.1温度温标一、温度——表示物体冷热程度的物理量符号：t单位：摄氏度（℃）二、温标——确定温度的标准1、摄氏温标的定标1标准大气压下，把冰水混合物的温度定为0℃，把沸水的温度定为100℃，在0℃和100℃之间100等分，每一等分表示1℃。2、温度的写法与读法-3℃负3摄氏度三、热膨胀规律一般物体在温度升高时膨胀，在温度收缩时收缩；在相同条件下，固体膨胀最小，液体膨胀较大，气体膨胀最大。四、液体温度计1、构造2、原理：常用温度计根据液体热胀冷缩性质制成所用的液体一般是：水银、酒精或煤油。3、温度计的使用（1）使用前观察温度计的量程及最小分度值水银——凝固点：-39℃沸点：357℃酒精——凝固点：-117℃沸点：78℃（2）测量时温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触×××√（3）读数时温度计不要离开被测物体（4）读数时眼睛的视线应与温度计内液柱的液面相平（5）要待温度示数稳定后再读数【读数方法小贴士】看清液面在零刻度线的上方还是下方4、实验：用温度计测量水的的温度实验步骤：A、估计被测液体的温度；C、观察温度计的测量范围及最小分度，选择适当的温度计；D、让温度计的玻璃泡与被测液体充分接触；E、读出温度计的示数，并记录；B、取出温度计。5、体温计（1）构造特点A：玻璃泡大、内径细——精度高B：细玻璃管和玻璃泡之间有一细小的弯管——可取出读数（2）测量范围：35℃~42℃最小分度值：0.1℃（3）使用方法：使用前要将水银甩入玻璃泡五、固体温度计——指针式温度计根据双金属片热胀冷缩程度不同的原理制成六、气体温度计伽利略温度计：世界上第一支温度计。根据气体热胀冷缩性质制成。七、分子动理论1、物质是由分子组成的保持物质原有基本性质的最小微粒叫做分子。分子直径：10-10米2、分子在不停地做无规则运动（1）扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象——说明分子在不停地做无规则运动（2）分子热运动A、物体的温度越高，分子运动越剧烈B、大量分子的无规则运动叫热运动（区分宏观物体粒子与微观粒子的运动）3、分子之间存在相互作用的引力和斥力（分子力是一种短程力）5.2热量比热容一、热传递1、热传递现象：能量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分2、热传递规律：（1）条件：物体之间或物体的不同部分存在温度差（2）热传递方向：从高温物体到低温物体（3）热传递结果：物体温度相同（4）热传递实质：内能的转移3、热传递的三种方式名称物理意义影响热传递的相关因素传导热沿着物体传递的方式（1）物质本身并不迁移（2）路径：沿着物体热的良导体热的不良导体对流靠液体或气体的流动来传递热的方式（1）物质本身发生迁移（2）路径：沿着曲线流动速度加热或冷却部位辐射热由物体沿直线向外传递的方式（1）不需要媒介物（2）路径：沿着直线物体表面颜色物体表面光亮程度物体的温度二、热量1、热量的概念：物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少。符号：Q单位：J热量的大小反映了热传递过程中能量转移的多少名称含义三者关系温度表示物体的冷热程度的物理量A.热量是与热传递过程有密切关系的量，热量只有在物体间发生热传递时才有意义，离开了热传递过程就不可能讨论热量问题。B.物体具有温度，但只要不发生热传递，物体就不具或含有热量，C.温度和热量在特定情况下有一定联系，如：物体间有温度差时会发生热量迁移；物体吸热时，温度会升高；物体放热时，温度会降低。热传递指能量从温度高的物体传到温度低的物体，或是从物体的高温部分传到低温部分的现象。物体之间或同一物体的不同部分之间存在着温度差，就会发生热传递现象，并且将一直持续到它们的温度相同时为止。热量表示物体在热传递过程中吸收或放出热的多少2、温度、热传递和热量区别与联系3、热量多少的相关因素（1）热量与物体质量有关同种物质，升高相同的温度，质量越大，吸收热量越多。（2）热量与物体温度的变化量有关相同质量的同种物质，温度升高越多，吸收热量越多。（3）热量与物质种类有关质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同。探究：物体吸收热量跟物质种类的关系实验条件◇相同因素a、m水=m煤油b、两只相同的烧杯相同的加热条件（相同时间内吸收相等的热量）c、升高相同的温度◇不相同因素：两种不同的物质◇测量仪器：温度计、计时器（4）热量大小的相关因素——物质种类、物体质量、温度变化量（5）研究方法——控制变量三、比热容1、物质的特性：相同质量的不同的物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同。2、比热概念的引入：反映物质的特性3、比热定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为该物质的比热容。C=Qm△t定义式C=Qm△tQ:热量Jm:质量kg△t:温度变化℃温度升高时：△t=t-t0温度降低时：△t=t0-tC:比热J/(kg·℃)读作：焦耳每千克摄氏度水的比热：4.2×103J/(kg·℃)物理意义：质量为1千克水温度升高（或降低）1摄氏度吸收（或放出）的热量为4.2×103焦。4、比热容是物质的特性之一比热容与吸热多少、物体质量、初始温度、末温度、温度变化量均无关C=Qm△t比热容与物质的种类及物质状态有关。同种物质，吸收的热量与质量和温度变化乘积的比值是一个确定的值。公式变形C=Qm△tQ=cm△t△t=Qmcm=Qc△t1、定性讨论2、定量计算3、实验探究5、水的特点——比热较大（1）性质一：温差小（m相同，Q相同，c不同）△t=Qmc（2）性质二：吸热多（m相同，△t相同，c不同）△tQ=mc怎样讨论各物理量之间的关系？研究对象变量控制量关系QC、m、△tC、mQ与△t成正比C、△tQ与m成正比m、△tQ与C成正比mC、△t、QC、Qm与△t成反比C、△tm与Q成正比Q、△tm与C成反比△tC、m、QC、Q△t与m成反比C、m△t与Q成正比m、Q△t与C成反比C=Qm△tQ=cm△tm=Qc△t△t=Qmc四、热量的计算△tQ=mcQ吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)正确理解和运用热量计算公式？1、反映温度变化量△t的用词：升高了几度、升高几度、降低的温度是几度。2、反映温度t、t0的用词：原来的温度、后来的温度、升高到几度、降低到几度、冷却到几度3、两种物质同时热传递：Q总=Q1+Q2=C1m1△t+C2m2△t5.3内能一、分子动能分子由热运动而具有的动能称为分子动能二、分子势能由于分子之间的相