功和机械能复习知识点

1第十五章《功和机械能》复习提纲一、功1、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。公式W=FS=Pt各量单位—W：J（焦耳）F：N（牛顿）S：m（米）P：W（瓦特）t：s（秒）4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J)1J=1N·m把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中的S一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。③功的单位“焦”（1牛·米=1焦）。6、常见的功：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：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。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。④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）3、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦）②理想斜面遵从功的原理③理想斜面公式：FL=Gh其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；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为f，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh。三、机械效率１、有用功：对人们有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）3、总功：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η4、机械效率：有用功跟总功的比值。（1）公式：（2）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。例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。（3）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①原理：ηW有用W总=ηW有用W总=GhFS=2②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S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需刻度尺、弹簧测力计。④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。⑤结论—影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮重力大小和个数多少：提升同一物体用的动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多而有用功不变，机械效率就越低。B、物体的重力大小：用同一滑能组所提升得重物越重，做的有用功相对就多而额外功不变，机械效率就越高。C、摩擦：若各种摩擦越大做的额外功就多，机械效率相对就低。D、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、简单机械的机械效率（1）斜面①W有用=G·h②W额外=f·S③W总=F·S=G·h＋fS（2）杠杆①W有用=G物·h②W额外③W总=F·S（3）定滑轮竖直方向提升重物（a）①W有用=Gh②W额外：摩擦及绳重③W总=F·S=F·h（4）定滑轮水平方向拉动物体（b）①W有用=f·S物②W额外：滑轮转动摩擦③W总=F·SF=F·S物（5）动滑轮（a）及竖直方向滑轮组①W有用=G物·h②W额外③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h（n为连接动滑轮绳子段数）不计绳重和摩擦时3（6）动滑轮（b）及水平方向滑轮组①W有用=fS物②W额外：绳重及滑轮转动摩擦③W总=F·SF=F·nS物（n为连接动滑轮绳子段数）注：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进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时所做的功c、对于所有机械均有五、功率：单位时间内做的功—P(单位：W)1、公式：2、单位：瓦特，简称瓦，符号W，常用单位kW，MW，马力换算：1kW=103W1MW=106W1马力=735W3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s内做功66000J4、机械中的功率5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；（2）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。六、机械能能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能①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。②一个物体“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。1、机械能：动能和势能统称为机械能。（1）理解①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。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因素：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因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大4（2）探究决定动能大小的因素a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；b、实验研究—研究对象：小钢球方法：控制变量法c、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？使钢球从不同同高度滚下；d、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。2、动能和势能的转化（1）动能和重力势能间的转化规律：①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；②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；（2）动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②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。3、动能与势能转化问题的分析①首先分析决定动能大小、重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化——质量，速度，高度，弹性形变②机械能守恒：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。③人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。4、水能和风能的利用5、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。6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？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。7、大坝为什么要设计成上窄下宽？由水压p＝ρgh在其他条件不变的情况下，液体的压强随深度的增加而增加，因此相比于大坝上部而言，下部就会受到更大的压力，因此下部比上部要宽。动能转化转化势能弹性势能重力势能机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电