《機(jī)械功和機(jī)械能》知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié)

功和機(jī)械能 知識(shí)要點(diǎn)與總結(jié)一、功1 力學(xué)里所說(shuō)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通過(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=FS。4 功的單位：焦耳，1J=1N· m。把一個(gè)雞蛋舉高1m，做的功大約是0 5J。5 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=焦），不要和力和力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦”）單位搞混。二、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(méi)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）=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；理想斜面遵從功的原理；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。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Gh。三、機(jī)械效率1 有用功：定義：對(duì)人們有用的功。公式： W有用 Gh（提升重物） =W總 W額= W總斜面： W有用 =Gh2 額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。公式： W額 =W總 W有用 =G動(dòng) h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）3 總功4 機(jī)械效率：定義：有用功跟總功的比值。公式：斜 面：滑輪組：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60%表示有用功占總功的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：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、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。四、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。3 公式：4 單位：主單位W；五、機(jī)械能（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”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒(méi)有做功。也不一定要做功。2 知識(shí)結(jié)構(gòu)：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/（ ms-1） 動(dòng)能 E/J牛約 600約 05約 75中學(xué)約 50約 6約 900生練習(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1 知識(shí)結(jié)構(gòu)：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：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）大小的因素看動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）如何變化。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如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功（即：沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)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(méi)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)：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。