第13章功和机械总结知识点.doc
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第十五章机械能一、功
1、物理意义：
表示物体做功的多少的物理量.
2、定义：
在物理学中，把作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积.
3、公式：
W=Fs
对公式W＝Fs的理解
A.公式一般式W＝Fs
常用式W＝Gh（克服重力做功）或W＝f阻s（克服摩擦阻力做功）
B.注意事项
A.有力才有可能做功,没有力根本不做功.
B.F与s的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高）
C.做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关.
4、单位：
主单位：
焦耳（J），1J=1N·1m常用单位：
千瓦时（kwh）1kwh=3.6x106J
5、判断力对物体做功的方法：
（1）看是否具备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。
若同时具备，则力做了功。
（2）物体在力的作用下动能或势能是否发生变化，若有变化，则力做了功。
6、功的原理：
使用任何机械都不能省功。
理想情况下：
W机械=W人即：
Fs=Gh
7．不做功的三种情况：
有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固：
☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。
（原因是足球靠惯性飞出）。
8．应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
9、在分析做功情况时还应注意以下几点
A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功.
B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功.
C.什么叫物体克服阻力做功:
若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功.
比如:
在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh;
在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs.
二、功率
1、物理意义表示物体（力）做功快慢的物理量.
2、定义：
物体（力）在单位时间内所完成的功.
3、公式：
P=W/t
4、单位：
主单位：
瓦（w）常用单位：
马力，千瓦（kw）1kw=1000w
换算：
1kW=103W 1mW=106W 1马力=735W
5、测量功率方法：
（器材、步骤、表达式）
6、比较功率大小方法
a、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。
b、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大
注意事项
A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:
功率与功和时间两个因素有关.
B.由P＝W/t变形为P＝F·v可知:
功率一定时,力F与速度v成反比.
三、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。
机械能：
动能和势能统称为机械能。
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。
1、动能：
物体由于运动而具有的能。
例子：
流动的水、运动的汽车
影响动能大小的因素：
质量和速度
2、势能：
（1）重力势能：
物体由于被举高而具有的能
例子：
高山上的石块、空中的飞机
影响动能大小的因素：
质量和被举高度。
（2）弹性势能：
物体由于发生弹性形变而具有的能
例子：
被拉弯的弓、被压缩的弹簧
影响弹性势能大小的因素：
物体弹性形变的大小
（3）动能和势能统称为机械能,动能和势能可相互转化.
1、动能和势能
（2）探究决定动能大小的因素：
① 猜想：
动能大小与物体质量和速度有关；
②实验研究：
研究对象：
小钢球方法：
控制变量；
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；
何改变钢球速度：
使钢球从不同同高度滚下；
③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；
④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；
（3）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。
（4）动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（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。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——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。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
四、机械效率
1、物理意义：
表示机械性能优劣的物理量。
2、定义：
有用功和总功的比值。
3.公式:
η=W有用/W总
4、注意：
（1）W有用小于W总，η<1
（2）机械效率用百分数表示
5.提高η的方法：
1）减少动滑轮和绳子的重力2）加润滑油以减少摩擦力
6、测定η的实验方法：
（器材、要测的物理量、步骤、表达式）
（1）测斜面的机械效率:
影响η斜面因素:
斜面的倾度、粗糙程度。
（2）测滑轮组的机械效率:
影响η滑轮因素:
动滑轮和绳子的重力、摩擦力、被提高货物的重力。
7、注意以下物理量的区别:
（1）有用功、额外功、总功的区别：
有用功
额外功
总功
概念
对人们有
用的功
人们不需要但
又不得不做的功
有用功+额外功或
动力所做的功
滑轮组提升重物
W有用=Gh
W额外=W总-W有用
W额外=G轮h（不计摩擦）
W总=Fs
W总=W有用+W额外
把重物推上斜面
W有用=Gh
W额外=fs=fL
W总=Fs=FL
（2）功率与机械效率的区别
A、功率是表示物体做功快慢的，功率越大的机械，单位时间里做的功越多，做功越快。
B、机械效率反映的是机械对总功的利用率，机械效率越高，表示有用功占总功的份额越大，机械对总功的利用率越高。
C、功率大的机械，其机械效率不一定高，功率小的机械，其效率也不一定低。
二、功的原理
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；即：
使用任何机械都不省功。
2．说明：
（请注意理想情况功的原理可以如何表述？
）
①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：
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我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：
使用机械时，人们所做的功（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；
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。
如果斜面与物体间的摩擦为f，则：
FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
三、机械效率
1．有用功：
定义：
对人们有用的功。
公式：
W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：
W有用=Gh
2．额外功：
定义：
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）
斜面：
W额=fL
3．总功：
定义：
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／η
斜面：
W总=fL+Gh=FL
4．机械效率：
①定义：
有用功跟总功的比值。
②公式：
斜面：
定滑轮：
动滑轮：
滑轮组：
③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。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5．机械效率的测量：
①原理：
②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S。
③器材：
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、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、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B、提升重物越重，做的有用功相对就多。
C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
五、机械能
（一）动能和势能
3．探究决定动能大小的因素：
①猜想：
动能大小与物体质量和速度有关。
实验研究：
研究对象：
小钢球 方法：
控制变量。
·如何判断动能大小：
看小钢球能推动木块做功的多少。
·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：
使钢球从不同高度滚下。
③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；
③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。
④
物体
质量m/kg
速度v/（m．s-1）
动能E/J
牛
约600
约0．5
约75
中学生
约50
约6
约900
练习：
☆上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：
分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。
你判断的依据：
人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。
4．机械能：
动能和势能统称为机械能。
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。
（二）动能和势能的转化
1．知识结构：
2．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。
3．动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物
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