初二物理功与机械效率知识点汇总.docx
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初二物理功与机械效率知识点汇总
初二物理功与机械效率知识点汇总
一、功的定义及公式
1.力学里所说的功包括两个必要因素：
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。
2.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）。
3.力学里规定：
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式：
W=FS。
4.功的单位：
焦耳，1J=1N·m。
把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。
5.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。
公式：
W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面：
W总=fL+Gh=FL
五、额外功的定义及公式
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
六、有用功定义及公式
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
七、功的原理及应用
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。
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八、机械效率的测量
①原理：
η=W（有）/W（总）=（Gh）/（Fs）×100%
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。
九、机械效率定义及公式
机械效率
①定义：
有用功跟总功的比值。
②公式：
η=W（有）/W（总）×100%。
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。
十、理解机械效率应该注意的问题
1）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；
2）机械效率的高低与是否省力、重物被提升的高度及承担物重的绳子段数的多少等因素无关；
3）η=W有用/W总，机械效率的高低是由有用功和总功两个因素决定的，因此不能说有用功越大，机械效率的高低或总功越大，机械效率就越低；
4）同一滑轮组在不同情况下机械效率不一定相同。
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十一、影响滑轮组和斜面机械效率的因素
1）影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组的机械效率为：
η=W有用/W总=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF（n为与动滑轮相连的绳子的段数或承担重物重的绳子的段数，S=nh）
使用滑轮组来提升物体时，机械间的摩擦越小，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。
若不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率为：
η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外=Gh/（G+G动）*h=G/G+G动=1/（1+G动/G）
由此可见，在不考虑绳重及摩擦时，一个滑轮组的机械效率的大小仅与滑轮的重量及物体的重量有关，而与提升的高度和滑轮缠绕方式无关。
被提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高，在提升相同的重物时，动滑轮重量越小，机械效率越高。
提高滑轮组的机械效率的方法：
①增大物体重力②减小动滑轮的重力③减小轮和轴间的摩擦
2）影响斜面机械效率的因素
斜面的机械效率为：
η=W有用/W总=Gh/FS
斜面的机械效率跟斜面的光滑程度和斜面的倾斜程度有关。
斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，斜面的机械效率就越高;光滑程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率就越高。
十二、怎样区分总功和有用功
判断有用功合总功的关键是：
明确在具体问题中做功要达到的目的。
例如，用滑轮组提升物体时，我们的目的是要把物体提升一定的高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，h为物体被提升的高度，G为物体所受的重力。
而人在提升物体的同时，还要克服摩擦和动滑轮的重量而做功，所以此时人对滑轮组所做的功就是总功，它等于人对绳的拉力F与绳在拉力下移动的距离S的乘积，即W总=FS
又如，在用斜面提升物体时，我们的目的是要把物体提升到某一高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，其中G为物体所受的重力，h为物体被提升的高度。
而人在斜面方向拉动物体的过程中，还要克服物体与斜面间的摩擦做功，所以人做的总功为人对物体的拉力F与物体在拉力方向移动距离S的乘积，即W总=FS。
再如，当用桶从井口提水的时候，我们的目的是提水，所以人对水做的功才是我们的有用功，而提水时不得不提起桶，所以对桶做的功是额外功。
而从井里捞桶的时候，我们的目的是打捞桶，因此对桶所做的功是有用功，而附带提起的水对我们来说是没用的，所以这时候对水所做的功是额外功。
十三、机械效率和功率的区别
机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功;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。
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