初中物理功和机械能讲义.docx

1、初中物理功和机械能讲义 考点及命题趋势 1、本章是初中力学板快中重要部分，历年中考重点分布在：理解动能、势能、机械能的概念及能量大小的决定因素，能解释一些能量转化现象，理解功的概念，会利用公式计算，理解功率的概念，会利用公式计算，理解机械效率的概念，结合简单机械进行有关机械效率的概念。 2、概括起来讲主要考查两大类： （一）功、功率、机械效率综合应用 （二）动能和势能的相互转化。 3、考试题型以填空题、选择题和实验题（常考斜面机械效率）居多，计算题等。 4、本章对机械效率的考查每年必考，20042008年都有所设计。预计2009年中考仍对以上考点进行考查。 知识点概要 15.1功 一、功 1力

2、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=1Nm。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是05J。 5应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。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。 二、功的

3、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？） 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 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。 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。 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 理想斜面：斜面光滑； 理想斜面遵

4、从功的原理； 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。 15.2机械效率 有用功：定义：对人们有用的功。1 公式：WGh（提升重物）=WW=W总总有用额=Gh 斜面：W有用 额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 2 （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）=GWh 公式：W=W动总额有用=fL 斜面：W 额 总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功3 =FS= W 公式：W=WW 有用有用总额= fL+Gh=FL W 斜面：总 4机械效率： 定义：有用功跟总

5、功的比值。 公式： 面： 斜 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组： 表示60%1 有用功总小于总功，所以机械效率总小于。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为 。有用功占总功的60% 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： 原理： F、绳的自由端移动的距离Sh、拉力。 G 应测物理量：钩码重力、钩码提升的高度 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 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。 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、

6、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。 15.3功率 1定义：单位时间里完成的功。 物理意义：表示做功快慢的物理量。2 公式： 3 kW mW W马力。 4单位：主单位；常用单位63 W 1马力1kW=10 1mW=10W =735W。 换算： 某小轿车功率66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J 。 机械效率和功率的区别： 5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。 机械能15.4 动能和势能 15.5（书：机械能及其转化）15.4 一、动能和势能

7、 能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 1 理解：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。 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。 知识结构：2 探究决定动能大小的因素：3 猜想：动能大小与物体质量和速度有关。 方法：控制变量。 实验研究：研究对象：小钢球 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。 分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质

8、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。 -1） s动能E/J （速度v/m质量物体 m/kg 75 约5 0约600 约 牛 900 6 约约50 约中学生 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：1/12，而速度约为牛的12人的质量约为牛的倍，此时动能为牛的12较大的是速度。你判断的依据倍，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：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能

9、；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： 动能和重力势能间的转化规律： 2 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。 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： 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。 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： 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。 还要注意动能和

10、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。 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。 三、水能和风能的利用 识结构： 知1 2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。 练习： 水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？答：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

11、化为更多的电能。 本章经典例题 1、下列现象中，力没有对物体做功的是（ ）例 A、用力将铅球掷出 B、将书包背上楼 C、骑自行车匀速前进 D、人提着水桶在水平地面上行走 考点：对做功两个必要因素的判定及计算 1、两个必要因素缺一不可。 、下列说法正确的是（ ）例2 、有用功越大，机械效率越高 B、总功一定，额外功越大，机械效率越高 A D、有用功与总功的比值越大，机械效率越高C、有用功一定，额外功越小，机械效率越高 F、机械效率的大小与功率大小无关E、功率大的机械，其机械效率越大1 H、机械效率总小于G、机械效率低的机械，做功就少 拓展： 考点：对机械效率和功率的理解 这个整体决定。这个式子很

12、重要，也是解1、机械效率由有用功与总功的比值决定，即由 决某些计算题的方法和思路。 、功率和机械效率是两个概念，二者没有任何关系。2200N0.8m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为3例、（一）如图一所示滑轮组、将480N的物体以 （不计摩擦和绳重）求：1）滑轮组的机械效率 （2）拉力F的功率 （3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做多少功？ F A F 图二 G 图一 （二）如图二所示，物体A以2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，水平拉力F=_N,物体A受到的摩擦力f=_N,2s内拉力F所做的功W=_J,拉力F的功率P=_W。(滑轮、测

13、力计、绳重不计，绳子与滑轮间摩擦力不计) 拓展： 考点：功、功率、机械效率与简单机械的综合应用 1、对物体进行正确的受力分析，选择相应的公式。在冰4、（一）下列物体中：A挂在屋顶上的电灯；B被拉开的弹簧门；C空中飞行的小鸟；D例具有动能的从斜坡上滚下的石头；F在车；只平直公路上行驶的汽场上滑行的运动员；E的能具有势既具有动能，又 具有势能的是 是、 、只 。 是 （二）下列说法正确的是（） A、质量大的物体一定比质量小的物体所具有的重力势能大。 、速度大的物体一定比速度小的物体所具有的动能大。BC、一个物体没有做功，它也可能具有重力势能。 D、一个物体具有能量，则它一定具有动能或势能。 例5、

14、（一）（07维坊）如图三所示，小明乘电梯匀速上升的过程中（ ） P V1 V2 V3 A B C 图三图四 A、动能转化为势能，机械能不变 。 B、动能转化为势能，机械能增大。 C、动能不变，势能增大，机械能增大。 D、动能不变，势能不变，机械能不变。 （二）有一辆洒水车自东向西匀速洒水，则在此过程中（ ） A、动能不变势能不变，机械能不变。 B、动能不变，势能减小，机械能减小。 C、动能减小，势能减小，机械能减小。 D、动能减小，势能减小，机械能减小。 例6、如图四所示，同一物体分别从三个不同斜面PA、PB、PC、的顶端由静止滑下，已知物体在三个斜面上下滑动的摩擦力均为f（f0）。当物体从斜

15、面顶端P分别滑到底端A、B、C处时，速度分别为V1、V2、V3，则（ ） A、V1V2V3 B、V1V2V3 C、V1=V2=V3 D、V1V3V2 练习： 1图9-1中，重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为_。若物体移动速度为02m/s，则1min内拉力做的功是_J。 F=50N。若被提升物体120N，加在绳子端的拉力所示的滑轮组提升重物，已知物重为 2用如图9-2vFP 。=_，滑轮组的机械效率=_W做功的功率，则拉力1m/s=0匀速上升速度 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与50N的水平拉力F作用下，重8009-53如图所示，在 ；若物体的速度为02m/s，地面间滑动摩擦力为120N。则1min则滑轮组的机械效率为内拉力做的功为 J。 4下面说法中正确的是（ ） A从P=W/t可知，功率跟功成正比，所以只要做功多，功率就大 B功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 C功率大的机器比功率小的机器做功多 甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率比乙的功率大 D