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功和机械能复习课件PPT

发布时间:2013-12-03 13:25:03  

中考物理总复习

功和机械能
讲课人:喻文杰

考试纲要
1、知道动能、重力势能(包括了解弹性势能)的物理意义, 知道机械能的概念。 2、知道机械功的概念、定义式W=FS和单位J;能根据具体情 况判断力是否做功;能运用定义式进行简单计算。 3、知道功率的意义、定义式P=W/t和单位;能结合生产生活 实际说明机械(包括用电器等)功率的意义;能运用功率定 义式进行简单计算。 W有 4、理解机械效率的普遍意义,并能根据公式 ? ? ?100 % W总 进行一般的计算。 5、能举例说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的。

一、功
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。

(原因是由于足球具有惯性而飞出)

? 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).

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、功率
? ? ? ? ? ? 1.定义:单位时间里完成的功。 2.物理意义:表示做功快慢的物理量。 3.公式: 4.单位:主单位W;常用单位kW 换算:1kW=103W 某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s内 做功66000J。

? 5.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。
效率高只表示机械对总功的利用率高.因此, 功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W, 但它的效率只有30—40%; 而机械效率高的机械,它的功率不一定就大, 如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦. ② 机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为 越省力的机械效率就越高.

四、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:有用功加额外功等于动力所做的功 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: = η 斜面 定滑轮 动滑轮 滑轮组 η = η

η
η

W有用 ×100 % W总 Gh ×100 % η=Gh/(Gh+fL) FL Gh Gh G = = = FS Fh F Gh Gh G = = = FS F2h 2F Gh Gh G = = = FS Fnh nF

×100 %

×100 %

×100 %

×100 %

动滑轮,滑轮组

η=Gh/(Gh+G轮h)×100 %

③.物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的

物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率 越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大, 或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性 能越好. ? ④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%。

⑤提高机械效率的方法: A.当W有一定时,减少W额,可提高效率. B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械 效率. 比如,对于同一滑轮组(额外功不变), 在允许范围内增加所提物体的重力.
总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有 用功的同时尽量减小额外功.

6.机械效率的测量:
? ①原理:
×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。

五、机械能
? (一)动能和势能 ? 1.能量:一个物体能

够做功,我们就说这个物体 具有能。 ? 理解: ? 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。

? 2.知识结构:

? ? ? ? ? ? ?

?
?

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。 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; 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

? 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。

功和机械能小结
一、功:做功的两个力要因素,不做功的三种情况, W=Fs,单位
二、功的原理:理想机械 三、机械效率:公式,测量方法η=(Gh/Fs) ,如何 提高η

四、功率:P=W/t=Fv,与机械效率的区别
五、机械能:概

念,动能(m v),重力势能(m h),弹性势能(弹性形变) 六、机械能的转化:只有动能和势能的转化是,机 械能守恒。


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