1. 锣
1、力学工作包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是作用在物体上的力。 另一个是物体沿力的方向移动的距离。
2、不做功有三种情况:力无距离、力无距离、力与距离垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球从他脚背飞出10m。 当足球飞10m时,人不做任何工作。 (原因是足球靠惯性飞出去了)。
3. 根据力学,功等于力与物体沿力方向移动的距离的乘积。 公式:W=FS。
4、功单位:焦耳,1J=1N·m。 将鸡蛋提升1m高,所做的功约为0.5J。
5、作用功公式注意事项:①区分是哪个力对物体做功,计算时F就是这个力; ②公式中的S必须是力方向上经过的距离,强调对应。 ③功的单位是“焦耳”(N·m=焦)。 不要与力和力臂乘积的单位(N·M,不能写成“焦”)混淆。
2、工作原理
1、内容:使用机械时,人所做的工作不会少于手工直接完成的工作; 也就是说,使用任何机械都不会节省工作量。
2. 说明:(请注意理想工作原理如何表达?)
①工作原理是一个普遍结论,适用于任何机器。
②工作原理告诉我们:用机械省力,就必须拉远距离; 为了节省距离斜面的有用功和总功,必须付出努力。 没有一种机器既省力又省距离。
③虽然使用机械不能省力,但人类还是使用它,因为使用机械可以省力、节省距离、改变力的方向,给人类的工作带来很多方便。
④我们遇到的大多数问题都是理想机器(忽略摩擦力和机器本身的重力)。 理想机器:使用机器时,人所做的功(FS)=用手直接在重物上所做的功(Gh)。
3.应用:倾斜
①理想的坡口:坡口光滑;
②理想斜面遵循做功原理;
③理想坡度公式:FL=Gh,式中:F:沿坡度方向的推力; L:斜坡长度; G:物体的重量; h:斜坡的高度。
设斜面与物体之间的摩擦力为f,则:FL=fL+Gh; 这样,F所做的功就大于直接对物体做的功Gh。
3、机械效率
1、有用的工作: 定义:对人有用的工作。
公式:W有用=Gh(举起重物)=W总计-W量=ηW总斜率:W有用=Gh
2.额外工作: 定义:我们不需要但必须做的工作。
公式:W量=W总量-W有用=G动h(动滑轮和滑轮组忽略轴摩擦)斜面:W量=fL
3.总功: 定义:作为有用功加上附加功或动力所做的功
公式:W 总计 = W 有用 + W 数量 = FS = W 有用 / η 坡度:W 总计 = fL + Gh = FL
4、机械效率: ①定义:有用功与总功的比值。
②公式:
斜角:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组:
③有用功总是小于总功,因此机械效率总是小于1。通常用百分比表示。 滑轮的机械效率为60%意味着有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:减轻机械重量,减少零件间的摩擦。
5、机械效率的测量:
①原理:
②待测物理量:钩码重力G、钩码提升高度h、拉力F、绳索自由端移动的距离S。
③设备:除吊钩码外,还需要铁架、滑轮、细钢丝、秤、弹簧测力计等。
④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计,使吊钩码上升。 目的:保证测功机指示保持不变。
⑤结论:影响滑轮组机械效率的主要因素有:
A、动滑轮越重、数量越多,额外做功越大。
B. 提升物体越重,做的有用功就越多。
C、摩擦。 摩擦力越大,做的额外功就越多。
缠绕方式和重物提升高度不影响滑轮的机械效率。
4. 电源
1. 定义:单位时间内所做的功。
2、物理意义:表示做功速度的物理量。
3. 公式:
4、单位:主机W; 常用单位kW mW 马力。
换算:1kW=103W? 1毫瓦=106瓦? 1马力=735W。
汽车的功率为66kW,这意味着:汽车在1秒内完成工作。
5、机械效率与功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。 功率代表做功的速度,即单位时间内完成的功; 机械效率代表机械做功的效率,即有用功占总做功的比例。
5、机械能
(1)动能和势能
1.能量:如果一个物体能够做功,我们就说这个物体有能量。
理解:①能量代表物体做功能力的物理量; 能量可以通过它能做多少功来衡量。
② 对象“可以做功”不一定是“做功”、“正在做功”、“已经做功”。 例如:一块静止在山上的石头有能量,但它没有做功。 它也不一定是工作。
2.知识结构:
3. 探索决定动能大小的因素:
①猜想:动能的大小与物体的质量和速度有关。
实验研究: 研究对象:小钢球 方法:控制变量。
·如何判断动能:看小钢球推动木块能做多少功。
·如何控制速度保持恒定:如果钢球从同一高度滚下,到达坡底时的速度是相同的。
·如何改变钢球的速度:使钢球从不同的高度滚下。
③分析与结论:在保持钢球质量不变的情况下,结论:运动物体质量相同时,速度越大,动能越大。
当保持钢球的速度恒定时,结论是:当运动物体的速度相同时; 质量越大,动能越大;
④结论:物体的动能与其质量和速度有关; 速度越大,动能越大,质量越大,动能也越大。
目的
质量米/千克
速度v/(ms-1)
动能E/J
牛
约600
约0.5
约 75
中学生
约50
约 6
约900
练习: ☆上表给出了牛走路和中学生跑百米的一些数据:分析数据,可以看出速度对物体动能的影响较大。 你判断的依据是:人的质量约为牛的1/12,速度约为牛的12倍。 此时的动能是牛的12倍斜面的有用功和总功,可见速度对动能的影响很大。
4、机械能:动能和势能统称为机械能。
认识:①具有动能的物体具有机械能; ②具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。
(2)动能与势能的转换
1.知识结构:
2、动能与引力势能的换算规则:
① 一定质量的物体加速下落,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能。
② 一定质量的物体减速上升,其动能减少,重力势能增加,动能转化为重力势能。
3. 动能与弹性势能的换算规则:
①如果一个物体的动能减少,而另一个物体的弹性势能增加,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、动能与势能转换问题分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素和决定重力势能(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换过程中的能量损失和增加——如果除了重力和弹性之外没有其他外力做功(即没有其他形式的能量补充或没有能量损失) ),则机械能在动能和势能转换过程中保持恒定。
⑶ 如果题中有“在光滑的斜坡上滑动”,那么“光滑”就意味着没有能量损失——机械能守恒; “匀速滑下斜坡”意味着有能量损失——机械能不守恒。
(3)水能、风能利用
1.知识结构:
2、水电站的工作原理:当水从高处落下时,将重力势能转化为动能。 水的部分动能传递给水轮机,水轮机驱动发电机将机械能转化为电能。
练习:☆建水电站大坝的目的是什么? 为什么大坝设计成上窄下宽?
答:水电站修建河坝是为了提高水位,增加水的重力势能。 当水落下时,可以转化为更多的动能,通过发电机可以转化为更多的电能。