1、做功
数学学中规定:作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了机械功(简称“做功”)
2、做功的两个必要的诱因:
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在力的方向上通过的距离。
3、功的估算方式:
定义:力对物体做的功,等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:功=力×距离,即W=F·s
单位:在国际单位制中,功W的单位:牛·米(N·m)或焦耳(J)
1J的数学意义:1N的力,使物体力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。
即:1J=1N×1m=1N·m
注意:在运算过程中,力F的单位:牛(N);距离s的单位:米(m);
4、机械功原理
⑴使用机械只能省力或省距离,但不能省功。
⑵机械功原理是机械的重要定理,是能量守恒在机械中的彰显。
5、功率
⑴功率概念:数学学中,把单位时间里做的功称作功率。
⑵功率的数学意义:功率是表示做功快慢的数学量。
⑶功率估算公式:功率=功/时间
符号表达式:P=W/t推论式p=Fv(F单位是N,V单位是m/s)
⑷功率的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,时间的单位是秒,功率的单位是焦耳/秒,它有一个专门名称叫瓦特,简称瓦物理学中能量的定义,符号是W,这个单位是为了记念日本化学学家瓦特而用他的名子命名的。1W=1J/s
6、机械效率
⑴机械效率的定义:有用功与总功的比。
⑵公式:
⑶有用功(W有用):克服物体的重力所做的功W=Gh。
⑷额外功(W额外):克服机械自身的重力和磨擦力所做的功。
⑸总功(W总):动力对机械所做的功W=FS。
⑹总功等于用功和额外功的总和,即W总=W有用+W额外。
7、“能量”的概念:物体具有做功的本领,就说物体具有能。
总结:在数学学中,能量和做功有密切的联系,能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多,这个物体的能量就越大。
⑴动能:物体因为运动而具有的能。
⑵重力势能:物体因为被举高而具有的能。
⑶弹性势能:物体因为发生弹性形变而具有的能。
质量相同时,速率越大的物体能做的功越多,表明它具有的动能越大;速率相同时,质量越大的物体能做的功越多,表明它具有的动能大。
物体被举得越高,质量越大,它具有的重力势能就越大。物体具有的动能和势能是可以互相转化的。
8、内能与热量
⑴内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。
⑵物体的内能与湿度有关:物体的气温越高,分子运动速率越快,内能就越大。
⑶热运动:物体内部大量分子的无规则运动。
⑷改变物体内能的方式:做功和热传递,这两种方式对改变物体的内能是等效的。
⑸物体对外做功,物体的内能减少;外界对物体做功,物体的内能减小。
⑹物体吸收热量,当气温下降时,物体内能减小;物体放出热量,当气温增加时,物体内能减少。
⑺所有能量的单位都是:焦耳。
⑻热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。(物体富含多少热量的说法是错误的)
⑼比热(c):单位质量的某种物质气温下降(或减少)1℃,吸收(或放出)的热量称作这些物质的比热。
⑽比热是物质的一种属性,它不随物质的容积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热就相同。
⑾比热的单位是:焦耳/(千克·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
⑿水的比热是:C=4.2×103焦耳/(千克·℃),它表示的数学意义是:每千克的水当体温下降(或减少)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳
⒀热量的估算:①Q吸==cm(t-t0)=cm△t升(Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c是物体比热,单位是:焦/(千克·℃);m是质量;t0是初始气温;t是后来的体温。)②Q放=cm(t0-t)=cm△t降
⒁能量守恒定理:能量既不会剿灭,也不会创生,它只会从一种方式转化为其他方式,或则从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总数保持不变。
9、内能与热机
⑴燃烧值q:1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。单位是:焦耳/千克。
⑵燃料燃烧放出热量估算:Q放=qm或则Q放=qv;(Q放是热量,单位是:焦耳;q是热值,单位是:焦/千克;m是质量,单位是:千克。),有时侯二氧化碳的热值可以用Q放=qv估算(Q放是热量物理学中能量的定义,单位是:焦耳;q是热值,单位是:焦/立方米;v是容积,单位是:立方米。)
⑶利用内能可以加热,也可以做功。
⑷内燃机可分为柴油机和汽油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,连杆飞轮转2周。
⑸热机的效率:拿来做有用功的那部份能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。
⑹在热机的各类损失中,废水带走的能量最多,设法借助废水的能量,是提升燃料借助率的重要举措。