初2簡(jiǎn)單機(jī)械公式

【專家解說(shuō)】：第十五章《功和機(jī)械能》復(fù)習(xí)提綱 一、功： 1、力學(xué)里所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。 2、不做功的三種情況：有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。 鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過(guò)程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。 3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。 公式：W=FS 4、功的單位：焦耳，1J= 1N•m 。 把一個(gè)雞蛋舉高1m ，做的功大約是0.5 J 。 5、應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S 一定是在力的方向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③ 功的單位“焦”（牛•米 = 焦），不要和力和力臂的乘積（牛•米，不能寫(xiě)成“焦”）單位搞混。 二、功的原理： 1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。 2、說(shuō)明： （請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述？） ①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。 ②功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。 ③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類(lèi)仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類(lèi)工作帶來(lái)很多方便。 ④我們做題遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功（FS）= 直接用手對(duì)重物所做的功（Gh） 3、應(yīng)用：斜面 ①理想斜面：斜面光滑 ②理想斜面遵從功的原理； ③理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長(zhǎng)；G：物重；h：斜面高度。 如果斜面與物體間的摩擦為f ，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh 。三、機(jī)械效率： 1、有用功：定義：對(duì)人們有用的功。 　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總 斜面：W有用= Gh 2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功 公式：W額= W總－W有用=G動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組） 斜面：W額=f L 3、總功： 定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功 公式：W總=W有用＋W額=FS= W有用／η 斜面：W總= fL+Gh=FL 4、機(jī)械效率：① 定義：有用功跟總功的比值。 ② 公式： 斜 面： 定滑輪： 動(dòng)滑輪： 滑輪組 ③ 有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1 。通常用 百分?jǐn)?shù) 表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表 示有用功占總功的60% 。 ④提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。 5、機(jī)械效率的測(cè)量： ① 原 理： ②應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S ③器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。 ④步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。 ⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有： A動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。 B提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多。 C 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。 繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。 四、功率： 1、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功 2、物理意義：表示做功快慢的物理量。 3、公式： = Fv 4、單位：主單位 W 常用單位 kW mW 馬力 換算：1kW=103W 1mW=106 W 1馬力=735W 某小轎車(chē)功率66kW，它表示：小轎車(chē)1s 內(nèi)做功66000J 5、機(jī)械效率和功率的區(qū)別： 功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。 五、機(jī)械能 (一)、動(dòng)能和勢(shì)能 1、能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能 理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來(lái)衡量。 ②一個(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒(méi)有做功。也不一定要做功。 2、知識(shí)結(jié)構(gòu)： 3、探究決定動(dòng)能大小的因素： ①　猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)； ② 實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小鋼球 方法：控制變量； ？如何判斷動(dòng)能大小：看小鋼球能推動(dòng)木快做功的多少 ？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同； ？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下； ③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動(dòng)能越大； 保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大； ④得出結(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。 物體 質(zhì)量m/kg 速度v/(m.s-1) 動(dòng)能E/J 牛 約600 約0.5 約75 中學(xué)生 約50 約6 約900 練習(xí)：☆右表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的是 速度你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍此時(shí)動(dòng)能為牛的12倍說(shuō)明速度對(duì)動(dòng)能影響大 4、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 理解：①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。 (二)、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 1、知識(shí)結(jié)構(gòu)： 2、動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律： ①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能； ②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能； 3、動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律： ①如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能； ②如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 4、動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析： ⑴首先分析決定動(dòng)能大小的因素，決定重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）大小的因素——看動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）如何變化。 ⑵還要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功（即：沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。 ⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒(méi)有能量損失——機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機(jī)械能不守恒。 (三)、水能和風(fēng)能的利用 1、 知識(shí)結(jié)構(gòu)： 2、水電站的工作原理：利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬？ 答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過(guò)發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。