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【初中物理】7.功与机械能知识点

2017-04-23

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一、功

1、定义:一个力作用在物体上,且物体沿力的方向通过了一段距离,物理学上称这个力对物体做了机械功,简称做了功。

2、机械功的两个必要因素:

(1)作用在物体上的力;

(2)物体在力的方向上通过的距离。

  必要!一个都不能少!

3、认识几种不做功的情况:

(1)有力,但是在力的方向上通过的距离为零——劳而无功;

(2)有距离,但是在运动方向上物理没有力的作用-惯性——不劳无功;

(3)有力,也有距离,但是力和运动方向是相互垂直的——垂直无功;

4、功的大小计算

功的计算公式 W=Fs (s必须是在力F的方向上移动的距离);

单位:焦耳

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。


 二、功率

和比较物体运动快慢一样,比较物体做功快慢有两种方法:

a.做相同的功,比较所用时间的多少。时间越少,做功越快

b.相同的时间内,比较做功的多少。做功越多,做功就越快

c.如果做功的多少和所用时间都不同,就比较单位时间内所做功的多少。单位时间内做功越多。做功就越快。

为了比较物体运动快慢,我们引入了速度的概念,为了比较物体做功的快慢,我们引入功率的概念.

1、功率定义:单位时间内所做的功

2、物理意义:表示做功快慢的物理量。

3、公式:P=W/t

4、单位:瓦特,简称瓦,W 常用单位 kW 1kW=1000W

1w=1J/s,表示1秒钟内所做的功为1J。

 

三、功的原理

作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。

简单机械的作用是什么?

省力 省距离 改变力的方向

那么使用简单机械可以省力,或者省距离,能省功吗?我们来看一下,要把重物运到高处,有哪些方法?

(1)用手直接把物体提上去

(2)用杠杆把物体提上去

(3)用动滑轮或者滑轮组把物体提上去

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:

对于理想机械而言,使用机械做功等于直接用手所做的功。

对于实际机械而言,使用机械做功大于直接用手做的功。

3、不省功的原因是什么?

因为省力的机械必定费距离,省距离的机械一定费力,而功=力x距离,省了多少力,必定费多少距离,

所以力x距离不变,因此不能省功。

4、既然任何机械都不能省功,但人们为什么还要使用机械呢?

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)

 

四、机械效率: 

1、有用功和额外功
①有用功定义:对人们有用的功,有用功是必须要做的功。
例:提升重物W有用=Gh
②额外功:
额外功定义:并非我们需要但又不得不做的功
例:用滑轮组提升重物W额= G动h(G动:表示动滑轮重)
③总功:
总功定义:有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。
公式:W总=W有用+W额,W总=FS

2、机械效率
①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:η=W有用/W总
③提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
④说明:机械效率常用百分数表示,机械效率总小于1

 

五、机械能

1、动能
①能量:物体能够对外做功(但不一定做功),表示这个物体具有能量,简称能。
②动能:物体由于运动而具有的能叫做动能。
③质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。

2、势能

①重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
物体被举得越高,质量越大,具有的重力势能也越大。
②弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越大。
③势能:重力势能和弹性势能统称为势能。

 

六、机械能及其转化

1、机械能:动能与势能统称为机械能。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。

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。

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