第拾五章《功和機械能》復習提綱一、功1、做功的兩個必要原因：（1）作用在物體上的力；（2）物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種狀況：（1）有力無距離：“勞而無功”之一，如搬石頭未搬動；（2）有力，也有距離，但力的方向和距離垂直：“勞而無功”之二，如手提水桶在水平面上走動。（3）有距離無力：（“不勞無功”），如物體在光滑平面上自由滑動，足球踢一腳後運動；3、功的計算：物體上的力與力的方向上通過距離的乘積。公式W=FS=Pt各量單位—W：J（焦耳）F：N（牛頓）S：m（米）P：W（瓦特）t：s（秒）4、國際單位：將N·m稱為焦耳簡稱焦，符號(J)1J=1N·m把一種雞蛋舉高1m，做的功大概是0.5J。5、公式應用注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中的S一定是在力的方向上通過的距離，且與力對應。③功的單位“焦”（1牛·米=1焦）。6、常見的功：克服重力做功：W=Gh克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何機械都不省功1、內容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功。2、闡明：①功的原理對于任何機械都合用。②使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是由于使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以變化力的方向，給人類工作帶來諸多以便。④對于理想機械（忽視摩擦和機械自身的重力）：人做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）3、應用：斜面①理想斜面：斜面光滑（不計摩擦）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；G：物重；h：斜面高度④實際斜面：斜面粗糙（考慮摩擦）若斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功FL就不小于直接對物體做功Gh。三、機械效率１、有用功：對人們有用的功。公式：W有用＝Gh（提高重物）=W總－W額=ηW總2、額外功：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h（忽視輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）3、總功：有用功加額外功或動力所做的功公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／ηηη=（1）公式：（2）有用功總不不小于總功，因此機械效率總不不小于1，一般用百分數表達。例如：某滑輪機械效率為60%表達有用功占總功的60%。η=η==5、機械效率的測①原理：②應測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提高的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線、還需刻度尺、彈簧測力計。④環節：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數大小不變。⑤結論—影響滑輪組機械效率高下的重要原因有：A、動滑輪重力大小和個數多少：提高同一物體用的動滑輪越重，個數越多則額外功相對就多而有用功不變，機械效率就越低。B、物體的重力大小：用同一滑能組所提高得重物越重，做的有用功相對就多而額外功不變，機械效率就越高。C、摩擦：若多種摩擦越大做的額外功就多，機械效率相對就低。D、繞線措施和重物提高高度不影響滑輪機械效率。四、簡樸機械的機械效率（1）斜面①W有用=G·h②W額外=f·S③W總=F·S=G·h＋fS（2）杠桿①W有用=G物·h②W額外③W總=F·S（3）定滑輪豎直方向提高重物（a）①W有用=Gh②W額外：摩擦及繩重③W總=F·S=F·h（4）定滑輪水平方向拉動物體（b）①W有用=f·S物②W額外：滑輪轉動摩擦③W總=F·SF=F·S物（5）動滑輪（a）及豎直方向滑輪組①W有用=G物·h②W額外不計繩重和摩擦時③W總=F·S=F·nh=（G物＋G動）·h（n為連接動滑輪繩子段數）不計繩重和摩擦時（6）動滑輪（b）及水平方向滑輪組①W有用=fS物②W額外：繩重及滑輪轉動摩擦③W總=F·SF=F·nS物（n為連接動滑輪繩子段數）注：a、所有機械克服自身摩擦做功均是額外功的構成部分，故對機械進行潤滑一般都可以提高機械效率．b、所有的有用功均等于不使用機械時所做的功c、對于所有機械均有五、功率：單位時間內做的功—P(單位：W)1、公式：2、單位：瓦特，簡稱瓦，符號W，常用單位kW，MW，馬力換算：1kW=103W1MW=106W1馬力=735W3、物理意義：表達做功快慢的物理量（與機械效率無關）。某小轎車功率66kW，它表達：小轎車１s內做功66000J4、機械中的功率5、功率和機械效率是兩個不一樣的概念。他們之間沒有可比性。（1）功率表達做功的快慢，即單位時間內完畢的功；（2）機械效率表達機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。六、機械能能量：一種物體可以做功，我們就說這個物體具有能①能量表達物體做功本領大小的物理量；能量可以用可以做功的多少來衡量。②一種物體“可以做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已經做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功，也不一定要做功。機機械能勢能重力勢能定義：物體由于被舉高而具有的能量決定其大小的原因：物體質量越大、舉得越高（高度），重力勢能就越大彈性勢能定義：發生彈性形變的物體具有的能量決定其大小的原因：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大動能定義：物體由于運動而具有的能量決定其大小的原因：物體速度越大、質量越大，動能就越大1、機械能：動能和勢能統稱為機械能。（1）理解①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同步具有動能和勢能的物體具有機械能。（2）探究決定動能大小的原因a、猜測：動能大小與物體質量和速度有關；b、試驗研究—研究對象：小鋼球措施：控制變量法c、怎樣判斷動能大小？看小鋼球能推進木快做功的多少；怎樣控制速度不變？使鋼球從同一高度滾下，則抵達斜面底端時速度大小相似；怎樣變化鋼球速度？使鋼球從不一樣同高度滾下；d、分析歸納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相似時；速度越大動能越大；保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相似時；質量越大動能越大；得出結論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。動能轉化轉化動能轉化轉化勢能彈性勢能重力勢能（1）動能和重力勢能間的轉化規律：①質量一定的物體，假如加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能；②質量一定的物體，假如減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能；（2）動能與彈性勢能間的轉化規律：①假如一種物體的動能減小，而另一種物體的彈性勢能增大，則動能轉化為彈性勢能；②假如一種物體的動能增大，而另一種物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉化為動能。3、動能與勢能轉化問題的分析①首先分析決定動能大小、重力勢能（或彈性勢能）大小的原因——看動能和重力勢能（或彈性勢能）怎樣變化——質量，速度，高度，彈性形變②機械能守恒：假如除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉化過程中機械能不變。③人造地球衛星的運動，近地點動能（速度）最大，勢能最小；遠地點勢能最大，動能（速度）最小，近地點向遠地點運動時，動能轉化為勢能，遠地點向近地點運動，勢能轉化為動能，整個過程機械能守恒。④滾擺上升下落過程中，假如不計空氣阻力，機械能守恒。上升動能轉化為重力勢能，下降重力勢能轉化為動能，最低點速度最大，動能最大，最高點重力勢能最大，動能最小，下降過程反之。考慮空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機械能轉化為內能。⑤題目中假如有“在光滑斜面上滑動”，“光滑”表達不計摩擦，沒有能量損失，此時機械能守恒。4、水能和風能的運用機械能的天然資源機械能的天然資源風能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發電5、水電站的工作原理：運用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能，水的一部分動能轉移到水輪機，運用水輪機帶動發電機把