044 第四章 简单机械功和机械能

简单机械，功和能一．基础回顾一）、功1、力学中的功②力学里所说的功包括两个必要因素：一是______________;二是__________________。

2、功的计算：②公式：W=__________ ③功的单位：焦耳(J)，1J= 1N ·m 。

3、功的原理：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。

二）、机械效率1、有用功和额外功①有用功 例：提升重物 W 有用=Gh②额外功： 例：用滑轮组提升重物W 额= __________ (G 动：表示动滑轮重) ③总功： 公式：W 总=W 有用+W 额，W 总=______________2、机械效率定义：有用功跟总功的比值。

公式：η=__________说明：机械效率常用百分数表示，机械效率总_____于1三）、功率①物理意义：功率是表示做功_____的物理量。

②定义：__________内所做的功叫做功率③公式：P =_______________ ④单位：瓦特(W)、千瓦(kW) 1W=1J/s 1kW=103W四）、动能和势能1、动能 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越_____;运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_____。

2、势能 ①重力势能：物体被举得越高，质量越大，具有的重力势能也越_____。

②弹性势能：物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越_____。

③势能：重力势能和弹性势能统称为势能。

五）、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_____，或者说，机械能是守恒的。

2、动能和重力势能间的转化规律：六）、杠杆：1.杠杆上的概念2.杠杆的平衡条件：公式：_______ ，也可写成：七）、滑轮：11二．练习：一）、选择题1．下图中属于费力杠杆的是（ ）2．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆 （ ）A ．仍能平衡B ．不能平衡，大球那端下沉C ．不能平衡，小球那端下沉D ．无法判断3、如图所示，B 端悬挂一重为G 的重物，不计杠杆自重，在A 点施加动力F 使杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）A .因为OA 大于OB ，所以F 小于G ；B .F 的大小可能大于G ；C .因为B 点受到的拉力是向下的，所以F 的方向一定向上；D .当杠杆平衡时，一定满足G ×OB=F ×OA 。

要点简析一、简单机械1．为了省力，应选用动力臂长、阻力臂短的杠杆，但使用这种杠杆时，动力通过的距离要比阻力通过的距离长；阻力臂长的杠杆虽费力，但使用时，动力通过的距离比阻力通过的距离小，工作方便，在使用杠杆时，不能同时做到又省力，又少移动距离。

2．轮轴是杠杆的变形。

使用轮轴时，动力作用在轮上可省力。

3．使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮能省一半力；使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重量由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重量的几分之一。

4．滑轮组中动滑轮的个数为m，当绳的固定端系在动滑轮的框架上时，则“承担重力”的绳子段数n=2m+1，当绳的固定端系在定滑轮的框架上时，则“承担重量”的绳子段数n=2m。

二、功机械能1．力和在力的方向上移动的距离是作功的两大要素，缺一不可。

没有力也无所谓作功；虽有力的作用，但在力的作用方向上没有移动距离，这个力也没有作功。

作用在物体上的力，使物体沿着力的方向移动了一段距离，那么这个力就对物体作了功。

2．简单机械基本上可以分为二大类，一类称为杠杆类机构、如杠杆、滑轮、轮轴；另一类是斜面类机械，如斜面、螺旋等。

这二类简单机械在不考虑无用功的情况下都可以用功的原理来研究。

功的原理是机械的基本原理。

它告诉我们，使用机械并不能省功。

虽然不能省功，使用机械还是有很多好处的：有的可以省力，有的可以少移动距离，有的可以改变力的方向使做功方便。

3．摩擦是普遍存在的，所以使用简单机械时，不可避免地要克服摩擦阻力做功；简单机械本身有重量，在提起重物时又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分无用阻力要做功。

所以，动力对机械所做的功（总功），除了包含有用功之外，还包括上述的额外功。

有用功只占总功的一部分。

有用功在总功里所占的百分比，叫做机械效率。

由于有用功总小于总功，所以，机械效率总小于1。

提高效率的方法：减小无用功便可提高机械效率。

减少摩擦，减轻机械的重量这些都是减小无用功的办法。

初中物理功和机械能知识点总结一、功的概念和表达式1.功的定义：在力的作用下，物体发生位移，且力和位移方向相同时，物体所发生的力乘以位移的乘积称为功。

2. 功的表达式：功 = 力× 位移× cosθ（θ为力和位移的夹角）3.功的单位：焦耳（J）二、机械能的概念和计算1.机械能的定义：物体由于位置或运动而具有的能力称为机械能。

2.机械能的计算：（1）动能：动能是物体由于运动而产生的能量，动能的计算公式为：动能=1/2×m×v²（m为物体质量，v为物体速度），单位为焦耳（J）。

（2）重力势能：当物体在重力作用下发生位移时，重力做正功，物体由于位置上升而具有的能量称为重力势能。

重力势能的计算公式为：重力势能=m×g×h（m为物体质量，g为重力加速度，h为物体高度），单位为焦耳（J）。

（3）弹性势能：当弹性物体被拉伸或压缩时，物体发生形变，形变恢复时对外界做的功，物体由于形变而具有的能量称为弹性势能。

弹性势能的计算公式为：弹性势能=1/2×k×x²（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长或压缩的长度），单位为焦耳（J）。

三、功和机械能的转化1.能量守恒定律：一个封闭系统中，能量的总量保持不变。

2.功和机械能的转化：当外力对物体做功时，物体的机械能会发生转化。

当外力对物体正做功时，物体的机械能增加；当外力对物体反做功时，物体的机械能减小。

3.能量转化的例子：（1）自由落体运动：物体从高处自由落体下落时，重力做正功，物体的重力势能减小，动能增大。

（2）被抛体运动：物体从起始位置被抛起时，外力做负功，物体的动能减小，重力势能增大。

四、功率的概念和计算1.功率的定义：单位时间内所做的功称为功率。

2.功率的计算公式：功率=功/时间，单位为瓦特（W）。

3.功率与机械能的关系：功率等于单位时间内机械能的变化率。

五、简单机械和机械效率1.简单机械：杠杆、滑轮、斜面等不消耗能量而改变力的方向或大小的装置。

机械能守恒与简单机械原理在物理学中，机械能守恒定律是一个重要的基本原理，它与简单机械原理有着密切的关系。

机械能守恒定律指出，在没有摩擦和其他非弹性力的情况下，系统的机械能总量保持不变。

本文将围绕这个主题，讨论机械能守恒定律的应用以及简单机械原理的相关内容。

一、机械能守恒定律的定义与应用机械能守恒定律是指在机械系统中，系统的总机械能等于系统的势能和动能之和。

机械能守恒定律的数学表达式为：E = U + K其中，E表示系统的总机械能，U表示系统的势能，K表示系统的动能。

根据这个定律，当系统内部只有保守力做功时，机械能将保持恒定。

机械能守恒定律在日常生活和工程应用中有着广泛的应用。

例如，我们常见的摩天轮，当人们坐在摩天轮上时，摩天轮的机械能会在势能和动能之间不断转换。

在摩天轮最高点，势能最大，动能最小；而在摩天轮最低点，势能最小，动能最大。

这一现象正是机械能守恒定律的应用。

二、简单机械原理的概述简单机械是指那些由少数几个基本部件组成，利用人力或其他非电力源驱动的机械装置。

简单机械原理是理解和应用简单机械的基础。

下面简要介绍几种常见的简单机械原理。

1. 杠杆原理杠杆原理是指通过杠杆的运动来实现力量的放大或方向的改变。

杠杆有三个基本要素：支点，力臂和负载臂。

杠杆原理广泛应用于各种工具和机械装置中，如剪刀、撬棍等。

2. 轮轴原理轮轴原理是指利用轮与轴之间的相对运动来实现力的传递和改变。

常见的例子包括车辆的轮子和轴，机械钟的秒针和分钟针等。

3. 滑轮原理滑轮原理是指通过滑轮的旋转来改变力的方向和大小。

滑轮可以通过增加滑轮的数量来减小所需的力量，并改变力的方向。

滑轮原理在起重机、滑轮组等装置中得到广泛应用。

4. 斜面原理斜面原理是指通过斜面的倾斜来减小物体所受的垂直重力。

斜面原理的应用非常广泛，如坡道、斜面滑道等。

三、机械能守恒与简单机械原理的联系机械能守恒定律与简单机械原理是有密切联系的。

事实上，简单机械原理可以看作是机械能守恒定律在特定情境下的应用。

总复习（四）：简单机械、机械功和机械能二. 教学目标：1. 知道杠杆的支点和力臂。

理解杠杆平衡条件。

了解杠杆的应用，了解人体杠杆。

2. 了解定滑轮和动滑轮的结构和作用。

了解滑轮组。

知道滑轮组拉力的计算。

3. 理解功的原理，并会用功的原理推出斜面公式。

了解总功、有用功、额外功。

了解机械效率。

4. 理解功的概念。

知道功的单位。

5. 理解功率的概念。

知道功率的单位。

了解一些机器和生物体的功率。

6. 了解动能和势能的涵义。

了解机械能，了解动能和势能的相互转化。

三. 知识总结：1. 杠杆的概念：杠杆是一根能绕固定点转动的硬棒。

“固定点”、“硬”是其两个要素。

杠杆并不要求是直的。

2. 杠杆平衡条件：平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态。

平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

当杠杆满足这个条件时杠杆处于平衡状态。

实验表明：杠杆的平衡不同于一般物体（质点）的平衡，杠杆的平衡由力和力臂共同决定。

3. 杠杆的分类：4. 滑轮：滑轮可看作旋转的杠杆。

当滑轮静止或匀速转动时，也满足杠杆平衡条件。

5. 功：物理学上的做功包括两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是在作用力的方向上通过的距离，这两个因素缺一不可。

功的计算公式：W＝FS，功是一个物理量，它的单位是：焦，1焦＝1牛·米6. 功率：功率是表示物体做功的快慢，物体在单位时间内完成的功叫功率。

公式：P＝W／t，功率也是一个物理量，它的单位是：瓦特，1瓦特＝1焦／秒根据公式P＝W／t＝Gh／t，可知要测定人上楼时的功率，需要测量的量有：人的体重G 、楼高h ，上楼时间t 。

根据功率的导出式：P ＝Fv 可知功率一定时，要增大F ，必须减小v ，即汽车上坡时要换低速档。

7. 功的原理：使用任何机械时，动力对机械做的功，一定等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不省功。

这一规律是大自然对人类智慧的制约。

人凭智慧可以发明各种各样的机械，可以得到省力的好处，也可以得到省距离的好处或是改变力的方向，但不可同时既省力也省距离，即永远不会发明能省功的机械。

八年级上科学第四章知识点
科学作为一门研究自然和现象的学科，一直是学生们所必须学
习并深入理解的。

在八年级上，学生们将学习科学第四章的知识点，包括以下几个方面：机械、力和功、机械能、机械效率。

1. 机械
机械是一种改变力的方向或大小的装置。

它主要由滑轮、轮轴、杠杆和斜面组成。

除此之外，其他一些简单的机械包括齿轮和楔子。

学生们需要理解的是在理解这些机械时，应该掌握的一些基
本概念，包括力臂、力焦距和小力臂。

2. 力和功
力指的是改变其方向或大小的物体对物体的作用；功指的则是
力所作用于物体时所做的工作。

这意味着更大的力可以做更多的功，而更小的力则需要更大的距离才能做相同的功。

3. 机械能
机械能是物体的运动状态。

学生们需要理解机械能的概念，包括势能、动能和机械能等等。

机械能是由物体的位置和速度决定的，因此它是一种相对的概念。

在这个过程中，学生们需要掌握机械能守恒定律，即机械能不会被消耗或破坏，而是可以转换为其他的形式。

4. 机械效率
机械效率指的是机械所能完成的工作与应用到它上面的能量之间的比率。

当机械的效率较高时，它将完成更多的工作，并消耗更少的能量。

学生们应该理解机械效率的概念和计算机械效率的公式。

定期练习将有助于他们对这些概念和计算方法的理解和掌握。

总之，在初中阶段学生们需要掌握科学基本概念，深入理解科学知识。

通过学习八年级上科学第四章的知识点，学生们将获得更多的机会来掌握和理解自然及其现象。

因此，我们应该尽可能多地给他们提供学习科学的机会，从而帮助他们建立一个坚实的科学基础。

功和机械能知识点总结一、功的概念和计算方法1. 功的定义：当一个力沿着其作用方向移动物体时，力所做的功等于力与物体位移的乘积。

2. 计算公式：W = F·s·cosθ3. 常见单位：焦耳（J）、千瓦时（kWh）二、机械能的概念和分类1. 机械能定义：物体在运动中所具有的能量称为机械能。

2. 机械能分类：（1）动能：物体由于运动而具有的能量，公式为K = 1/2mv²。

（2）势能：物体由于位置或形状而具有的能量，包括重力势能、弹性势能等。

三、机械能守恒定律1. 定义：系统内所有物体在相互作用下，机械能总量保持不变。

2. 公式表达：K₁+U₁=K₂+U₂四、简单机械原理和应用1. 杠杆原理：杠杆平衡条件为F₁×l₁=F₂×l₂，应用于撬棍、钳子等工具。

2. 轮轴原理：轮轴平衡条件为F₁/F₂=r₁/r₂，应用于车轮、滚筒等机械。

3. 滑轮原理：滑轮平衡条件为F₁=F₂，应用于起重机、绳索等。

五、动能定理和功率1. 动能定理：物体受到外力作用时，动能的变化量等于所做功的大小。

2. 公式表达：W = ΔK3. 功率定义：单位时间内所做的功称为功率。

4. 公式表达：P = W/t六、摩擦力和摩擦系数1. 摩擦力定义：两个物体相互接触并相对运动时产生的阻碍运动的力称为摩擦力。

2. 摩擦系数定义：描述两个物体间摩擦程度大小的比例因子称为摩擦系数。

3. 静摩擦系数和动摩擦系数：当两个物体相对静止时，所需施加的最小力称为静摩擦力；当两个物体相对运动时，所需施加的最小力称为动摩擦力。

七、弹性碰撞和非弹性碰撞1. 弹性碰撞定义：在碰撞过程中，物体之间没有发生形变或者形变可以恢复的碰撞称为弹性碰撞。

2. 非弹性碰撞定义：在碰撞过程中，物体之间发生形变或者形变不能恢复的碰撞称为非弹性碰撞。

3. 完全非弹性碰撞：在完全非弹性碰撞中，两个物体合并成一个物体并保持静止。

八、重力和万有引力1. 重力定义：地球对物体产生的吸引力称为重力。

功和机械能第1节 功1、功的初步概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。

2、功包含的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。

3、功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积（功＝力×力的方向上的距离）。

4、功的计算公式：W =Fs用F 表示力，单位是牛（N ），用s 表示距离，单位是米（m ），功的符号是W ，单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J ，1 J=1 N•m 。

5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式可以写成W =Gh ；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成W=fs 。

6、功的原理；使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。

6、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs ）等于直接用手所做的功（Gh ），这是一种理想情况，也是最简单的情况。

第2节 功率1、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。

2、功率的定义：单位时间内所做的功。

3、计算公式：P =W t=Fv 其中W 代表功，单位是焦（J ）；t 代表时间，单位是秒（s ）；F 代表拉力，单位是牛（s ）；v 代表速度，单位是m/s ；P 代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W 。

4、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W ）、千瓦（kW ）1W=1J/s 、1kW=103W 。

第3节 动能和势能一、能的概念如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。

能量和功的单位都是焦耳。

具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。

二、动能1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。

2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度．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，它的动能越大。

3、一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。

什么是功1．学会从物理现象中归纳简单的规律，知道功的概念。

2．知道做功的两个必要因素。

3．理解功的计算公式W=Fs，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算。

教学重点：经历建立机械功概念的过程，学会用公式对功进行简单的计算。

教学难点：理解功的概念，会用功的两个必要因素判断力对物体是否做功。

故事引入：大华同学是一个品学兼优的好学生，不仅学习好，在家里也经常帮爸爸妈妈做一些力所能及的家务。

星期天，大华上午去买了30斤大米，午饭后又帮妈妈收拾碗筷，接着又去井边帮爸爸把一大桶水提回家，累得满头大汗。

大华的爸爸是个物理教师，他说：“大华今天很辛苦、很劳累，但从物理学的角度来看，你今天做这几项家务活时，并没有做功！”。

大华百思不得其解。

大华的爸爸说得对吗？如何从物理学角度来理解这个问题呢？（一）怎样才叫“做功”1．通过实验，体验“做功”学生实验1：用力沿水平方向推着小车前进（如图1所示）。

描述观察到的现象：小车在水平推力作用下，移动了一段距离。

要求：用示意图表示出小车所受的推力以及运动过程情况。

点拨：此例中小车在水平推力F作用下，移动了一段距离S。

学生实验2：用力将地上的物体拿到桌面上来。

描述观察到的现象：物体在力的作用下，向上移动了一段距离。

要求：用示意图表示出物体所受的拉力以及运动过程情况。

点拨：此例中物体在拉力F作用下，向上移动了一段距离S。

2.找找共同点，建立功的概念仔细观察两示意图，比较一下，看看有什么共同点：（1）这两幅图中同学的活动有什么共同点？（2）物体为什么会移动一段距离？（3）移动的距离和力之间有何关系？共同点：物体作用，并沿这个力的方向。

3. 功的概念：物理学中规定：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”）(二) 如何判断力是否对物体做功：1．做功的两个必要的因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。

2．分析下列物体受到的力，并指出力对物体是否做功。

简单机械和功机械能和内能例题讲析下面结合一些例题来进行分析,谈谈解题的思路、策略和方法.例1一次,检查员发现某药店的一台天平左右两臂不相等,于是责令营业员停止使用该天平,但这时却刚好跑进来一顾客,要求购买200g药品,营业员急中生智地对检查员说:我先在左盘里放药品,右盘放100g砝码,然后再在左盘放100g砝码,右盘放药品,这样一次药品的质量多于100g,一次药品的质量少于100g,两次扯平了,刚好200g,这样,谁也不吃亏.你认为营业员说的是否正确?分析天平应是一等臂杠杆,若两臂不相等,则所称量的物体质量就不准确.本题可看成是一道含有两全过程的计算题,必须通过计算才能知道两次称量出的总质量是否为200g.解方法1先设左右两边力臂之比为l1:l2.再分别计算出两次称出的药品质量M1、M2,加起来看是否等于200g.M1×l1=100g×l2100g×l1=M2×l2方法2利用力与力臂成反比得:100g:M1=M2:100g得M1×M2=(100g)2,即M1+M2>200g.点评解杠杆类题目一般都是根据其平衡条件列出关系式,有一个过程列一个方程,再解出结果.例2用滑轮组提起质量为200g的物体.作用在绳子自由端向上的拉力为0.49N,绳子自由端移动的距离为0.5m,物体升高的距离为0.1m.(1)求此过程中的有用功、总功和滑轮组的机械效率;(2)画出实验时滑轮组的绕绳方法.分析(1)有用功等于物重和物体升高距离的乘积;总功等于拉力和绳子自由端移动距离的乘积;机械效率等于有用功和总功的比值.(2)使用滑轮组时,重物由几段绳子承担,绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍.本题中绳子自由端移动的距离是物体升高的5倍,所以重物由5段绳子承担.绳子的一端应系在下面的动滑轮上,由于重物是由5根绳子承担,所以要两个动滑轮,自由端向上,所以也要两个定滑轮.解(1)W有用=G·h=2N×0.1m=0.2J,W总=F·s=0.49N×0.5m=0.245J,=0.82=82%.(2)绳子绕法如图1所示.点评在画滑轮组时,动滑轮的个数由承担重物绳子的段数决定,段数为偶数,固定端就在定滑轮上,动滑轮个数为段数的一半;段数为奇数,固定端就在动滑轮上,动滑轮个数为段数减1的一半.动滑轮个数和固定端定下来之后,再看自由端是向上还是向下,就可确定定滑轮的个数.例3某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图2所示,取一块与自己等长的木板,一端固定另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡.如果该同学身高160cm,质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重137.2N的物体,木板再次水平平衡.(1)该装置中滑轮的作用是.(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是.(3)请通过计算说明该同学的重心位置.(g取9.8N/kg)分析本装置是利用杠杆平衡条件来测重心位置的,将木板看成杠杆,O 为支点,先在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡,人平躺到木板上后,相当于在人的重心处对木板作用一向下的大小等于人重的力,要使杠杆仍平衡,必须通过向托盘中再加重物使绳子的拉力增大.使增加的阻力和阻力臂乘积与动力和动力臂乘积相等.解(1)改变力的方向;(2)使木板水平平衡,排除木板重力对实验的影响;(3)该同学的重心位置离O点(头顶)距离为l2,F1l1=F2l2得:137.2N×160cm=40×9.8N×l2l2=56cm.答该同学的重心位置离O点(头顶)距离为56cm.点评在用此装置测人重心位置时,也可不测人的质量.其方法是:人先头朝O点平躺到木板上测一次,再脚朝O点平躺到木板上测一次,根据两次测出的数据分别列出两个关系式,解出重心位置.例4如图3所示,与水平方向分别成60°和30°的两根细线吊着一根均匀直棒,直棒保持水平.若直棒重为G,求两细线的拉力.分析可将直棒看成杠杆,由于直棒是静止的,其支点可根据题目需要而定.要求B端细线的拉力,可选A端为支点,动力为B端细线的拉力,阻力为棒AB的重力,作用点在重心处(AB的中点),画出并求出它们的力臂(都用棒长L表示),根据杠杆平衡列出关系式,就可解出B端细线的拉力FB.取B 点为支点,用同样的方法可解出A端细线的拉力FA.态,都可当杠杆来处理.支点可任意定,但为了解题方便,往往将支点定在某一力的作用点上.例5兰兰和芳芳测定好滑轮组机械效率后,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:猜想l:可能与匀速提升的速度大小有关;猜想2:可能与被提升的钩码重力有关;猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关;猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算;(2)请根据她们的实验记录,分别在表中写出探究结果;(3)归纳她们的实验探究,你所得的结论是:.分析(1)首先设物体上升的高度为h,根据兰兰的第1组记录算出承担重物绳子的段数,再根据兰兰的第2组记录和绳子的段数算出第2组中的机械效率.(2)兰兰在实验中提升物体的速度大致相同,而所挂钩码重不同,得出的机械效率也不同,说明猜想2是正确的;芳芳在实验中,所挂钩码重相同,提升速度不同,得出的机械效率相同,说明猜想1是错误的.(3)猜想2正确,猜想1错误,可知猜想3也是错误的.在计算机械效率时,设出的高度h被消掉,也就是说明机械效率与h无关.猜想4也是错误的.解(1)由η=W有用/W总得:η2=15N×h/6N×3h=83.3%.(2)速度相同,所挂钩码越重,机械效率越大;机械效率与速度大小无关.(3)只有猜想2正确.点评物理中许多科学探究的问题都受几个因素共同影响,控制变量法是解决这类问题的最有效的方法.运用“控制变量法”可以使物理量的变化简化为分别与各个单因素的变化有关的问题,逐一分析、解决,从而降低物理问题的分析难度.例6近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场.以下是我国某品牌轿车的测试报告.(1)汽油的热值q=3.3×107J/L,燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qV,式中V表示燃料的体积.请计算该品牌轿车在测试过程中,汽油完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率.(g取10N/kg)(2)近年来,我国部分省份开始推广使用乙醇汽油,乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成,已知乙醇的热值q=2.4×107J/L,设混合后总体积不变,请计算乙醇汽油的热值.(3)乙醇,俗称酒精.推广使用乙醇汽油,有何积极意义?(请写出一点)分析(1)轿车前进100km所需能量就等于克服阻力所做的功,9L汽油完全燃烧放出的热量Q=qV.所需能量和热量之比就是所求的效率.(2)0.1L乙醇完全燃烧放出的热量与0.9L汽油完全燃烧放出的热量之和就是1L乙醇汽油完全燃烧放出的热量.可得出乙醇汽油的热值.(3)可从环保或节约能源的角度来说明.解(1)E=Fs=0.08×9000N×100×103m=7.2×107JQ=qV=3.3×107J/L×9L=29.7×107Jη=E/Q×100%=24.2%.(2)q乙醇汽油=(0.1L×2.4×107J/L+0.9L×3.3×107J/L)/1L=3.21×107J/L.(3)减少CO2的排放,有利于环境保护.点评(1)所谓效率是指有效利用部分占总体的比值.在计算效率的题目中,要看清题目要求计算的是什么效率,要弄清哪些是有效利用部分,哪些是总体.例如简单机械的效率则是机械对外做的有用功和机械对外界做的总功的比值;热机的效率则是转变为有用功的热量跟燃料完全燃烧时实际放出的热量的比值;本题所求的效率则是发动机牵引轿车前进所需能量和汽油完全燃烧产生的内能的比值.(2)本题热值和课本中热值单位有区别,课本中的单位是J/kg,它表示1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,本题热值指的是体积为1L某种燃料完全燃烧放出的热量.两种燃料混合后热值的计算方法是:取出单位质量(或体积)的混合物,分别算出其中各种燃料的质量(或体积),并根据各自热值算出它们完全燃烧后放出的总热量,总热量的数值就等于混合物的热值.在计算混合物的密度、混合物的比热时都可采用此方法.。