中考物理知识要点第十一章功和机械能[新人教版]

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第十一章功和机械能
第一节功
1、功包括的两个必要因素:
⑴、作用在物体上的力;⑵、物体在这个力的方向上通过的距离。


注意:当看到题目中有力的大小和距离的大小时,不要盲目的认为这个力做了功。

这时,应该判断一下距离是否是沿力的方向的,或者说物体运动的方向与物体所受力的方
向是否一致,如果一致则这个力做了功,反之力没有做功。

有时题目中有几个力和
几个距离,这时如果求功的大小,应先确定每个力是否做功,然后确定所对应的距
....
离.,最后求功的大小。

2、功的计算:用两样大小的力推动小车在水平地面上前进200米产生的成效是前进100米
的2倍;把2kg的物体提升一定的高度是把1kg物体提升同样高度产生成效的2倍。

怎样能把力产生的成效,也就是做的功正确的表示出来呢?
力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的
..的乘积。


........距离
表达式为:功 = 力× 距离★
注意:此距离应理解为物体在力的方向上通过的距离。

公式:W = F s ★
F表示力,s表示沿力的方向移动的距离,W表示功
单位:牛·米(是力和距离的单位组合成的,通常不用)
焦耳(国际单位)简称焦,符号J ★
3、当作用在物体上的力的方向与物体运动的方向垂直
..时,这个力不做功;当作用在物体上
的力与物体运动方向相同
..时,这个力做功
4、一个力克服重力为G的物体匀速升高h高度时,竖直向上的力(F=G)所做的功为:W =
F h =
G h ,通常为了简便将Fh去掉,表示为W = G h ,看到这样的式子时通常可理解为竖直向上的力F克服物体受到的重力G,使物体竖直向上运动了一段距离,做了功。

第二节功率
1.比较做功的快慢时一般有三种情况:
(1)、做同样多的功,比较做功所用的时间,用时间少的做功快;
(2)、用同样多的时间,做功较多的做功快;
(3)、做功W不一样多,用的时间t也不相同,可以将功W除以时间t,就可以得到单位时间内对物体所做的功,这样就可以用(2)来比较做功的快慢了。

想一想,用时间除以功能不能比较做功的快慢呢?答案是能,想想为什么?
时间除以功得到的是做1焦耳功所用时间的多少,与方法(1)是相同的。

所以,也可以用来比较做功的快慢,但人们更习惯用“功除以时间”来比较做功快慢。

2.由于“功除以时间”可以表示做功的快慢,就象“速度表示物体运动的快慢”一样,人
们就把功除以时间叫做“功率”,来表示“做功的快慢”。

即:功与做功所用时间之比叫做功率(power )
用W 表示某个力做的功,t 表示做这些功所用的时间,P 表示这个力做功的功率, 则功率的表达式为 时间
功功率= t W P ★ 单位:功率的原始单位是由功的单位“焦耳”和时间单位“秒”组合而成“焦耳/秒”读做“焦耳每秒”,但通常不用这个单位,而是用“瓦特”,简称“瓦”符号“W ” 。

第三节 动能和势能
1. 物体能够做功,我们就说它具有“能量”(energy ),简称“能”。

判断物体是否具有能
量主要看物体“是否能做功”而不是是否做了功。

一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。

2. 洪水能冲走巨石、车辆、房屋等,运动的铅球可以把木块推走,说明运动的水、铅球都
能做功,运动的水、铅球都具有能量。

与之类似,物体由于运动而具有的能量叫做动能;一切运动的物体都具有动能。

3. 观察课本67页图11.3-2的实验为“探究物体的动能跟哪些因素有关”。

说明:实验中运动的钢球克服木块所受的摩擦力推动木块移动一段距离,对木块做功,钢球最终静止,动能为零,即钢球具有的动能全部耗尽,做功的多少为W =Fs =fs ,由于木块对水平接触面的压力等于重力,是一定的,接触面的粗糙程度也是一定的,即可知摩擦力f 一定,使我们进一步知道W 与s 成正比,即可以通过比较木块移动的距离s 的大小来判断钢球所具有的动能大小。

这种方法叫做转换法,与微小压强计的道理是一样的,都是将不可感知的物理量(液体的压强、钢球的动能)通过它们之间的必然联系转换成可以感知的物理量(液面高度差、移动的距离)
(1)、让同一个钢球A 分别从不同的高度由静止开始滚下,(此时实验是“探究动能的大小与物体运动的速度是否有关,有什么关系”)目的是让钢球A 到达水平面撞击木块B 时的速度不同,A 所在高度越高,撞击时的速度越快,出现的现象是木块B 被撞击的距离越远,说明钢球A 对木块B 做的功越多。

多次实验后现象相同,即可得出结论:质量相同时,物体的速度越大,动能越大。

(2)、改变钢球的质量,让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,(此时实验是“探究动能的大小与质量是否有关,有什么关系”)。

从同一高度滚下的目的是让钢球撞击木块时的速度是相同的。

多次实验出现的现象是:质量大的钢球把木块撞击出去的距离远,钢球克服摩擦力对木块做的功较多,说明质量大的钢球具有的动能大。

分析后即可得出结论:速度相同时,物体的质量越大,动能越大。

4. 观察68页“想想议议”中的限速标志,载重汽车质量较大,如果速度太快,具有的动
能将太大,容易引发严重的交通事故,造成巨大的损失,所以质量大的汽车限速低些。

5.物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。

物体的质量越大,位
置越高,它具有的重力势能就越大。

6.物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

物体的弹性形变越大,它具有的弹
性势能就越大。

7.重力势能和弹性势能统称为势能,是常见的两种势能。

第二节机械能及其转化
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2.观察课本71页图11.4-1,描述图中运动员的能量变化情况为:运动员在最高点时静
止,此时只具有重力势能,由于运动员受重力,他向下运动,从他的高度越来越低,速度越来越快可以判断出,他的重力势能越来越少而动能越来越大,重力势能转化为动能,直到接触到蹦床,蹦床对他的支持力等于他所受重力时为止。

运动员由于惯性继续向下运动,此时由于蹦床形变进一步增大,所以弹力开始大于重力,两个力的合力竖直向上,与他运动的方向相反,合力开始阻碍他运动,速度减小,弹性形变不断变大,动能转化为弹性势能,直到最低位置,运动员静止时为止,那一刻,动能为零,弹性势能最大。

然后在弹力作用下他又开始向上运动,整个过程开始反过来了。

从此例可以看出:动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化
3.图11.4-2中滚摆从最高点到最低点的过程中是重力势能转化成动能,反之,从最低
点上升至最高点的过程是动能转化为重力势能;单摆从A至B时是最高点到最低点,是重力势能转化成动能的过程,从B到C是从最低点到最高点的过程,动能转化成重力势能。

(这两个实验中由于有空气阻力和摩擦力的存在,机械能会逐渐消耗,转化成内能,最终装置因机械能耗尽而停摆,如果没有阻力,装置会不停的反复摆动,重力势能和动能不断进行转化)
4.能量如何转化可以借助物体的“高度”、“速度”“弹性形变程度”变不变,如何变来加
以判断。

5.自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。

拦河坝提高了上游水位,使水具
有了大量的重力势能,水流过水轮机带动发电机转动,整个过程中实现了重力势能转化成动能,又转化成电能。

6.卫星的近地点和远地点分别是卫星离地球最近的一点和最远的一点。

这两个点的高度
分别是最近和最远,重力势能分别是最小和最大。

在大气层外卫星不受阻力,只是重力势能和动能之间进行转化,所以,卫星从近地点向远地点运动时,卫星的动能转化成重力势能;从远地点向近地点运动时,卫星的重力势能转化为动能。