初中物理功及机械能讲义.doc
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1、本章是初中力学板快中重要部分,历年中考重点分布在:①理解动能、势能、机械能的概念及能量大小的决定因素,能解释一些能量转化现象,②理解功的概念,会利用公式计算,③理解功率的概念,会利用公式计算,④理解机械效率的概念,结合简单机械进行有关机械效率的概念。
2、概括起来讲主要考查两大类:(一)功、功率、机械效率综合应用(二)动能和势能的相互转化。
3、考试题型以填空题、选择题和实验题(常考斜面机械效率)居多,计算题等。
4、本章对机械效率的考查每年必考,2004—2008年都有所设计。
预计2009年中考仍对以上考点进行考查。
15.1功一、功1.力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。
(原因是足球靠惯性飞出)。
3.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳,1J=1N·m。
把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
5.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。
③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
二、功的原理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:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)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)。
初中物理功和机械能所有知识点全整理以下是初中物理功和机械能的所有知识点的整理:1.功的概念和计算:-功是力在物体上的作用产生的结果,用于衡量力对物体的影响。
- 功的计算公式:功(J)=力(N)× 距离(m)× cosθ,其中θ为力和移动方向之间的夹角。
-单位:国际单位制中,功的单位是焦耳(J)。
2.功的分类:-正功:当力和移动方向相同时,力对物体进行正功。
-负功:当力和移动方向相反时,力对物体进行负功。
-零功:当力的作用点与物体的移动方向垂直时,力对物体不做功。
3.功率的概念和计算:-功率是衡量单位时间内完成的功的多少,也可以理解为单位时间内能量的转化速率。
-功率的计算公式:功率(W)=功(J)/时间(s),或者功率=力(N)×速度(m/s)。
-单位:国际单位制中,功率的单位是瓦特(W)。
4.机械能的概念和计算:-机械能是物体由于位置、形态及动能而具有的能量。
-机械能的计算公式:机械能(J)=势能(J)+动能(J)。
- 势能:物体由于位置而具有的能量。
势能的计算公式:势能(J)= mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的垂直高度。
- 动能:物体由于运动而具有的能量。
动能的计算公式:动能(J)= 1/2mv^2,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
-机械能是守恒的,只要没有外力做功或受到摩擦、阻力等非保守力的影响,机械能在运动中保持不变。
5.能量转化与守恒:-能量转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
-能量守恒定律:在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
能量既不能被创造也不能被销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
-例子:弹簧弹性势能转化为机械能,物体的势能转化为动能。
以上就是初中物理功和机械能的所有知识点的全整理。
这些知识点包括功的概念和计算、功的分类、功率的概念和计算、机械能的概念和计算以及能量转化与守恒。
理解和掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用功和机械能的概念。
功和机械能一、功1、功(1)力学中的功:如果一个力作用在物体上,物体移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。
(2)功的两个因素:一个是,另一个是。
(3)不做功的三种情况:①物体受到了力,但。
②物体由于惯性运动通过了距离,但。
③物体受力的方向与运动的方向相互,这个力也不做功。
2、功的计算(1)计算公式:物理学中,功等于力与力的方向上移动的距离的。
即:W=。
(2)符号的意义及单位:表示功,单位是(J),1J=1N·m;表示力,单位是(N);s 表示距离,单位是米(m)。
(3)计算时应注意的事项:①分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F 的方向上通过的距离,必须与“F”对应。
③F、s 的单位分别是N、m,得出的功的单位才是 J。
3、功的原理——使用任何机械。
如何判断物体的做功情况1.理解判断的依据依据:见课本P207——做功的两个必要因素.重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”.2.明白不做功的三种情况A.物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离(如见课本中的图14—2).此情况叫“劳而无功”.B.物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动).此情况叫“不劳无功”.C.物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动).此情况叫“垂直无功”.3.在分析做功情况时还应注意以下几点A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功.B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功.C.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功.比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs.(二)对公式W=Fs的理解1.公式一般式W=Fs常用式W=Gh(克服重力做功)或W=f阻s(克服摩擦阻力做功)2.单位焦耳(J)3.注意事项A.有力才有可能做功,没有力根本不做功.B.F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从ft脚顺着一之字形的ft路爬到ft顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是ft路的长,而是从ft脚到ft顶的高)C.做功的多少,由W=Fs决定,而与物体的运动形式无关.(三)怎样理解功率的概念1.物理意义表示物体做功的快慢.2.定义物体在单位时间内所做的功.3.计算式P=W/t.4.单位瓦(W).5.注意事项A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率” 则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:功率与功和时间两个因素有关.B.由P=W/t变形为P=F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比.(四)理解功的原理,明白有用功、总功、额外功的含义及其关系1.功的原理使用任何机械都不省功.A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重):W人对机械=W机械对物体=W手或W总=W有.B.对于实际机械:W人对机械(W总)>W机械对物体(W有)或W总=W有+W额.二、机械效率1、有用功——W 有用:使用机械时,对人们有用的功叫有用功。
第十五章:功和机械能1.功(理化教研组:罗进德)教学目标:知识与能力●结合实例知道机械功的概念。
●通用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
●理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。
过程与方法●通过观察和实验了解功的物理意义。
情感态度与价值观●具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重难点突破1.重点:做功的两个要素;功的原理。
2.难点:功的概念3.教学突破:课前引导学生预习,搜集力做功和不做的实例(能搜集多少算多少)。
引导学生从实际生活出发走进物理,再引导学生从物理走向生活,举出生活中力做功和力不做的实例。
课型:新授课.课时安排:1课时教学用具:杠杆、铁架台、滑轮、钩码、弹簧测力计、细线。
教法说明: 启发、引导学生讨论力做功的和力不做功的实例,归纳力做功的两个要素,通过板画引导学生分析功的计算公式并结合公式推导功的单位,对于功的原理可通过演示实验或Flash动画完成学习任务。
学法指导:课前:预习《功》,找出生活中力做功和不做功的实例,思考使用机械能不能省功。
课堂:积极参与讨论、归纳总结功的两要素,观察演示实验或动画搞清使用机械能不能省功。
课后:认真总结所学内容做好笔记,通过作业巩固所学知识,继续找出生活中力不做和力做功的实例,运用功的知识解决生活中存在的问题。
师生互动设计:教师为学生创造良好的讨论情景,充分肯定学生的活动能力和讨论结果,从而鼓励学生积极学习活动。
学生积极投身于教师提出的问题的讨论活动中,与教师一道学习。
教学过程:一.创设情景,引导学生进入学习状态教师引导学生阅读课本P103文字,明确本章学习内容及目标。
教师:我们经常听到功这个词,它有什么含义?学生认真思考后回答.教师对学生的回答给予肯定的评价后指出:“功”是个多义词,有“贡献”的意思,如功劳、立功;还具有“成效”的意思,如成功、事半功倍等。
力学里的功包含有“成效”的意思,但是它还具有更确切的含义。
考点及命题趋势1、本章是初中力学板快中重要部分,历年中考重点分布在:①理解动能、势能、机械能的概念及能量大小的决定因素,能解释一些能量转化现象,②理解功的概念,会利用公式计算,③理解功率的概念,会利用公式计算,④理解机械效率的概念,结合简单机械进行有关机械效率的概念。
2、概括起来讲主要考查两大类:(一)功、功率、机械效率综合应用(二)动能和势能的相互转化。
3、考试题型以填空题、选择题和实验题(常考斜面机械效率)居多,计算题等。
4、本章对机械效率的考查每年必考, 2004—2008 年都有所设计。
预计 2009 年中考仍对以上考点进行考查。
知识点概要15.1 功一、功1.力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m 远,足球飞出10m 的过程中人不做功。
(原因是足球靠惯性飞出)。
3.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳, 1J=1N· m。
把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
5.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。
③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦” )单位搞混。
二、功的原理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:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)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)。
3.应用:斜面①理想斜面:斜面光滑;②理想斜面遵从功的原理;③理想斜面公式: FL=Gh,其中: F:沿斜面方向的推力; L:斜面长; G:物重; h:斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为 f ,则: FL=fL+Gh;这样 F 做功就大于直接对物体做功 Gh。
15.2 机械效率有用功:定义:对人们有用的功。
.1-公式: W=Gh(提升重物) =WW=ηW总总有用额 =Gh斜面: W有用.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
2 (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)=G-Wh公式:W=W动总额有用=fL斜面: W 额.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功 3=FS= W/η 公式: W=W+W 有用有用总额 = fL+Gh=FL W斜面:总4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:面:斜定滑轮:动滑轮:滑轮组:表示 60%1 ③有用功总小于总功,所以机械效率总小于。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为。
有用功占总功的 60% ④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5机械效率的测量:.①原理:F、绳的自由端移动的距离Sh、拉力。
G②应测物理量:钩码重力、钩码提升的高度③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
15.3 功率1.定义:单位时间里完成的功。
物理意义:表示做功快慢的物理量。
. 2公式:3.kW mWW马力。
4.单位:主单位;常用单位63 W 1马力1kW=101mW=10W=735W。
换算:某小轿车功率 66kW,它表示:小轿车1s 内做功 66000J 。
机械效率和功率的区别:5.功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
机械能 15.4 动能和势能 15.5 (书:机械能及其转化)15.4一、动能和势能能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
1.理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。
如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。
也不一定要做功。
知识结构:2.探究决定动能大小的因素:3.①猜想:动能大小与物体质量和速度有关。
方法:控制变量。
实验研究:研究对象:小钢球·如何判断动能大小:看小钢球能推动木块做功的多少。
·如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同。
·如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下。
③分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时;速度越大动能越大。
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时;质量越大动能越大;④得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
-1 )s 动能 E/J .(速度 v/m 质量物体m/kg75约5.0 约 600约牛9006约约 50约中学生练习:☆上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据:分析数据,可以看出对物体动能大小影响: 1/12 ,而速度约为牛的12 人的质量约为牛的倍,此时动能为牛的12较大的是速度。
你判断的依据倍,说明速度对动能影响大。
4.机械能:动能和势能统称为机械能。
理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
二、动能和势能的转化1.知识结构:动能和重力势能间的转化规律: 2 .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。
4.动能与势能转化问题的分析:⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。
三、水能和风能的利用识结构:.知 12 .水电站的工作原理:利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
练习:☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么?大坝为什么要设计成上窄下宽?答:水电站修筑拦河大坝是为了提高水位,增大水的重力势能,水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能。
本章经典例题1 、下列现象中,力没有对物体做功的是()例A、用力将铅球掷出B、将书包背上楼C、骑自行车匀速前进 D 、人提着水桶在水平地面上行走考点:对做功两个必要因素的判定及计算 1 、两个必要因素缺一不可。
、下列说法正确的是()例 2 、有用功越大,机械效率越高B、总功一定,额外功越大,机械效率越高A D 、有用功与总功的比值越大,机械效率越高C、有用功一定,额外功越小,机械效率越高F、机械效率的大小与功率大小无关 E、功率大的机械,其机械效率越大 1H、机械效率总小于 G、机械效率低的机械,做功就少拓展:考点:对机械效率和功率的理解这个整体决定。
这个式子很重要,也是解 1、机械效率由有用功与总功的比值决定,即由决某些计算题的方法和思路。
、功率和机械效率是两个概念,二者没有任何关系。
2200N0.8m/s 的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为 3 例、(一)如图一所示滑轮组、将 480N的物体以(不计摩擦和绳重)求: 1)滑轮组的机械效率((2)拉力 F 的功率( 3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做多少功?FAF图二G 图一(二)如图二所示,物体 A 以 2m/s 的速度在水平地面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3N,水平拉力 F=_____N,物体 A 受到的摩擦力 f=______N,2s 内拉力 F 所做的功 W=______J,拉力 F 的功率 P=______W。
( 滑轮、测力计、绳重不计,绳子与滑轮间摩擦力不计)拓展:考点:功、功率、机械效率与简单机械的综合应用 1 、对物体进行正确的受力分析,选择相应的公式。
.在冰 4、(一)下列物体中: A.挂在屋顶上的电灯; B.被拉开的弹簧门; C.空中飞行的小鸟; D 例具有动能的.从斜坡上滚下的石头; F.在车;只平直公路上行驶的汽场上滑行的运动员; E 的能具有势既具有动能,又具有势能的是是、、只。
是(二)下列说法正确的是() A 、质量大的物体一定比质量小的物体所具有的重力势能大。
、速度大的物体一定比速度小的物体所具有的动能大。
BC、一个物体没有做功,它也可能具有重力势能。
D、一个物体具有能量,则它一定具有动能或势能。
例 5、(一)(07 维坊)如图三所示,小明乘电梯匀速上升的过程中()PV1V2V3A B C图三图四A、动能转化为势能,机械能不变。
B、动能转化为势能,机械能增大。
C、动能不变,势能增大,机械能增大。
D 、动能不变,势能不变,机械能不变。
(二)有一辆洒水车自东向西匀速洒水,则在此过程中()A 、动能不变势能不变,机械能不变。
B 、动能不变,势能减小,机械能减小。
C 、动能减小,势能减小,机械能减小。
D 、动能减小,势能减小,机械能减小。
例 6、如图四所示,同一物体分别从三个不同斜面PA、PB、PC、的顶端由静止滑下,已知物体在三个斜面上下滑动的摩擦力均为 f (f>0 )。
当物体从斜面顶端P 分别滑到底端 A、B、C 处时,速度分别为V1、V2、V3,则()A 、 V1>V2>V3B、V1<V2<V3C、V1=V2=V3 D 、 V1>V3 > V2练习:1.图 9-1 中,重为 500N的物体与地面间的摩擦力是 150N,为使物体匀速移动,必须在绳端加以 60N的水平拉力,则滑轮组的机械效率约为 __________。