文档介绍：该【初中物理功和能总复习】是由【sunny】上传分享，文档一共【40】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【初中物理功和能总复习】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1
?功和机械能?复****br/>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。
稳固:☆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,。
5、应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,或者说哪个施力物体对哪个受力物体做了功,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〞〔1牛·米=1焦〕。
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:
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功的原理包括两层含义〔一〕、对于理想机械〔忽略摩擦和机械本身的重力〕:使用机械时,人们所做的功〔FS〕=直接用手对重物所做的功;〔二〕、对于非理想机械而言,人们利用机械所做的功要大于不用机械而直接用手做的功,多做的那局部功就是克服机械自重和摩擦所做的功。
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,那么:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh。三、机械效率:
1、有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh〔提升重物〕=W总-W额=ηW总
斜面:W有用=Gh
2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功
公式:W额=W总-W有用=G动h〔忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组〕
斜面:W额=fL
3、总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面:W总=fL+Gh=FL
4、机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
2
②公式:η=W有用W总
斜面:η=GhFL
定滑轮:η=GhFS=GhFh=GF
动滑轮:η=GhFS=GhF2h=G2F
滑轮组:η=GhFS=GhFnh=GnF 〔竖直方向提升重物〕
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:尽可能满载来增大有用功;减小机械自重、减小机械部件间的摩擦来减小额外功。
5、机械效率的测量:
①原理:η=W有用W总=GhFS
②应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
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上下的主要因素有:
A动滑轮越重,个数越多那么额外功相对就多。
B提升重物越重,做的有用功相对就多。
C摩擦,假设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。
6、斜面机械效率的测量:
①原理:
②应测物理量:
③器材:
④步骤:匀速拉动弹簧测力计,
⑤结论:影响斜面机械效率上下的主要因素有:斜面的倾斜程度摩擦力的大小
四、功率:
1、定义:单位时间内所做的功
P
W
t
=
2、物理意义:表示做功快慢的物理量。
3、公式:=Fv
4、单位:主单位W常用单位kW、MW、马力
换算:1kW=103W1MW=106W1马力=735W
某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s内做功66000J
5、机械效率和功率的区别:
3
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。
五、机械能
(一)、动能和势能
1、能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
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。
2、知识结构:
机
械
能
势能
重力
势能
定义:物体由于被举高而具有的能量。
决定其大小的因素:
物体质量越大、举得越高,势能就越大
弹性
势能
定义:发生形变的物体具有的能量。
决定其大小的因素:
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
动能
定义:物体由于运动而具有的能量
决定其大小的因素:
物体速度越大、质量越大,动能就越大
3、探究决定动能大小的因素:
① 猜想:动能大小与物体质量和速度有关;
实验研究:研究对象:小钢球方法:控制变量;
?如何判断动能大小:看小钢球能推动木快做功的多少
?如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,那么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。
物体
质量m/kg
速度v/(-1)
动能E/J
牛
约600

约75
中学生
约50
约6
约900
练****右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较大的是速度你判断的依据:人的质量约为牛的1/12,而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12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。
动能
转化
转化
势能
弹性势能
重力势能
(二)、动能和势能的转化
1、知识结构:
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,那么动能增大,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,那么动能减小,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:
4
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,那么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,那么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〕,那么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〞那么“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〕、功和能的关系
物体做功过程就是能的转化过程,物体做功越多,说明某种能转化为别的形式的能就越多,如重物从高处下落的过程就是重力做机械功的过程,从而实现重力势能转化为动能的过程;弯弓射箭的过程就是通过弹力做功从而将弓的弹性势能转化为箭的动能的过程;用电器工作时的过程就是通过电流做功将电能转化其它能的过程。
一、掌握恒力做功的计算,判断某个力F是否做功,是正功还是负功〔或克服力F做功〕.提高对物理量确切含义的理解能力
【例1】用水平恒为F作用于质量为M的物体,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动位移s,该恒力做功为W1;再用该恒力F作用于质量m〔m<M〕的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样位移s, [ ]
>W2 <W2
=W2
正确答案:C
说明根据做功的定义,恒力F所做的功,只与F的大小及在力F的方向上相对不动参照物发生的位移的大小乘积有关,不需考虑其他力的影响;因此两次该力F不变,,.
【例2】如图5-4所示,三角劈质量为M,放在光滑水平面上,三角劈的斜面光滑,将质量为m的物块放在三角劈斜面顶端由静止滑下,那么在下滑过程中,M对m的弹力对m所做的功为W1,m对M的弹力对M所做的功为W2,以下关系正确的选项是 [ ]
=0,W2=0
≠0,W2=0
5
=0,W2≠0
≠0,W2≠0
正确答案:D.
说明当m沿三角劈的斜面下滑时,因水平面光滑,-5分析物理现象,画出物块m的实际位移的方向,由于弹力N恒垂直斜面,因而N与s夹角θ>90°,所以M对m的弹力对m物块做负功,即W1≠0,而m对M弹力N'对三角劈的水平位移的夹角小于90°,因而m对M的弹力N'对M所做的功W2>0,做正功,即W2≠0,所以选D项是正确的.
,系统内只有重力和弹力做功,,M的动能不断增大,而由机械能守恒可知m的机械能不断减小,因而M对m的弹力一定对m做负功,,正确答案为D项.
【例3】以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,运动中空气阻力大小恒为f,那么小球从抛出点抛出到再回到原抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功应为 [ ]
B.-fhC.-2fh D.-4fh
正确答案:C.
说明有些同学错选A项,其原因是认为整个过程位移为零,由公式W=Fscosθ可得Wf=,没有准确掌握公式W=Fscosθ直接计算时,F必须是恒力〔大小和方向均不变〕;另外,,所以全过程空气阻力对小球所做的功应为Wf=Wf上+Wf下=-fh+〔-fh〕=-2fh.
【例4】如图5-6所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,那么转动一周这个力F做的总功应为[ ]

.
正确答案:B
6
说明某个力做功,,切莫把初末位置的位移s直接代入WF=F·s·〔切线方向〕,这个力做功不能为零,-7所示,当各小段弧长Δsi足够小〔Δsi→0〕时,在这Δsi内,F方向几乎与该小段位移方向重合.
∴ WF=FΔs1+FΔs2+…+FΔsi
=F2πR
通过该题,能提高准确理解功这根本量的物理意义的能力.
【例5】质量为M的长木板放在光滑的水平面上,如图5-8所示,一质量为m的滑块,以某一速度v沿长木板外表从A点滑至B点在木板上前进了Lm,而长木板前进了sm,假设滑块与木板间动摩擦因数为μ,问:a〕摩擦力对滑块所做的功多大?b〕摩擦力对木板所做的功多大?
解 a〕滑块受力情况如图5-9〔a〕所示,滑块在摩擦力的方向上相对地面的位移为〔s+L〕.
∴摩擦力对滑块所做的功为
Wm=-f〔s+L〕
7
b〕木板受力情况如图5-9〔b〕所示,木板在摩擦力的方向上相对地面位移为s.
∴摩擦力对木板所做的功为
WM=fs
说明:滑动摩擦力可以做正功,,,这是为什么?假设该题改为,m与M叠放在水平地面上,对M施加一水平力F作用,使m和M一起沿水平地面加速运动中,那么静摩擦力对m做正功,静摩擦力对M做负功,,这又是为什么?
【例6】如图5-10所示,定滑轮至滑块高度为H,细绳的拉力为FN〔恒定〕,、,拉力F对滑块所做的功.
解拉力F做功等于该力乘以细绳经过滑轮的长度〔即力的作用点在F方向上的位移大小〕.
【例7】在光滑水平面上有一静止的物体。现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体。当恒为乙作用时间与恒为甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J。那么在整个过程中,恒力甲做的功等于_______J,恒力乙做的功等于_______J。
解如图5-11所示,OA段作用力为F甲,ABO段作用力为F乙。设AB=s,向右为正,那么有
8
由牛顿第二定律
另有
将①、③、④代入②得
所以有
F乙=3F甲
显然,恒力甲做正功,W甲=F甲s;恒力乙的方向和物体在恒力乙作用下的位移的方向相同,所以,恒力乙也做正功,W乙=F乙s。那么
所以 W甲=8J
W乙=24J
说明此题较为复杂,对学生的分析综合能力要求较高。解决此题要分析清楚物理过程,且要对恒力做功公式有非常深刻的理解,两恒力先后作用下物体的两位移的大小是相等的,两位移的方向是与对应的恒力方向相同的,两力都做正功。这样,两个力所做功的关系问题就转化为求两个力的大小关系问题。
【例8】如图5-12所示,质量为m的物体P放在光滑的、倾角为θ的直角劈上,同时用力F向右推劈,使P与劈保持相对静止,当前进水平位移为s时,劈对P做的功为多少?
9
解物体P相对光滑斜面静止,,如图5-12所示,P所受支持力N和重力mg的合力一定水平向右
劈对P做的功为
【例9】如图5-13所示,质量为2kg的物体水平放置在运货滚梯上,沿AB方向以加速度a=4m/s2从A点移到B点,AB间距离为2m,AB连线与竖直方向夹角为60°.求
1〕摩擦力对物体所做的功;
2〕弹力对物体所做的功.
解如图5-14对物体进行受力分析,将沿AB方向的加速度a沿水平方向和竖直方向分解,根据牛顿第二定律列方程
由①、②式解得
根据功的定义式
10
【例10】某人用恒力F=100N通过滑轮把物体M拉上斜面,如图5-15所示,作用力F的方向与斜面的夹角为60°,假设物体沿斜面运动1m,那么力对物体做功为 [ ]

解如图5-15所示,拉力T=F.
T做功为
WT=T·S=100×1=100〔J〕
F做功为
那么拉力对物体做功为
W=WT+WF=100+50=150〔J〕
二、掌握功率确实切含义,能正确区分平均功率和即时功率
【例11】 =0开始,将一个大小为F的水平拉力作用在滑块上,如图5-16所示,在t=t1时刻力F的功率应是 [ ]
答案:C.
说明该题要求的是t1时刻的即时功率,应使用公式P=Fvt,