简单机械、功和机械能、内能、热机知识点.docx

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用厂表示力，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, lJ=lNm。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=G7l；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成 W=fSo6、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（国）等于直接用手所做的功（G/z）,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。W3、计算公式：尸=7=尸羽其中W代表功，单位是焦（J）; £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> lkW=103Wo第3节动能和势能一、 能的概念如果一.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。物体是否具有动能的标志是：是否在运动。二、势能1、势能包括重力势能和弹性势能。2、重力势能：（1）定义：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。（2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度.质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大；被 举得高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。（3） 一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高， 或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降 低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量一定的物体重力势能不变。3、弹性势能：（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。（2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）。（3）对同一弹簧或同一橡皮筋来讲（在一定弹性范围内）形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志: 是否发生弹性形变。第4节机械能及其转化1、机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相 转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。2、动能和重力势能间的转化规律：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；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：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；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、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能.大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能, 以便在发电时把更多的机械能转化为电能。简单机械第1节杠杆1、定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。2、五要素：一点、二力、两力臂。（“一点”即支点，杠杆绕着转动的点，用“0”表示。"二 力”即动力和阻力，它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力，一般用“尸产表示， 阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“尸2”表示。“两力臂”即动力臂和阻力臂，动力臂即支点 到动力作用线的距离，一般用表示，阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“2”表 示。）3、杠杆的平衡（杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡）条件是：动力x动力臂=阻力x阻力臂；公式：FiLi=F2L204、杠杆的应用（1）省力杠杆：Li>L2, Fi<F2（省力费距离，如：撬棒、恻刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。）（2）费力杠杆：Li<L29Fi>F2（费力省距离，如：人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆。）（3）等臂杠杆：心=七，拈=尸2（不省力、不省距离，能改变力的方向等臂杠杆的具体应用：天平.许多称质量的秤, 如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的。）第2节滑轮1、滑轮是变形的杠杆。2、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：等臂杠杆。特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）b=G物。绳子自由端移动距离* （或速度uf）二重物移动的距离Sg（或速度UG）3、动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：fg物I2物只忽略轮轴间的摩擦则，拉力F=»（G物+G动）。绳子自由端移动距离Sf（或打）=2倍的重物移动的距离Sg（或羽g）4、滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力尸=：G物。 只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F = K（G物+G动）。绳子自由端移动距 离Sf（或打）=倍的重物移动的距离Sg（或汽）。组装滑轮组方法：首先根据公式=马t求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要 F求组装滑轮。第3节机械效率1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用=Gk（提升重物）=亚总一亚额=%总斜面 W有用=2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：亚额=W总一W有用=6动入（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）：皿额=儿：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：亚总=W有用+ W额=？5="用斜面：W 总=/L+G/z=L4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式:斜面:Gh r/=FL定滑轮:Gh_Gh_G_ FSFhF动滑轮:Gh Gh G FSF2hF滑轮组:Gh Gh GFS Fnh nF5、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%o 6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。7、机械效率的测量:（1）原理：=也里=包% FS（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高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。分子动理论与内能1、分子动理论的基本内容：（1）物质由大量分子构成，分子间存在间隙；（2）分子在永不停息的做无规则运动；（3）分子间同时存在相互作用的引力和斥力。2、内能：物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和。（1）内能的大小与所有分子运动的平均速度和分子间距离有关，表现为物体内能的大小与温度和物体体积有关。 （2）内能改变的两种方法：做功和热传递。3、比热容：1kg的某种物质，温度上升1吸收的热量，叫做这种物质的比热容。用符号c表示。（1）比热容是表示“质量相等的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不相等”的这 一物质的特性。比热容的大小反映了物质改变的难易程度。（2）比热容是物质的一种特性，它和物体的质量、体积、温度等因素无关，只和物体的种类和状态有关。（3）比热容的单位：焦/（千克摄氏度），符号：J/（kg- ）o（4）利用水的比热容大，可用水做冷却剂和取暖剂调节气候等。4、热量计算公式。（1）吸热公式：Q吸=cm （t-to）其中C表示这种物质的比热容，t表示末温，方o表示初温，t-to 表示物体升高的温度，用方表示t-to,则。吸=C7方o（2）放热公式：Qxcm（t（rt）其中方.一%表示物体降低的温度，用方表示t0-t,则。放二c必方 5、热值计算公式：Q放= mq,其中m表示燃料的质量，q表示燃料的热值，Q放表示完全燃烧某种燃料放 出的热量。改变世界的热机（1）内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油。大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机。（2）汽油机的构造：排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杠。曲轴。（3）汽油机的工作原理：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程、吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向外运动，汽油和空气的混合物进入气缸。压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向内运动，燃料混合物被压缩。做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气 体推动活塞向外运动，带动曲轴转动，对外做功。排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向内运动，把废气排出汽缸。四冲程内燃机的一个循环包括四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两圈，飞轮转两四圈。（4）汽油机和柴油机的区别：柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机（都是燃料在汽缸中燃烧，将内能转化为机械能的机器）；汽油机的 火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末；一个工作循环都要经历四个冲程（曲轴和飞轮转两周, 对外做功一次；排气冲程排出的废气相同）；启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。柴油机与汽油机的不同点：详见下面表格。项目汽油机柴油机A、构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴B、燃料不同汽油柴油C、吸气冲程吸入汽油和空气中的混合 物柴油机的吸气冲程中只吸入 空气D、压缩比能的转化：机械能一内能能的转化：机械能-内能E、点火方式点燃式压燃式。F、做功冲程高温高压气体推动活塞做 功。高温高压气体推动活塞做功。G、效率效率低：20 %-30 %效率高：30 %-45 %H、应用自重轻便，主要用于汽车、 飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽 车、火车、轮船。