2017中考物理功和机械能.ppt
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1、 功功、能、能、简单机械、简单机械功和机械能:功和机械能:功功 功率功率 动能和势能动能和势能 机械能及其转换机械能及其转换简单机械简单机械:杠杆杠杆 滑轮滑轮 机械效率机械效率一、功一、功1.1.做功的两个必要因素做功的两个必要因素(1)(1)作用在物体上的作用在物体上的_._.(2)(2)物体在物体在_上通过了距离上通过了距离.2.2.计算公式计算公式:W=_.:W=_.3.3.单位单位:焦焦,符号是符号是J J,1 J=1_.1 J=1_.4.4.功的原理功的原理内容:使用任何机械都内容:使用任何机械都_._.力的方向力的方向NmNm不省功不省功FsFs力力踢踢 足足 球球足球运动员用足
2、球运动员用300 N300 N的力,将足球踢到的力,将足球踢到10 m10 m远的地方,已知球重远的地方,已知球重20 N20 N,根据,根据以上条件以上条件_(_(选填选填“能能”或或“不不能能”)计算出运动员对球做的功,原因计算出运动员对球做的功,原因是是_._.不能不能运动员对足球的力为运动员对足球的力为300 N300 N,但不知道足球在此力作用下,但不知道足球在此力作用下移动的距离,不能求出功移动的距离,不能求出功.而足球运动的而足球运动的10 m10 m是足球由于是足球由于惯性向前运动的结果惯性向前运动的结果二、机械效率二、机械效率1.1.有用功:为了有用功:为了_必须做的功必须做
3、的功.2.2.额外功:对达到某一目的没有用又额外功:对达到某一目的没有用又_的功的功.3.3.总功:总功:_的总和的总和.4.4.机械效率机械效率(1)(1)定义定义 :_的比值的比值.(2)(2)公式:公式:.(3)(3)规律:因为有用功小于总功,所以机械效率总规律:因为有用功小于总功,所以机械效率总_._.达到目的达到目的不得不做不得不做有用功和额外功有用功和额外功有用功跟总功有用功跟总功小于小于1 1(4)(4)提高机械效率的方法:提高机械效率的方法:改进结构,减小改进结构,减小_自重自重.同一机械,增大载重同一机械,增大载重.定时润滑,减小定时润滑,减小_._.机械机械摩擦摩擦【活学巧
4、用】【活学巧用】巧提沙石巧提沙石如图所示,工人利用动滑轮将沙石匀速向上提升如图所示,工人利用动滑轮将沙石匀速向上提升2 m2 m,已知沙石重,已知沙石重184 N184 N,动滑轮重,动滑轮重6 N6 N,袋重,袋重10 N10 N,绳重和摩擦均不计,绳重和摩擦均不计.(1)(1)工人做的有用功是工人做的有用功是_._.(2)(2)工人做的额外功是工人做的额外功是_._.(3)(3)此时该装置的机械效率是此时该装置的机械效率是_._.提示:提示:机械效率是有用功和总功的比值,所以找到有用功、总机械效率是有用功和总功的比值,所以找到有用功、总功就可以求出滑轮的机械效率功就可以求出滑轮的机械效率.
5、W W有用有用=Gh=184 N2 m=368 J=Gh=184 N2 m=368 JW W额外额外=(G=(G动滑轮动滑轮+G+G袋袋)h=(10 N+6 N)2 m=32 J)h=(10 N+6 N)2 m=32 JW W总总=W=W有用有用+W+W额外额外=368 J+32 J=400 J=368 J+32 J=400 J该装置的机械效率为:该装置的机械效率为:答案:答案:(1)368 J (2)32 J (3)92%(1)368 J (2)32 J (3)92%三、功率三、功率1.1.比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法(1)(1)做相同的功,所用时间做相同的功,所用时间_,做功越快,
6、做功越快.(2)(2)在相同时间内,比较做功的多少,做功在相同时间内,比较做功的多少,做功_,做功越快,做功越快.(3)(3)时间越短,做功越多,做功时间越短,做功越多,做功_._.2.2.功率功率(1)(1)意义:表示物体意义:表示物体_的物理量的物理量.(2)(2)概念:单位时间内做的功概念:单位时间内做的功.(3)(3)公式:公式:.(4)(4)单位及其换算:单位及其换算:1 kW=_W.1 kW=_W.越短越短越多越多越快越快做功快慢做功快慢1 0001 000【活学巧用】【活学巧用】功率大小的比较功率大小的比较如图所示,挖土机和人同时挖土,挖土机和人相比,如图所示,挖土机和人同时挖土
7、,挖土机和人相比,_做做功快,功快,_的功率大,这是采用在的功率大,这是采用在_内比较内比较_的的方法比较物体做功快慢的方法比较物体做功快慢的.另一种判断方法是另一种判断方法是_相同,比相同,比较较_多少多少.把把2 2吨泥土从吨泥土从1.5 m1.5 m的深处挖到地面,需要的深处挖到地面,需要10 s,10 s,挖土机做功的功率是挖土机做功的功率是_ kW._ kW.提示:提示:功率能反映物体做功的快慢功率能反映物体做功的快慢.比较做功的快慢,一种方比较做功的快慢,一种方法是取时间相同,比较物体做功的多少,做的功越多,说明做法是取时间相同,比较物体做功的多少,做的功越多,说明做功越快,功率越
8、大;另一种方法是取相同的功,比较所用的时功越快,功率越大;另一种方法是取相同的功,比较所用的时间,时间越短,做功越快,功率越大;知道功与时间,利用公间,时间越短,做功越快,功率越大;知道功与时间,利用公式式 求出功率,求出功率,挖土机做功挖土机做功W=Gh=mgh=210W=Gh=mgh=2103 3 kgkg10 N/kg1.5 m=31010 N/kg1.5 m=3104 4 J J,功率:,功率:.答案:答案:挖土机挖土机 挖土机挖土机 相同的时间相同的时间 做功的多少做功的多少做功做功 所用的时间所用的时间 3 3 四、机械能及其转化四、机械能及其转化1.1.能量能量:物体物体_,_,
9、表示这个物体具有能量表示这个物体具有能量.2.2.机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类及各自的影响因素能够对外做功能够对外做功运动速度运动速度弹性形变大小弹性形变大小3.3.机械能守恒:在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能机械能守恒:在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变的总量保持不变.【活学巧用】【活学巧用】撑杆跳高撑杆跳高如图所示,撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横如图所示,撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆杆.助跑时运动员跑得越快,助跑时运动员跑得越快,_越大,从运动员撑杆起跳越大,从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中,有关能变化的情况是:运动员
10、的重力势能到越横杆的过程中,有关能变化的情况是:运动员的重力势能_,杆的弹性势能,杆的弹性势能_._.提示:提示:解答这类问题,根据影响动能、重力势能和弹性势能大解答这类问题,根据影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素来考虑小的因素来考虑.重点是分析物体运动过程中,物体的质量、重点是分析物体运动过程中,物体的质量、速度、高度和形状怎样改变,再进一步判断动能、重力势能和速度、高度和形状怎样改变,再进一步判断动能、重力势能和弹性势能的变化弹性势能的变化.动能与物体的质量、速度有关动能与物体的质量、速度有关.助跑时,运动助跑时,运动员的质量没变,速度越大,动能就越大员的质量没变,速度越大,动能就越大
11、.重力势能与物体的质重力势能与物体的质量和被举高的高度有关,质量相同的物体,被举得越高重力势量和被举高的高度有关,质量相同的物体,被举得越高重力势能越大能越大.运动员撑杆起跳到越横杆的过程中,质量没有变,高运动员撑杆起跳到越横杆的过程中,质量没有变,高度增加重力势能变大度增加重力势能变大.弹性势能由物体的弹性形变决定,同一弹性势能由物体的弹性形变决定,同一物体的弹性形变越大,弹性势能越大物体的弹性形变越大,弹性势能越大.运动员撑杆起跳到越横运动员撑杆起跳到越横杆的过程中,杆的形变越来越小,弹性势能变小杆的过程中,杆的形变越来越小,弹性势能变小.答案:答案:动能动能 变大变大 变小变小 一、做功
12、的两个必要条件一、做功的两个必要条件1.1.做功必须满足两个必要条件做功必须满足两个必要条件(1)(1)必须有力作用在物体上必须有力作用在物体上.(2)(2)这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离这个受力物体必须在这个力的方向上通过了一段距离.2.2.几种常见的没有做功的情况几种常见的没有做功的情况(如图如图)(1)(1)缺力无功:物体靠惯性通过了一段距离,此情况有距离无缺力无功:物体靠惯性通过了一段距离,此情况有距离无力力.(2)(2)缺距离无功:有力作用在物体上,但物体没有移动距离缺距离无功:有力作用在物体上,但物体没有移动距离.(3)(3)垂直无功:有力作用在物体上,物体也移动了
13、一段距离垂直无功:有力作用在物体上,物体也移动了一段距离.但但力的方向与物体移动方向垂直力的方向与物体移动方向垂直.【方法技巧】【方法技巧】考虑做功问题时,可按以下三个步骤考虑做功问题时,可按以下三个步骤(1)(1)物体是否受到力的作用,不受力的物体不存在做功问题物体是否受到力的作用,不受力的物体不存在做功问题.(2)(2)物体是否运动,不运动的物体也不存在做功问题物体是否运动,不运动的物体也不存在做功问题.(3)(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直,判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直,则不做功;若二者方向不垂直,则做功则不做功;若二者方向不垂直,则做功.【
14、中考警示】【中考警示】利用利用W WFsFs进行计算时,要注意进行计算时,要注意:(1)F:(1)F与与s s的一的一一对应的关系,即一对应的关系,即s s是在力是在力F F的作用下沿的作用下沿F F的方向移动的距离的方向移动的距离.(2)(2)在计算时每个物理量的单位必须选取国际单位:在计算时每个物理量的单位必须选取国际单位:F F是牛是牛(N)(N)、s s是米是米(m)(m)、W W是焦耳是焦耳(J).(J).【延伸拓展】【延伸拓展】功的原理:使用任何机械都不省功功的原理:使用任何机械都不省功.省力的机械省力的机械必定费距离,省距离的机械必定费力,省力又省距离的机械是必定费距离,省距离的
15、机械必定费力,省力又省距离的机械是不存在的,但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距不存在的,但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离,给人们带来方便离,给人们带来方便.这是人们使用机械的目的这是人们使用机械的目的.功的原理适用功的原理适用于任何机械于任何机械.【典例【典例1 1】如图所示,以下所列举的几个力中,没有对物体做】如图所示,以下所列举的几个力中,没有对物体做功的是功的是()()【精讲精析】【精讲精析】选选D.D.物理学中的功包含两个必要因素,一是作用物理学中的功包含两个必要因素,一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上运动一段距离在物体上的力;二是物体在力的方向上运动一
16、段距离.由题图由题图可知,杠铃静止时受到了运动员的支持力,但在支持力的方向可知,杠铃静止时受到了运动员的支持力,但在支持力的方向上没有通过距离,故上没有通过距离,故D D选项支持力没有对杠铃做功选项支持力没有对杠铃做功.【思维导图】【思维导图】二、理解机械效率二、理解机械效率1.1.机械效率是有用功在总功中所占比例的多少,是一个比值,机械效率是有用功在总功中所占比例的多少,是一个比值,是一个无单位的物理量,描述机械的工作性能是一个无单位的物理量,描述机械的工作性能.2.2.使用机械时,不得不做一些额外功,所以机械效率使用机械时,不得不做一些额外功,所以机械效率总小于总小于1.1.功率可以是任何
17、数功率可以是任何数.3.3.机械效率具有可变性机械效率具有可变性由公式由公式 可知,当额外功一定时,机械做可知,当额外功一定时,机械做的有用功越多的有用功越多 ,机械效率越高,机械效率越高.当机械所做的有用功一定时,当机械所做的有用功一定时,机械做的额外功越少,机械效率越高机械做的额外功越少,机械效率越高.4.4.提高机械效率的方法提高机械效率的方法(1)(1)当有用功当有用功(W(W有用有用)一定时一定时,额外功额外功(W(W额外额外)越小越小,则机械效率则机械效率()()越大越大.因此设法减小额外功可以提高机械效率因此设法减小额外功可以提高机械效率.如减轻动滑轮如减轻动滑轮(做额外功的机械
18、做额外功的机械)本身的重量本身的重量,加润滑油以减小摩擦加润滑油以减小摩擦,用轻质材用轻质材料制作机械料制作机械,都可以不同程度地减小额外功都可以不同程度地减小额外功,提高机械效率提高机械效率.(2)(2)当额外功当额外功(W(W额外额外)一定时,有用功一定时,有用功(W(W有用有用)越大,机械效率越大,机械效率()()越大,因此增大有用功可以提高机械效率越大,因此增大有用功可以提高机械效率.如增加物重可以提如增加物重可以提高机械效率高机械效率.【方法技巧】【方法技巧】“两要点两要点”求机械效率求机械效率要点一:确定有用功和总功:要点一:确定有用功和总功:一般情况下克服机械本身的摩擦力或重力做
19、的功是额外功;提一般情况下克服机械本身的摩擦力或重力做的功是额外功;提升重物时克服物体重力做的功是有用功;动力对机械做的功是升重物时克服物体重力做的功是有用功;动力对机械做的功是总功总功.要点二:选择合适的公式,根据题目中所给条件选择公式要点二:选择合适的公式,根据题目中所给条件选择公式 ;【中考警示】【中考警示】机械效率的三个误区机械效率的三个误区(1)(1)概念理解不完整:机械效率表示的是有用功跟总功的比值,概念理解不完整:机械效率表示的是有用功跟总功的比值,与是否受力、做功多少及功率无关,与机械自身与是否受力、做功多少及功率无关,与机械自身(如机械的自如机械的自重、摩擦重、摩擦)和做功现
20、象和做功现象(如被提起的重物如被提起的重物)有关有关.(2)(2)滑轮认识不全面:对滑轮组认识不清,不能准确判断滑轮滑轮认识不全面:对滑轮组认识不清,不能准确判断滑轮组承担物重段数组承担物重段数n.n.(3)(3)试题分类不清晰:滑轮组既可以将重物竖直提起,也可以试题分类不清晰:滑轮组既可以将重物竖直提起,也可以拉着物体水平前进,还可以使物体沿斜面前行拉着物体水平前进,还可以使物体沿斜面前行.竖直提起时是竖直提起时是克服重力做功,水平克服重力做功,水平(斜着斜着)拉物体时是克服阻力做功拉物体时是克服阻力做功.分析哪分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键个力做的是有用功是解决这类问题的关键.
21、【典例【典例2 2】(2011(2011无锡中考无锡中考)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度.若不计绳若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是重及摩擦,下列说法正确的是()()A.A.绳子受的拉力绳子受的拉力F F1 1和和F F2 2大小相等,滑轮组的机械效率相同大小相等,滑轮组的机械效率相同B.B.绳子受的拉力绳子受的拉力F F1 1和和F F2 2大小不相等,滑轮组的机械效率不同大小不相等,滑轮组的机械效率不同C.C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做
22、的功相等绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等D.D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等【精讲精析】【精讲精析】选选C.C.虽然两个滑轮组相同,但是绕线方法不同,虽然两个滑轮组相同,但是绕线方法不同,甲图相当于两根绳子承担着重物,乙图相当于三根绳子承担着甲图相当于两根绳子承担着重物,乙图相当于三根绳子承担着重物,所以它们的拉力和绳子的自由端移动的距离不等,当升重物,所以它们的拉力和绳子的自由端移动的距离不等,当升高相同的高度时,所做的有用功和额外功相同,即拉力对滑轮高相同的高度时,所做的有用功和额外功相同,
23、即拉力对滑轮组所做的功相等,故选组所做的功相等,故选C.C.【思维导图】【思维导图】【例题】【例题】小明用一个动滑轮匀速提升重为小明用一个动滑轮匀速提升重为200 N200 N的物体,所用竖直向上的物体,所用竖直向上的拉力为的拉力为125 N.125 N.物体上升物体上升2 m2 m的过程中,拉力所做的有用功为的过程中,拉力所做的有用功为_ J_ J,总功为总功为_ J_ J,动滑轮的机械效率为,动滑轮的机械效率为_._.小明又用这个动滑轮用同样的小明又用这个动滑轮用同样的方法提升方法提升400 N400 N的物体升高相同的高度,动滑轮的机械效率为的物体升高相同的高度,动滑轮的机械效率为_._
24、.【精讲精析】【精讲精析】有用功指克服物体重力所做的功有用功指克服物体重力所做的功W W有用有用=Gh=Gh200 N2 m=400 J200 N2 m=400 J;使用动滑轮提升物体时,拉力作用点移动的距离为物体上升高度的;使用动滑轮提升物体时,拉力作用点移动的距离为物体上升高度的2 2倍,倍,即即s=2h=22 m=4 ms=2h=22 m=4 m,拉力所做的功就是总功,拉力所做的功就是总功W W总总=Fs=125 N4 m=500 J=Fs=125 N4 m=500 J;则;则机械效率机械效率 ;提升的重物变了,机械效率发生了变化,;提升的重物变了,机械效率发生了变化,但是动滑轮没有变,
25、提升相同的高度,额外功不变,但是动滑轮没有变,提升相同的高度,额外功不变,W W额外额外=W=W总总-W-W有用有用=500 J-=500 J-400 J400 J100 J100 J,WW有用有用=Gh=Gh400 N2 m=800 J,W400 N2 m=800 J,W总总=W=W额外额外+WW有用有用=100 J+800 J=100 J+800 J900 J,900 J,答案:答案:400 500 80%89%400 500 80%89%三、功、功率、机械效率的综合计算三、功、功率、机械效率的综合计算1.1.三者之间的关系三者之间的关系2.2.三者的公式关系三者的公式关系3.3.功率与速
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- 2017 中考 物理 机械能
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