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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第八章 電功率 復(fù)習(xí)提綱
一、電能
1、電能:用電器工作用的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程,消耗多少電能就轉(zhuǎn)化為多少其它形式的能。單位是焦耳,常用的單位還有kW·h,1kW·h=3.6×106J。
2、電功:電流所做的功。用電器消耗電能的過程就是電流做功的過程。電流做了多少功,用電器就消耗了多少電能。電流做功的多少與電路兩端的電壓的高低、電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。電流在一段電路上做的功跟這段電路兩端的電流、電路中的電流和通電時(shí)間成正比,即W=UIt。
電功計(jì)算公式:W=Pt=UIt。推導(dǎo)公式:W=I2Rt=U2t/R,(只適用于純電阻電路);W=UQ。
電功的單位:J、kW·h。
3、電能表:電能表是測(cè)量電功的儀表,即測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗電能多少的儀表。
電能表的讀數(shù)方法:電能表的表盤上某段時(shí)間前后兩次讀數(shù)之差即為這一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能,單位是kW·h。表盤上最右邊一位數(shù)字是小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字。
二、電功率:
1、電功率的物理意義:表示用電器消耗電能(電流做功)快慢的物理量。
2、定義:用電器在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的電能;螂娏髟趩挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功。
3、單位:瓦特(W),常用單位還有kW。
4、公式:P=W/t=UI。P=W/t可用于計(jì)算電功率,也可以用于計(jì)算其它功率,是計(jì)算功率的通用公式。P=UI只能用于計(jì)算電功率,將歐姆定律I=U/R代入,還可以得到P=U2/R、P=I2R等推導(dǎo)公式。
注意:P=UI是計(jì)算電功率普遍適用的公式,在純電阻電路中,P=UI與P=U2/R、P=I2R都可以用來計(jì)算電功率;而在非純電阻電路中,只能用P=UI計(jì)算電功率。
5、額定功率:
①額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓。
②額定功率:用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率。即用電器銘牌上標(biāo)的用電器的功率。
③額定電流:用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的電流。用電器銘牌上標(biāo)明的電流值就是用電器的額定電流。
④實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)加在用電器兩端的電壓。
⑤實(shí)際功率:加在用電器上的實(shí)際電壓所對(duì)應(yīng)的功率。
8實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系:
若U實(shí)>U額,則P實(shí)>P額,用電器不能正常工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響用電器的使用壽命,甚至?xí)䶮龎挠秒娖鳌?/p>
若U實(shí)=U額,則P實(shí)=P額,用電器正常工作。
若U實(shí)<U額,則P實(shí)<P額,用電器不能正常工作。
注意:小燈泡的亮度是由其實(shí)際功率決定的。
9、測(cè)量電功率的幾種方法
⑴根據(jù)公式P=UI,用電壓表、電流表分別測(cè)出用電器的電壓、電流,即可求出用電器的功率。
⑵根據(jù)公式P=W/t,用電能表測(cè)出家庭電路中某段時(shí)間內(nèi)用電器消耗的電能,用停表測(cè)出對(duì)應(yīng)的時(shí)間,就可以用公式P=W/t計(jì)算出用電器的功率。
⑶如果只有電壓表,沒有電流表,需要一個(gè)已知阻值的電阻R0和用電器串聯(lián)。
①如圖所示1,用電壓表測(cè)出R0不同意見的電壓U0,則可知道通過電阻R0的電流I0= U0/ R0,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),通過用電器R的I和通過電阻R0的電流I0相等,即I= I0,再利用公式P=UI就可求出用電器的功率。
②如圖所示2,用電壓表測(cè)出R不同意見的電壓U1和電路的總電壓U,則可知道通過R0的電流I0=(U-U1)/R0,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),用電器的I=I0,再用公式P=U1I即或求出用電器的功率。
⑷如果只有電流表,沒有電壓表,需要一個(gè)已知阻值的電阻R0和用電器并聯(lián)。
①如圖所示3,用電流表分別測(cè)出通過R、R0的電流I、I0,則可知電阻R0兩端的電壓U0= I0 R0,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),用電器和電阻兩端的電壓相等,即U= U0,再用公式P=UI就可求出用電器的功率。
②如圖所示4,用電流表分別測(cè)出電路的總電流I和R支路的電流I1,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可求出電阻R0不同意見的電壓U'=(I-I1)R0,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),用電器和電阻兩端的電壓相等,即U= U',再用公式P=UI1就可求出用電器的功率。
10、利用用電器銘牌求正常工作時(shí)的功率、電阻和電流
①已知U額、I額則P額=U額I額;R=U額/I額 ②已知U額、P額則I額=P額/U額;R=U額2/ P額
三、測(cè)量小燈泡的電功率。
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量的額定功率和小燈泡在不同電壓下的電功率。
2、實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)電功率的公式P=UI,測(cè)出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流,就可以計(jì)算出小燈光的電功率。
3、實(shí)驗(yàn)電路圖:
4、實(shí)驗(yàn)器材:電源、小燈泡、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器各一,導(dǎo)線若干。
5、實(shí)驗(yàn)步驟:①按電路圖連接好電路。②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讓小燈泡兩端的電壓達(dá)到它的額定電壓,記下此時(shí)電流表的讀數(shù)。并觀察小燈泡的亮度。③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,分別使小燈泡兩端的電壓低于和稍高于它的額定電壓,觀察小燈泡的亮度,記下兩次電流表的讀數(shù)。
④利用公式P=UI計(jì)算燈泡的額定電功率的不在額定電壓下的實(shí)際功率。
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:測(cè)出小燈泡的額定功率,得到消耗的電功率越大,小燈泡就越亮這一規(guī)律,燈泡亮度取決于其在電路中消耗的實(shí)際功率。
說明:“伏安法”測(cè)電阻和“伏安法”測(cè)小燈泡的電功率都用到了滑動(dòng)變阻器來改變電路的電流和部分電路兩端的電壓,但前者是為了多次測(cè)量求平均值使測(cè)量更準(zhǔn)確,后者是為了讓小燈泡兩端的電壓低于、等于和高于其額定電壓,以觀察比較三種情況下小燈泡的亮度,從比較暗到正常發(fā)光再到特別亮的變化。
四、電和熱
1電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象。
2、電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系:在電流和通電時(shí)間相同時(shí),導(dǎo)體的電阻越大電流產(chǎn)生的熱量越多。在電阻和通電時(shí)間一定時(shí),電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
3、焦耳定律:
①內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。②公式:Q =I2Rt③對(duì)于任何電路都可以用Q =I2Rt計(jì)算。在純電阻電路中Q =W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt。串、并聯(lián)電路中放出的總熱量Q =Q1+Q2+…+Qn。
焦耳定律與電功的關(guān)系:在純電阻電路中W=Q,表明電流做的功全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能;在非純電阻電路中W>Q,表明電流做的功只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,計(jì)算非純電阻電路中通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分只能用Q =I2Rt
4、電熱功率的計(jì)算:P熱=I2R,電能轉(zhuǎn)化為熱時(shí)的發(fā)熱功率即電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的功率跟導(dǎo)體中電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比。
5、電熱的利用—電熱器:電熱器的主要部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金制成。電熱的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生、無環(huán)境污染、熱效率高、可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
6、電熱的防止:電熱會(huì)使用電器溫度過高影響用電器的工作、使用壽命甚至損壞用電器。電腦、電視、電動(dòng)機(jī)等許多用電器上都有散熱設(shè)備,就是為了防止電熱的破壞。
五、電功率與安全用電
1、電流I與用電器電功率P的關(guān)系:I=P/U。家庭電路中的電壓是一定的,用電器的電功率越大,電路中的電流越大。為了防止同時(shí)使用的用電器總功率過大,如需添置大功率的用電器時(shí),應(yīng)先計(jì)算一下增加用電器后電路的電流,看電路的總電流是否超過供電電路和電能表允許的最大電流。
3、家庭電路中電流過大的原因:過載,即用電器總功率太大;短路。
4、保險(xiǎn)絲:保險(xiǎn)絲用熔點(diǎn)低、電阻率較大的鉛銻合金制成。當(dāng)電流過大時(shí),根據(jù)P=I2R,電流在保險(xiǎn)絲上的發(fā)熱功率大,保險(xiǎn)絲的溫度升高,達(dá)到熔點(diǎn)而熔斷,切斷電路保護(hù)電路的安全。
保險(xiǎn)絲越粗其額定電流和熔斷電流越大。選用保險(xiǎn)絲時(shí),其額定電流應(yīng)等于或者稍大于電路的額定電流,過粗的保險(xiǎn)絲不能起到保險(xiǎn)作用,過細(xì)的保險(xiǎn)絲接入電路用電器不能正常工作。決不能用銅絲或鐵絲代替保險(xiǎn)絲。
5、測(cè)電筆:
①作用:識(shí)別火線和零線
②使用方法:用手接觸筆尾金屬體,筆尖金屬體接觸電線或與電線相連接的導(dǎo)體時(shí),如果氖管發(fā)光,表示接觸的是火線。
③判別簡(jiǎn)單的電路故障的方法:當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí),用電器一般不能工作,用測(cè)電筆檢查插座,如果兩孔內(nèi)的金屬片與測(cè)電筆筆尖金屬均使氖管發(fā)光,則表明干路中零線斷路;如果接觸時(shí)兩孔都不能使氖管發(fā)光,則表明火線斷路。
六、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)
串聯(lián)電路 | 并聯(lián)電路 | |
電路圖 | ||
電流 | 電流處處相等I=I1=I2=…=In | 干路電流等于各支路電流之和,I=I1+I2+I3+…+In。 電流分配:通過各支路的電流跟支路上的電阻成反比,即: I1:I2=R2:R1 |
電壓 | 兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。即:U=U1+U2+…+Un。電壓分配:加在各導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比,即 U1:U2=R1:R2 | 兩端的電壓與各支路兩端的電壓相等。即:U=U1=U2=Un。 |
電阻 | 總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體電阻之和,即:R=R1+R2+…+Rn | 總電阻的倒數(shù)等于各支路中電阻的倒數(shù)之和,即:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R |
電功(不管是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,電流所做的總功都等于各部分用電器電流所做功之和。即:W總=W1+W2) | 電流通過各電阻所做的功與它們的電阻成正比。 即:W1:W2= R1:R2 | 電流通過各電阻所做的功與它們的電阻成反比。 即:W1:W2= R2:R1 |
電功率(不管是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,總功率都等于各用電器功率之和。 即:P總=P1+P2) | 各用電器的電功率與它們的電阻成正比。 即:P1:P2= R1:R2 | 各用電器的電功率與它們的電阻成反比。 即:P1:P2= R2:R1 |
電熱(不管是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,電流所產(chǎn)生的總熱量都等于電流通過各部分用電器所產(chǎn)生的熱量之和。即:Q總=Q1+Q2) | 電流通過各用電器啼生的熱量與它們的電阻成正比。即:Q1:Q2= R1:R2 | 電流通過各用電器產(chǎn)生的熱量與它們的電阻成反比。即:Q1:Q2= R2:R1 |
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人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1.力學(xué)里的功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固:☆某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個(gè)雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
5.應(yīng)用功的公式注意:①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功,計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說明:(請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述?)
、俟Φ脑硎且粋(gè)普遍的結(jié)論,對(duì)于任何機(jī)械都適用。
、诠Φ脑砀嬖V我們:使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功(FS)=直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)。
3.應(yīng)用:斜面
、倮硐胄泵妫盒泵婀饣
、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑;
、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長(zhǎng);G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1.有用功:定義:對(duì)人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總 斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組) 斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η 斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
、诠剑
斜 面: 定滑輪:
動(dòng)滑輪: 滑輪組:
、塾杏霉傂∮诳偣,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
、芴岣邫C(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測(cè)量:
、僭恚
、趹(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S。
、燮鞑模撼^碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
、懿襟E:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
、萁Y(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1.定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:
4.單位:主單位W;常用單位kW mW 馬力。
換算:1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW,它表示:小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
。ㄒ唬﹦(dòng)能和勢(shì)能
1.能量:一個(gè)物體能夠做功,我們就說這個(gè)物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。
、谝粋(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。
2.知識(shí)結(jié)構(gòu):
3.探究決定動(dòng)能大小的因素:
、俨孪耄簞(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)研究:研究對(duì)象:小鋼球 方法:控制變量。
·如何判斷動(dòng)能大小:看小鋼球能推動(dòng)木塊做功的多少。
·如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。
·如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。
、鄯治鰵w納:保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí);速度越大動(dòng)能越大。
保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí);質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
、艿贸鼋Y(jié)論:物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動(dòng)能越大,質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/(m.s-1) | 動(dòng)能E/J |
牛 | 約600 | 約0.5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí):☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù):分析數(shù)據(jù),可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù):人的質(zhì)量約為牛的1/12,而速度約為牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能為牛的12倍,說明速度對(duì)動(dòng)能影響大。
4.機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解:①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能;②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能;③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。
。ǘ﹦(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):
2.動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、儋|(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
②質(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3.動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
①如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大,則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
、谌绻粋(gè)物體的動(dòng)能增大,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小,則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
4.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問題的分析:
⑴首先分析決定動(dòng)能大小的因素,決定重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)大小的因素──看動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)如何變化。
、七要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失),則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):
2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī),利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí):☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么?大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬?
答:水電站修筑攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢(shì)能,水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能,通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1.力學(xué)里的功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固:☆某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個(gè)雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
5.應(yīng)用功的公式注意:①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功,計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”(!っ=焦),不要和力和力臂的乘積(!っ,不能寫成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說明:(請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述?)
、俟Φ脑硎且粋(gè)普遍的結(jié)論,對(duì)于任何機(jī)械都適用。
、诠Φ脑砀嬖V我們:使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功(FS)=直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)。
3.應(yīng)用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑;
、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長(zhǎng);G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1.有用功:定義:對(duì)人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總 斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組) 斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η 斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:
斜 面: 定滑輪:
動(dòng)滑輪: 滑輪組:
、塾杏霉傂∮诳偣,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測(cè)量:
①原理:
、趹(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S。
、燮鞑模撼^碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
、懿襟E:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1.定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:
4.單位:主單位W;常用單位kW mW 馬力。
換算:1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW,它表示:小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
(一)動(dòng)能和勢(shì)能
1.能量:一個(gè)物體能夠做功,我們就說這個(gè)物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。
、谝粋(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。
2.知識(shí)結(jié)構(gòu):
3.探究決定動(dòng)能大小的因素:
、俨孪耄簞(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)研究:研究對(duì)象:小鋼球 方法:控制變量。
·如何判斷動(dòng)能大。嚎葱′撉蚰芡苿(dòng)木塊做功的多少。
·如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。
·如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。
、鄯治鰵w納:保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí);速度越大動(dòng)能越大。
保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí);質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
、艿贸鼋Y(jié)論:物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動(dòng)能越大,質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/(m.s-1) | 動(dòng)能E/J |
牛 | 約600 | 約0.5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí):☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù):分析數(shù)據(jù),可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù):人的質(zhì)量約為牛的1/12,而速度約為牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能為牛的12倍,說明速度對(duì)動(dòng)能影響大。
4.機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解:①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能;②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能;③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。
(二)動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):
2.動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、儋|(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
、谫|(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3.動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、偃绻粋(gè)物體的動(dòng)能減小,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大,則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
、谌绻粋(gè)物體的動(dòng)能增大,而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小,則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
4.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問題的分析:
、攀紫确治鰶Q定動(dòng)能大小的因素,決定重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)大小的因素──看動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)如何變化。
、七要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失),則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用
1.知識(shí)結(jié)構(gòu):
2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī),利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí):☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么?大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬?
答:水電站修筑攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢(shì)能,水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能,通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
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