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1第十五章《功和机械能》复习提纲一、功1、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。公式W=Fs或W=Gh或W=fs或W==Pt4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J)1J=1N·m把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中的S一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。③功的单位“焦”（1牛·米=1焦）。二、功的原理：使用任何机械都不省功说明：①功的原理对于任何机械都适用。②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。三、机械效率１、有用功：对人们有用的功。公式：（提升重物）W有用＝Gh=W总－W额=W总η2、额外功：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）3、总功：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／η4、机械效率：有用功跟总功的比值。（1）公式：（2）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。例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。（3）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：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S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、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、动滑轮重力大小：提升同一物体用的动滑轮越重则额外功相对就多而有用功不变，机械效率就越低。B、物体的重力大小：ηW有用W总=ηW有用W总=GhFS=2用同一滑能组所提升得重物越重，做的有用功相对就多而额外功不变，机械效率就越高。C、摩擦：若各种摩擦越大做的额外功就多，机械效率相对就低。D、绕线方法和重物提升高度、移动速度不影响滑轮机械效率。四、简单机械的机械效率（1）斜面①W有用=Gh②W额外=fS③W总=FS=Gh＋fS（2）定滑轮竖直方向提升重物（a）①W有用=Gh②W额外：摩擦及绳重③W总=FS=Fh（3）定滑轮水平方向拉动物体（b）①W有用=fS物②W额外：滑轮转动摩擦③W总=FS绳=FS物（4）动滑轮（a）及竖直方向滑轮组①W有用=G物h②W额外③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h（n为连接动滑轮绳子段数）（5）动滑轮（b）及水平方向滑轮组①W有用=fS物②W额外：绳重及滑轮转动摩擦③W总=FS绳=FnS物（n为连接动滑轮绳子段数）不计绳重和摩擦时3注：所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率．五、功率：单位时间内做的功—P(单位：W)1、公式：2、单位：瓦特，简称瓦，符号W，常用单位kW，MW换算：1kW=103W1MW=106W3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s内做功66000J4、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；（2）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。六、机械能能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能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。1、探究决定动能大小的因素a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；b、实验研究—研究对象：小钢球方法：控制变量法c、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，则到达斜面底端时速度大小相同；如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下；d、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；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。2、动能和势能的转化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（高度），重力势能就越大弹性势能定义：发生弹性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，动能就越大动能转化转化势能弹性势能重力势能4（1）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，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；（2）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。3、动能与势能转化问题的分析①首先分析决定动能大小、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——质量，速度，高度，弹性形变②机械能守恒：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。④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。4、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。5、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？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。