初中物理功及机械能讲义.doc

考点及命题趋势1、本章是初中力学板快中重要部分，历年中考重点分布在：①理解动能、势能、机械能的概念及能量大小的决定因素，能解释一些能量转化现象，②理解功的概念，会利用公式计算，③理解功率的概念，会利用公式计算，④理解机械效率的概念，结合简单机械进行有关机械效率的概念。

2、概括起来讲主要考查两大类：（一）功、功率、机械效率综合应用（二）动能和势能的相互转化。

3、考试题型以填空题、选择题和实验题（常考斜面机械效率）居多，计算题等。

4、本章对机械效率的考查每年必考， 2004—2008 年都有所设计。

预计 2009 年中考仍对以上考点进行考查。

知识点概要15.1 功一、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。

巩固：☆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，做的功大约是0．5J。

5．应用功的公式注意：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”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦” ）单位搞混。

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：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）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我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。

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 ，则： FL=fL+Gh；这样 F 做功就大于直接对物体做功 Gh。

15.2 机械效率有用功：定义：对人们有用的功。

．1－公式： W＝Gh（提升重物） =WW=ηW总总有用额 =Gh斜面： W有用．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。

2 （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）=G－Wh公式：W=W动总额有用=fL斜面： W 额．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功 3=FS= W／η 公式： W=W＋W 有用有用总额 = fL+Gh=FL W斜面：总4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：面：斜定滑轮：动滑轮：滑轮组：表示 60%1 ③有用功总小于总功，所以机械效率总小于。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为。

有用功占总功的 60% ④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：F、绳的自由端移动的距离Sh、拉力。

G②应测物理量：钩码重力、钩码提升的高度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：A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B、提升重物越重，做的有用功相对就多。

C、摩擦，若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。

15.3 功率1．定义：单位时间里完成的功。

物理意义：表示做功快慢的物理量。

． 2公式：3．kW mWW马力。

4．单位：主单位；常用单位63 W 1马力1kW=101mW=10W=735W。

换算：某小轿车功率 66kW，它表示：小轿车1s 内做功 66000J 。

机械效率和功率的区别：5．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。

机械能 15.4 动能和势能 15.5 （书：机械能及其转化）15.4一、动能和势能能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

1．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。

知识结构：2．探究决定动能大小的因素：3．①猜想：动能大小与物体质量和速度有关。

方法：控制变量。

实验研究：研究对象：小钢球·如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。

·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。

-1 ）s 动能 E/J ．（速度 v/m 质量物体m/kg75约5．0 约 600约牛9006约约 50约中学生练习：☆上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： 1/12 ，而速度约为牛的12 人的质量约为牛的倍，此时动能为牛的12较大的是速度。

你判断的依据倍，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。

二、动能和势能的转化1．知识结构：动能和重力势能间的转化规律： 2 ．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。

3．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。

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），则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”则“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、水能和风能的利用识结构：．知 12 ．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。

练习：☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？答：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。

本章经典例题1 、下列现象中，力没有对物体做功的是（）例A、用力将铅球掷出B、将书包背上楼C、骑自行车匀速前进 D 、人提着水桶在水平地面上行走考点：对做功两个必要因素的判定及计算 1 、两个必要因素缺一不可。

、下列说法正确的是（）例 2 、有用功越大，机械效率越高B、总功一定，额外功越大，机械效率越高A D 、有用功与总功的比值越大，机械效率越高C、有用功一定，额外功越小，机械效率越高F、机械效率的大小与功率大小无关 E、功率大的机械，其机械效率越大 1H、机械效率总小于 G、机械效率低的机械，做功就少拓展：考点：对机械效率和功率的理解这个整体决定。

这个式子很重要，也是解 1、机械效率由有用功与总功的比值决定，即由决某些计算题的方法和思路。

、功率和机械效率是两个概念，二者没有任何关系。

2200N0.8m/s 的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为 3 例、（一）如图一所示滑轮组、将 480N的物体以（不计摩擦和绳重）求： 1）滑轮组的机械效率（（2）拉力 F 的功率（ 3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做多少功？FAF图二G 图一（二）如图二所示，物体 A 以 2m/s 的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，水平拉力 F=_____N,物体 A 受到的摩擦力 f=______N,2s 内拉力 F 所做的功 W=______J,拉力 F 的功率 P=______W。

( 滑轮、测力计、绳重不计，绳子与滑轮间摩擦力不计)拓展：考点：功、功率、机械效率与简单机械的综合应用 1 、对物体进行正确的受力分析，选择相应的公式。

．在冰 4、（一）下列物体中： A．挂在屋顶上的电灯； B．被拉开的弹簧门； C．空中飞行的小鸟； D 例具有动能的．从斜坡上滚下的石头； F．在车；只平直公路上行驶的汽场上滑行的运动员； E 的能具有势既具有动能，又具有势能的是是、、只。

是（二）下列说法正确的是（） A 、质量大的物体一定比质量小的物体所具有的重力势能大。

、速度大的物体一定比速度小的物体所具有的动能大。

BC、一个物体没有做功，它也可能具有重力势能。

D、一个物体具有能量，则它一定具有动能或势能。

例 5、（一）（07 维坊）如图三所示，小明乘电梯匀速上升的过程中（）PV1V2V3A B C图三图四A、动能转化为势能，机械能不变。

B、动能转化为势能，机械能增大。

C、动能不变，势能增大，机械能增大。

D 、动能不变，势能不变，机械能不变。

（二）有一辆洒水车自东向西匀速洒水，则在此过程中（）A 、动能不变势能不变，机械能不变。

B 、动能不变，势能减小，机械能减小。

C 、动能减小，势能减小，机械能减小。

D 、动能减小，势能减小，机械能减小。

例 6、如图四所示，同一物体分别从三个不同斜面PA、PB、PC、的顶端由静止滑下，已知物体在三个斜面上下滑动的摩擦力均为 f （f>0 ）。

当物体从斜面顶端P 分别滑到底端 A、B、C 处时，速度分别为V1、V2、V3，则（）A 、 V1＞V2＞V3B、V1＜V2＜V3C、V1=V2=V3 D 、 V1＞V3 ＞ V2练习：1．图 9-1 中，重为 500N的物体与地面间的摩擦力是 150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加以 60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 __________。