功和机械能(知识总结)

功和机械能
一、功
1、功
(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体移动了一段距离，这
个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。

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(2)功的两个因素：一个是，另一个是。

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(3)不做功的三种情况：①物体受到了力，但。

②物体由于惯性运动通过
了距离，但。

③物体受力的方向与运动的方向相互，这个力也不做功。

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2、功的计算
(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的。

即：W= 。

(2)符号的意义及单位：表示功，单位是 (J)，1J=1N·m；表示力，单位是 (N)；s表示距离，单位是米(m)。

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(3)计算时应注意的事项：①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。

②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。

③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。

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3、功的原理——使用任何机械。

如何判断物体的做功情况
1.理解判断的依据
依据:见课本P207——做功的两个必要因素.
重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”.
2.明白不做功的三种情况
A.物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离(如见课本中的图14—2).此情况叫“劳而无功”.
B.物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动).此情况叫“不劳无功”.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
C.物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平
方向移动).此情况叫“垂直无功”.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
3.在分析做功情况时还应注意以下几点
A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功.
B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指
出是哪一个力对哪一个物体做功.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
C.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我
们通常说物体克服阻力F做了功.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh;
在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs.
(二)对公式W＝Fs的理解
1.公式一般式 W＝Fs
常用式 W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)
2.单位焦耳(J)
3.注意事项
A.有力才有可能做功,没有力根本不做功.
B.F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形
的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高)文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
C.做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关.
(三)怎样理解功率的概念
1.物理意义表示物体做功的快慢.
2.定义物体在单位时间内所做的功.
3.计算式 P＝W/t.
4.单位瓦(W).
5.注意事项
A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:功率与功和时间两个因素有关.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
B.由P＝W/t变形为P＝F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比.
(四)理解功的原理,明白有用功、总功、额外功的含义及其关系
1.功的原理使用任何机械都不省功.
A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重): W人对机械＝W机械对物体＝W手或 W总＝W有.
B.对于实际机械:W人对机械(W总)>W机械对物体(W有)或W总＝W有＋W额.
二、机械效率
1、有用功——W有用：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。

也就是人们不用机械而
直接用手时必须做的功。

在提升物体时，W有用= 。

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2、额外功——W额外
(1)使用机械时，对人们没有用但的功叫额外功。

(2)额外功的主要来源：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。

②
克服机械的所做的功。

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3、总功——W总：
(1)人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功
的。

即：W总= 。

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(2)若人对机械的动力为F，则：W总=
4、机械效率——η
(1)定义：叫机械效率。

(2)公式：η= W有用/ W总。

(3)机械效率总是小于。

(4)提高机械效率的方法①减小，②改进机械，减小自重。

2.有用功、总功、额外功的含义及各自的计算式.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
A.有用功(W有) 指机械克服有用阻力所做的功(对我们有用的功).
求有用功W有,要看使用机械的目的.
①对于竖直方向上提升重物,目的是克服重力做功,故 W有＝Gh；
②对于水平方向匀速拉(推)物体,目的是克服摩擦阻力做功,故 W有＝f阻s物.
B.总功 (W总) 指动力对机械所做的功.其表达式为:W总＝Fs.(F为直接作用在机械上的力)
C.额外功(W额) 指机械克服额外阻力(对我们无用但不得不做的)所做的功.对于只计滑轮的
重而言,W额＝G轮h.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
(五)怎样理解和应用机械效率
1.定义有用功占总功的比值,即η＝.
2.物理意义机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
3.机械效率为何总小于1?
因在使用机械时,不可避免W额>0.所以由W总＝W有＋W额可知:W有<W总,即η<1.
4.计算机械效率的各种变形式.
A.在竖直方向上提升物体,η＝＝＝＝ (对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度)文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . B.在水平方向上拉动物体,η＝＝ (s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的
距离)
5.如何提高机械效率?
由η＝＝可知:
A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加
润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.
C.注意事项
①机械效率与功率的区别
功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率
高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
②机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高.
5影响机械效率的因素
探究斜面的机械效率实验
（1）实验原理
（2）实验器材
（3）直接测量的物理量
（4）研究方法
（5）操作注意事项
（6）表格
（7）实验步骤
（8）实验结论
影响滑轮组机械效率的因素
三、功率
1、功率的物理意义：功率是表示物体的物理量。

2、功率
(1)定义：单位时间内所做的功叫做功率，用符号“P”表示。

单位是（W）。

(2)公式：p= 。

式中表示功率，单位是；W表示单位
是；t表示，单位是。

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用途
(4)功率与机械效率的区别：功率表示物体做功的；机械效率表示机械做功的效率。

(三)怎样理解功率的概念
.注意事项
A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:功率与功和
时间两个因素有关.文档来源网络及个人整理,勿用作商业用途
四、动能和势能
1、能量
（1）物体能够，表示这个物体具有能量，简称能。

（2）单位：
2、动能
(1)定义：物体由于而具有的能，叫做功能。

(2)影响动能大小的因素：①物体的；②物体运动的。

物体的
越大，越大，物体具有的动能就越大。

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(3)单位：。

探究影响动能大小的因素实验（1）研究方法：、
3、重力势能
(1)定义：物体由于而具有的能，叫做重力势能。

(2)影响重力势能大小的因素：①物体的；②物体被举高的。

物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就。

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途
(3)单位：
4、弹性势能
(1)定义：物体由于发生而具有的能，叫做弹性势能。

(2)单位：。

(3)影响弹性势能大小的因素：①物体发生弹性形变的。

物体的弹性形变
越大，具有的弹性势能就越大。

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五、机械能及其转化
1、机械能
(1)定义：和统称为机械能。

(2)单位：。

(3)影响机械能大小的因素：①动能的大小；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。

2、动能和势能的转化
(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相。

(2)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析
物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。

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