十五功和机械能
一、 知识梳理
二、要点突破 1、功
(1)含义:有力作用在物体上,并且在力的方向上通过一段距离,我们就说力对物体做了功。
(2)做功包含两个必要因素:力与在力的方向上通过的距离。 (3)功的计算:
①功在大小上等于力与力的方向上通过距离的乘积。 ②公式:W=FS
③单位:焦耳(J) 1J=1N·m ④三种情况下不做功:
Ⅰ 劳而无功(力的方向上没有通过距离); Ⅱ 不劳无功(没有作用在物体上的力);
Ⅲ 垂直无功(力与在力的方向上通过的距离垂直)。
(4)功的原理:使用任何机械做的功,等于不用机械直接用手做的功,也就是说使用任何机械都不省功。 2、机械效率 (1)有用功
① 定义:对人们有用的功 ② 符号:W有用
③ 实质:人们不用机械直接用手做的功,也等于理想情况下(不考虑机械本身的重量和摩擦)人们所做的功。 (2)额外功
① 定义:对人们没用但又不得不做的功 ② 符号:W额外 ③ 产生的原因:
Ⅰ 提升重物时,克服机械自身的重、容器的重等所做的功; Ⅱ 克服机械的摩擦所做的功。 (3)总功
① 定义:有用功和额外功的总和 ② 符号:W总 (4)机械效率
① 定义:有用功和总功的比值 ② 符号:?
③ 公式:?=W有用/W总 ④ 对机械效率的理解
Ⅰ 因为W有用<W总,所以机械效率总小于1 Ⅱ 机械效率是表示机械性能好坏的一个物理量。 3、功率
(1)功率是描述做功快慢的物理量 (2)定义:物体单位时间里做的功叫功率 (3)公式:P=W/t
(4)单位:瓦(W) 1W=1J/s (5)了解功率与机械效率的区别:
功率表示做功快慢,定义:单位时间里完成的功。表达式P=W/t,单位:W。机械效率表示有用功在总功中所占的比例。定义:有用功跟总功的比值,表达式?=
W有用/W总。功率与机械效率是根本不同的两个概念,物体单位时间里做的功叫功率;有用功和总功的比值叫机械效率。功率大的机器机械效率并不一定高,同样,机械效率高的机器并不一定做功快,二者之间无因果关系。功率大的是单位时间内做得功多;机械效率大是指有用功占的比例大。 功率和机械效率的区别如下表所示
4、能量
(1)定义:一个物体能够做功,我们就说物体具有能量。 (2)动能:
① 定义:物体由于运动而具有的能。
② 决定动能大小的因素:质量和速度。物体的质量越大,速度越大,动能就越大。 (3)势能:重力势能和弹性势能统称为势能 ① 重力势能:
Ⅰ 定义:物体由于被举高而具有的能
Ⅱ 决定重力势能大小的因素:质量和被举高的高度。物体的质量越大,被举的越高,重力势能就越大 ② 弹性势能:
Ⅰ 定义:物体由于发生弹性形变而具有的能
Ⅱ 决定弹性势能大小的因素:弹性形变的大小。弹性形变越大,物体的弹性势能就越大。弹性势能还跟物体的弹性强弱有关。 (4)机械能:
① 定义:动能和势能统称为机械能。
② 机械能守恒定律:动能可以转化为势能,势能可以转化为动能,在动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变。 5、了解功和能的区别
功是物体在力的作用下物体动能或势能发生了变化(能量转化或转移的过程),一个物体能量发生了变化,我们就说它做了功;一个物体具有能量,只表示具有做功的本领,并不表示它正在做功或做了功。
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