第十一章 机械功与机械能 概念总结2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

第十一章：机械功和机械能 概念总结 11.1 怎样才叫做功 1.机械功：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过的距离，简称做了功 2.两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离 3.公式：功 W=Fs （F为力，单位为N； s为在力的方向移动的距离，单位为m） （1）功W 单位：牛 ·米（N ·m） 专门单位：焦耳 简称：焦 符号：J （2）换算：1J=1N ·m 4.物理意义：用 1N 的力使物体在力的方向上通过的距离是 1m 5.三种不做功 （1）有力无距离 （2）有距离无力 （3）力和距离垂直 6.机械功原理：省力必然费距离；省距离必然费力；既省力又省距离是不存在的。 也就是说，使用任何机械都不省功 11.2 怎样比较做功的快慢 1.功率：做功多少与所用时间的比 （W为功，单位为J； t为时间，单位为s） （F为力，单位为N； v为速度，单位为m/s） （1）功率P 单位：焦/秒 J/s 专门单位：瓦特 简称：瓦 符号：W （2）换算：1W=1J/s 1KW=1000W （3）物理意义：表示做功快慢的物理量 （4）1000W：表示1s做功1000J 2.比较做功快慢 （1）相同时间内，比较做功多少，做功越多，功率越大 （2）在完成相同功时，时间越短，功率越大 （3）做功多少与时间都不同情况下，比较 3.推导公式： 由得 功W=Pt 时间 由得 计算题典例：中国99 A式坦克是自行研制的第三代主战坦克，车身的重力为6×106 N. 假如在一场演习中，坦克在水平公路上以20 m/s的速度匀速行驶，行驶144 km到达目的地，在行驶过程中坦克受到的阻力是车重的0.05倍，求： (1)坦克在行驶过程中受到的阻力； (2)在该演习中坦克牵引力做的功； (3)在该演习中坦克牵引力的功率. 解：(1)阻力：f＝0.05G＝0.05×6×106 N＝3×105 N (2)由二力平衡得牵引力：F＝f＝3×105 N 由W＝Fs得功：W＝Fs＝3×105 N×144×103 m＝4.32×1010 J (3)由P=Fv得，牵引力的功率：P＝Fv＝3×105 N×20 m/s＝6×106 W 答： 11.3 如何提高机械效率 1.有用功：需要的、有价值的功。 W有 2.额外功：无价值而又不得不做的功。W额 3.总功：对整个机械做的功。W 总 W 总=W 有+W 额 4.由于额外功的存在，W 额＞0，因此，W 总＞W 有 5.机械效率：把有用功与总功的比值 字母：η 6.公式： 它只有大小，没有单位 7.物理意义：有用功在总功中所占比例的高低 8.机械效率η不会≥1，只有η <1 ，理想的状态η=1 9.模型与公式： （1）竖直滑轮组 ①克服重力做的功，滑轮组做的有用功，拉力做的有用功：W有 =G h （G为货物重力，h为货物提升高度） ②拉力做的总功，滑轮组做的总功，拉力做的功：W总 =F s （F为自由端绳子拉力，s为自由端绳子移动距离） ③机械效率： ④竖直滑轮组公式，n为连接在动滑轮上的绳子数 → s=nh （2）水平滑轮组 ①克服摩檫力做的功，滑轮组做的有用功，拉力做的有用功： （f为水平方向摩擦力，s物为物体水平移动距离） ②拉力做的总功，滑轮组做的总功，拉力做的功：W总 =F s （F为自由端绳子拉力，s为自由端绳子移动距离）s ③机械效率：s物 f ④水平滑轮组公式，n为连接在动滑轮上的绳子数 （3）斜面 ①克服重力做的功，拉力做的有用功：W有 =G h （G为货物重力，h为货物提升竖直高度） ②拉力做的总功，拉力做的功：W总 =F s （F为平行于斜面的拉力，s为斜面的距离） ③机械效率： 10.实验：测量滑轮组机械效率 ①实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计 。 ②提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加物体重力（或者减少摩檫力，或者减少动滑轮重力） 典例1：如图所示，斜面长5 m，高3 m，小明用绳子沿斜面将重为500 N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为400 N，绳重不计，则小明对木箱做的有用功是　 J，总功是 J，斜面的机械效率是　 .  答案：1500；2000；75% 典例2：如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体移动距离为5m，物体与地面间滑动摩擦力为120N，则克服摩擦力做功为 J，拉力做功为 J，滑轮组的机械效率为 。 答案：600；750；80% 典例3：工人用如图所示的滑轮组提升建筑材料，在10 s内将210 N的建筑材料匀速提升2 m.已知工人的拉力为80 N(不计绳重与摩擦阻力)，求： (1)对建筑材料做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)滑轮组的机械效率. 解：(1)由W有＝Gh得： W有＝Gh＝210 N×2 m＝420 J (2)由图知，n＝3 由s=nh得s＝3h＝3×2 m＝6 m， 由W总＝Fs得：W总＝Fs＝80 N×6 m＝480 J (3) 答：。。。 11.4 认识动能和势能 1.能量：物体能够对外做功，就说这个物体具有能量；物体做功越多，具有的能量就越多 2.单位：焦 符号：J 3.能和功的关系：（1）能表示物体做功本领的大小（2）功是能量转化的量度 4.动能的大小与哪些因素有关： （1）动能：物体由于运动具有的能 影响因素：质量，速度大小 （2）质量相同时，速度大的物体所做的功多，具有的动能越大 （3）速度相同时，质量大的物体能做的功多，具有的动能越大 （4）物体的动能与质量和速度有关，速度越大，质量越大，具有的动能越多 5.势能的大小与哪些因素有关： （1）重力势能：由于物体被举高而具有的能 影响因素：质量，高度 （2）物体被举高越高，质量越大，具有的重力势能越多 （3）弹性势能：由于物体发生弹性形变而具有的能 影响因素：劲度系数，形变量 （4）弹性物体的弹性越强，形变越大，具有的弹性势能越多 6.机械能：动能与势能的总和 7.机械能的转化：动能——重力势能（动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能； 动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能） 8.物体的动能和势能是可以相互转化的；有摩擦等阻力时，在动能和势能的相互转化中，机械能会不断减小 9.机械能守恒：除重力和弹力对物体做功外，没有其他力对物体做功（不考虑摩擦），只有动能和势能之间的转化，机械能守恒 10.能量（包括机械能）都不能消失，只能是转移到其他地方或者转化为其他形式的能！ 11.实验：探究动能大小跟哪些因素有关 ①本试验利用实验方法是：控制变量法 ②其动能的大小是通过观察木块移动的距离 来判断，此实验方法为：转换法 ③质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是：控制小球到达水平面的速度相同 ④水平面绝对光滑，不能完成实验，原因是：没有摩擦力，木块将一直匀速直线运动 物理十一章概念总结1 学科网（北京）股份有限公司 $$