做功的兩個必要因素是_____________________、____________________，國際單位制中，功的單位是__________。

人教版第十五章   功和機械能 復習提綱  

　　一、功

 　1．力學里的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

 　　2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

 　　鞏固：☆某同學踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。

 　　3．力學里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。

 　　4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。

 　　5．應用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強調對應。③功的單位“焦”（�！っ�=焦），不要和力和力臂的乘積（�！っ�，不能寫成“焦”）單位搞混。

 　　二、功的原理

 　　1．內容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。

 　　2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）

 　　①功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。

 　�、诠Φ脑�理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。

 　　③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。

 　�、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。

 　　3．應用：斜面

 　�、倮硐胄泵妫盒泵婀饣�；

 　�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑�理；

 　�、劾硐胄泵婀�式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。

 　　如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。

 　　三、機械效率

 　　1．有用功：定義：對人們有用的功。

 　　公式：W_有用＝Gh（提升重物）=W_總－W_額=ηW_總         斜面：W_有用=Gh

 　　2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。

 　　公式：W_額=W_總－W_有用=G_動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組） 　　斜面：W_額=fL

 　　3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功

 　　公式：W_總=W_有用＋W_額=FS= W_有用／η       斜面：W_總= fL+Gh=FL

 　　4．機械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

 　�、诠�式： 

 　　斜 面：                     定滑輪：

 　　動滑輪：        滑輪組：

 　�、塾杏霉�總小于總功，所以機械效率總小于1。通常用百分數(shù)表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。

 　�、芴岣邫C械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。

 　　5．機械效率的測量：

 　　①原理：

 　�、趹獪y物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。

 　�、燮鞑模撼�鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。

 　�、懿襟E：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。

 　　⑤結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：

 　　A、動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。

 　　B、提升重物越重，做的有用功相對就多。

 　　C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

 　　繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

 　　四、功率

 　　1．定義：單位時間里完成的功。

 　　2．物理意義：表示做功快慢的物理量。

 　　3．公式：

 　　4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。

 　　換算：1kW=10³W?1mW=10⁶ W?1馬力=735W。

 　　某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內做功66000J。

 　　5．機械效率和功率的區(qū)別：

 　　功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。

 　　五、機械能

 　�。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽�

 　　1．能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。

 　　理解：①能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

 　�、谝粋�物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。

 　　2．知識結構：

 　　3．探究決定動能大小的因素：

 　�、俨孪耄簞幽艽笮∨c物體質量和速度有關。

 　　實驗研究：研究對象：小鋼球  方法：控制變量。

 　　·如何判斷動能大�。嚎葱′撉蚰芡苿幽緣K做功的多少。

 　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同。

 　　·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。

 　�、鄯治鰵w納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相同時；速度越大動能越大。

 　　保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相同時；質量越大動能越大；

 　�、艿贸鼋Y論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。

 　　練習：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學生百米賽跑時的一些數(shù)據：分析數(shù)據，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據：人的質量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。

4．機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。

　　理解：①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。

　　（二）動能和勢能的轉化

　　1．知識結構：

　　2．動能和重力勢能間的轉化規(guī)律：

　�、儋|量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能。

　�、谫|量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能。

　　3．動能與彈性勢能間的轉化規(guī)律：

 　�、偃绻�一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉化為彈性勢能。

 　�、谌绻�一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉化為動能。

 　　4．動能與勢能轉化問題的分析：

 　�、攀紫确治鰶Q定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素──看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。

 　　⑵還要注意動能和勢能相互轉化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉化過程中機械能不變。

 　�、穷}中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機械能不守恒。

　�。ㄈ�）水能和風能的利用

 　　1．知識結構：

 　　2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能，水的一部分動能轉移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉化為電能。

 　　練習：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設計成上窄下寬？

 　　答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉化為更多的動能，通過發(fā)電機就能轉化為更多的電能。

人教版第十五章   功和機械能 復習提綱  

　　一、功

 　1．力學里的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

 　　2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

 　　鞏固：☆某同學踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。

 　　3．力學里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。

 　　4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。

 　　5．應用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強調對應。③功的單位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦”）單位搞混。

 　　二、功的原理

 　　1．內容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。

 　　2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）

 　�、俟Φ脑�理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。

 　�、诠Φ脑�理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。

 　　③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。

 　　④我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。

 　　3．應用：斜面

 　�、倮硐胄泵妫盒泵婀饣�；

 　�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑�理；

 　　③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。

 　　如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。

 　　三、機械效率

 　　1．有用功：定義：對人們有用的功。

 　　公式：W_有用＝Gh（提升重物）=W_總－W_額=ηW_總         斜面：W_有用=Gh

 　　2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。

 　　公式：W_額=W_總－W_有用=G_動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組） 　　斜面：W_額=fL

 　　3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功

 　　公式：W_總=W_有用＋W_額=FS= W_有用／η       斜面：W_總= fL+Gh=FL

 　　4．機械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

 　�、诠�式： 

 　　斜 面：                     定滑輪：

 　　動滑輪：        滑輪組：

 　　③有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。通常用百分數(shù)表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。

 　�、芴岣邫C械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。

 　　5．機械效率的測量：

 　�、僭�理：

 　�、趹獪y物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。

 　�、燮鞑模撼�鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。

 　�、懿襟E：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。

 　�、萁Y論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：

 　　A、動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。

 　　B、提升重物越重，做的有用功相對就多。

 　　C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

 　　繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

 　　四、功率

 　　1．定義：單位時間里完成的功。

 　　2．物理意義：表示做功快慢的物理量。

 　　3．公式：

 　　4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。

 　　換算：1kW=10³W?1mW=10⁶ W?1馬力=735W。

 　　某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內做功66000J。

 　　5．機械效率和功率的區(qū)別：

 　　功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。

 　　五、機械能

 　�。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽�

 　　1．能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。

 　　理解：①能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

 　�、谝粋�物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。

 　　2．知識結構：

 　　3．探究決定動能大小的因素：

 　　①猜想：動能大小與物體質量和速度有關。

 　　實驗研究：研究對象：小鋼球  方法：控制變量。

 　　·如何判斷動能大�。嚎葱′撉蚰芡苿幽緣K做功的多少。

 　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同。

 　　·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。

 　　③分析歸納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相同時；速度越大動能越大。

 　　保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相同時；質量越大動能越大；

 　�、艿贸鼋Y論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。

 　　練習：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學生百米賽跑時的一些數(shù)據：分析數(shù)據，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據：人的質量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。

4．機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。

　　理解：①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。

　�。ǘ�）動能和勢能的轉化

　　1．知識結構：

　　2．動能和重力勢能間的轉化規(guī)律：

　�、儋|量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能。

　　②質量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能。

　　3．動能與彈性勢能間的轉化規(guī)律：

 　�、偃绻�一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉化為彈性勢能。

 　�、谌绻�一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉化為動能。

 　　4．動能與勢能轉化問題的分析：

 　�、攀紫确治鰶Q定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素──看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。

 　　⑵還要注意動能和勢能相互轉化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉化過程中機械能不變。

 　�、穷}中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機械能不守恒。

　�。ㄈ�）水能和風能的利用

 　　1．知識結構：

 　　2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能，水的一部分動能轉移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉化為電能。

 　　練習：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設計成上窄下寬？

 　　答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉化為更多的動能，通過發(fā)電機就能轉化為更多的電能。

自行車上的物理知識

　　你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。

　　1、自行車上的摩擦知識。

　�、僮孕熊囃馓�為什么要有凸凹不平的花紋

　　摩擦力的大小跟兩個因素有關：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。

　�、谧孕熊嚍槭裁茨芮斑M？

　　當我們騎在自行車上時，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產生的，這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運動！其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運動。不過，當人們在地上推自行車前進時，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢？腳對地面的摩擦力向前！

　�、蹌x車以后，自行車為何能停止？

　　剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙后輪的轉動。手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產生的摩擦力也就越大，后輪就轉動的越慢。如果完全剎死，這時后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γㄔ瓉頌闈L動摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運動，因此就停下來了。

　�、茏孕熊嚹男┑胤桨灿袖撝椋繛槭裁窗蹭撝�？

　　在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉動處，腳蹬轉動處等地方，都安有鋼珠。

　　人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉動的地方安裝鋼珠，我們可以經常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。

　　2、自行車上的杠桿、輪軸知識。

　�、僮孕熊嚿系母軛U

　　A、控制前輪轉向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉動自行車前輪，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。

　　B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

　�、谧孕熊嚿系妮嗇S

　　A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。

　　B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉動的半徑大于前叉軸的半徑）。

　　C、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。

　　3、自行車上的氣壓知識。

　　自行車內胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已�，F(xiàn)代自行車使用充氣內胎主要是使胎內的壓強增大，可以起到緩沖的作用，同時可以減小自行車前進的阻力。

　　氣門芯的作用：充氣內胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進入，不讓氣體外漏，方便進氣，保證充氣內胎的密封。

　　4、自行車上光學知識。

　　自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒司機注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構成的，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會產生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意。

　　自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多力學知識

　　1.測量中的應用

　　在測量跑道的長度時，可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉過一圈長度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n×2.23米或n×2.07米。

　　2.力和運動的應用

　�。�1）減小與增大摩擦。

　　車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

　　多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。

　�。�2）彈簧的減震作用。

　　車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

　　3.壓強知識的應用

　　（1）自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。

　�。�2）座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。

　　4.簡單機械知識的應用

　　自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

　　5.功、機械能的知識運用

　�。�1）根據功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。

　　（2）動能和重力勢能的相互轉化。

　　如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能。

　　6.慣性定律的運用

　　快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，所以后輪會跳起來。

　　切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！

A、B、C是三種完全不同的現(xiàn)象，但可以發(fā)現(xiàn)它們有著共同的特點：一是           ，二是              。在A現(xiàn)象中是          對           做了功；在B現(xiàn)象中是               對         做了功；在C現(xiàn)象中是纜車操縱索的拉力對纜車做了功。由此可見，做功需要                 和                  兩個必要因素。