機(jī)械功原理：利用任何機(jī)械做功時(shí)，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功（W1），等于機(jī)械克服所有阻力所做的功（W2）．斜面是人們生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用的一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械．下面是某同學(xué)針對(duì)斜面問(wèn)題進(jìn)行的理論研究的過(guò)程．請(qǐng)你幫他完成“理論論證”．
提出問(wèn)題：使用斜面為什么可以省力？
建立模型：如圖所示，斜面的長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h，沿光滑斜面勻速向上拉動(dòng)重為G的物體，所用拉力為F．

（1）理論論證：運(yùn)用機(jī)械功原理證明：F＜G；
（2）仔細(xì)觀察如圖（乙、丙）所示的兩個(gè)螺絲釘，你認(rèn)為使用哪一個(gè)螺絲釘更省力．
分析：（1）由功的公式求出物體直接被提高與沿斜面上升所做的功，然后證明所提出的問(wèn)題；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平緩越省力，但同時(shí)也就越費(fèi)距離，據(jù)此分析判斷．
解答：解：（1）將重為G的物體升高h(yuǎn)，
動(dòng)力所做的功W1=FL，克服阻力所做的功W2=Gh，
根據(jù)機(jī)械功的原理W1=W2，
即FL=Gh，F(xiàn)=
h
L
G，
因?yàn)長(zhǎng)＞h，所以F＜G．   
（2）由圖知，乙、丙螺絲釘高度相同，乙螺絲釘螺紋密、螺線長(zhǎng)，相當(dāng)于斜面較長(zhǎng)．因?yàn)樾泵娓叨纫欢〞r(shí)，斜面越長(zhǎng)，使用起來(lái)越省力．所以乙螺絲釘使用起來(lái)更省力．
點(diǎn)評(píng)：（1）熟練應(yīng)用功的計(jì)算公式、功的原理是正確解題的關(guān)鍵；
（2）斜面也是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫囊环N機(jī)械，而螺旋作為斜面的一類在現(xiàn)實(shí)生活中也有很廣泛的應(yīng)用，學(xué)習(xí)中要注意理論聯(lián)系實(shí)際，養(yǎng)成善于觀察，勤于思考的良好習(xí)慣．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來(lái)源：素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級(jí)·全一冊(cè) 題型：064

閱讀文章，回答文后的問(wèn)題：

永　動(dòng)　機(jī)

　　人們?cè)陂L(zhǎng)期的生活和生產(chǎn)中認(rèn)識(shí)到，人類的生存和發(fā)展離不開(kāi)能源．人們是多么渴望生產(chǎn)一種不需要耗用任何能量而能永遠(yuǎn)不停工作的機(jī)器－－永動(dòng)機(jī)．下圖所示的是一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案：輪子中有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，輪子邊緣安裝著12個(gè)可活動(dòng)的短桿，每個(gè)短桿的一端裝有一個(gè)鐵球．方案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為右邊的球與左邊的球離軸遠(yuǎn)些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大．這樣輪子就會(huì)永無(wú)休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)下去，并且?guī)?dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)．但事實(shí)上并未實(shí)現(xiàn)不停息的轉(zhuǎn)動(dòng)．仔細(xì)分析一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然右邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩大，但是球的個(gè)數(shù)少，左邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩小，但是球的個(gè)數(shù)多．于是，輪子不會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去而對(duì)外做功，只會(huì)擺動(dòng)幾下，便停在圖中所畫的位置上．

　　17～18世紀(jì)，永動(dòng)機(jī)最為流行，人們?cè)岢龈鞣N永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，有采用“螺旋汲水”，有利用輪子的慣性、水的浮力或毛細(xì)作用的，也有利用同性磁極之間排斥作用的．18世紀(jì)末，不少科學(xué)家開(kāi)始懷疑制造永動(dòng)機(jī)的可能性．1775年，法國(guó)科學(xué)院決議不再受理永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案．這些事實(shí)，使人們逐步悟出一個(gè)道理：永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)是由于某一普遍定律的限制，而這條定律至今還沒(méi)發(fā)現(xiàn)．因此，它啟示人們不再為設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)而煞費(fèi)苦心，轉(zhuǎn)而致力于這一未發(fā)規(guī)定律的挖掘工作．

　　17～18世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)中已蘊(yùn)涵著機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想．倫福德等人對(duì)摩擦生熱的研究，否定了熱質(zhì)說(shuō)，提示了機(jī)械能與物體內(nèi)能變化的關(guān)系．1800年發(fā)明了電池，不久又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及電磁感應(yīng)，科學(xué)家們進(jìn)一步展示出了自然界不同現(xiàn)象的相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的圖景．在其他方面，如生物學(xué)發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物的體溫和進(jìn)行機(jī)械活動(dòng)的能量跟它攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)．這一切，都為能量守恒發(fā)現(xiàn)做了必要的準(zhǔn)備．19世紀(jì)40年代，不同國(guó)家的十幾位科學(xué)家以不同的方式，各自獨(dú)立地提出了能量守恒定律．人們認(rèn)識(shí)到：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，能量有各種不同的形式，可從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中能量的總量保持不變．能量守恒定律使永動(dòng)機(jī)幻夢(mèng)被徹底地打破．

　　在制造上面所說(shuō)的第一類永動(dòng)機(jī)的這一嘗試失敗之后，一些人又夢(mèng)想著制造另一種永動(dòng)機(jī)，希望它不違反能量守恒定律，而且既經(jīng)濟(jì)又方便．例如，這種可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之轉(zhuǎn)化為機(jī)械功．由于海洋和大氣的能量是取之不盡的，因而這種熱可永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功，也是一種永動(dòng)機(jī)．然而，在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文于1851年提出一條新的普遍原理：物質(zhì)不可能從單一的熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響．看來(lái)永動(dòng)機(jī)只是人們的美好愿望，永遠(yuǎn)也不可能實(shí)現(xiàn)．

(1)人類夢(mèng)想制造的永動(dòng)機(jī)有哪幾類？為什么都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)？

(2)下圖是兩位發(fā)明家自制的永動(dòng)機(jī)模型．你能否和其他同學(xué)討論一下，它們能“永動(dòng)”嗎？

　　　　

(3)人們?yōu)槭裁礋嶂杂诎l(fā)明與制造永動(dòng)機(jī)？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：064

閱讀下面關(guān)于“永動(dòng)機(jī)”的資料，談?wù)勀銓?duì)“永動(dòng)機(jī)”的看法．

在歐洲，早期最著名的一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案是13世紀(jì)一個(gè)叫亨內(nèi)考的法國(guó)人提出來(lái)的．從哥特時(shí)代起，永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案越來(lái)越多．17世紀(jì)和18世紀(jì)，人們又提出過(guò)各種永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案，有采用“螺旋涉水器”的，有利用輪子慣性的、水的浮力或毛細(xì)作用的，也有提出利用同性磁極間排斥作用的，但是這些方案都無(wú)一例外地以失敗而告終．他們長(zhǎng)年累月地在原地打轉(zhuǎn)，創(chuàng)造不出任何成果．通過(guò)不斷的實(shí)踐和嘗試，人們逐漸認(rèn)識(shí)到：任何機(jī)器對(duì)外界做功，都要消耗能量，不消耗能量，機(jī)器是無(wú)法做功的．同時(shí)一些著名的科學(xué)家像斯臺(tái)文、惠更斯等都開(kāi)始認(rèn)識(shí)到用力學(xué)方法不可能制造出永動(dòng)機(jī)．

在制造第一類永動(dòng)機(jī)的一切嘗試失敗之后，一些人又夢(mèng)想著制造第二種永動(dòng)機(jī)，希望它不違反熱力學(xué)第一定律，而且既經(jīng)濟(jì)又方便．如永動(dòng)機(jī)可直接從海洋和大氣中吸取熱量使之完全變?yōu)闄C(jī)械功．由于海洋和大氣的能量取之不盡，因而這種熱機(jī)可以永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功．然而在大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文于1851年提出一條新的普遍原理：物質(zhì)不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響，這樣第二類永動(dòng)機(jī)的想法也破產(chǎn)了．

永動(dòng)機(jī)的想法在人類歷史上持續(xù)了幾百年，這個(gè)神話被駁倒，不僅有利于人們正確地認(rèn)識(shí)科學(xué)，也有利于我們正確地認(rèn)識(shí)世界．

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

人教版第十五章   功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱  

　　一、功

 　1．力學(xué)里的功包括兩個(gè)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(guò)的距離。

 　　2．不做功的三種情況：有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。

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

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

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

 　　5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”（�！っ�=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(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。

 　　2．說(shuō)明：（請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述？）

 　�、俟Φ脑硎且粋�(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。

 　�、诠Φ脑砀嬖V我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。

 　�、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)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(lái)很多方便。

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

 　　3．應(yīng)用：斜面

 　�、倮硐胄泵妫盒泵婀饣�

 　�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑恚�

 　�、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長(zhǎng)；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(duì)物體做功Gh。

 　　三、機(jī)械效率

 　　1．有用功：定義：對(duì)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(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組） 　　斜面：W額=fL

 　　3．總功：定義：有用功加額外功或動(dòng)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(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

 　　②公式： 

 　　斜 面：                     定滑輪：

 　　動(dòng)滑輪：        滑輪組：

 　�、塾杏霉傂∮诳偣Γ詸C(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。

 　　④提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。

 　　5．機(jī)械效率的測(cè)量：

 　　①原理：

 　�、趹�(yīng)測(cè)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(dòng)的距離S。

 　�、燮鞑模撼^碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。

 　　④步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。

 　�、萁Y(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：

 　　A、動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。

 　　B、提升重物越重，做的有用功相對(duì)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(jī)械效率。

 　　四、功率

 　　1．定義：?jiǎn)挝粫r(shí)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(nèi)做功66000J。

 　　5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：

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

 　　五、機(jī)械能

 　�。ㄒ唬﹦�(dòng)能和勢(shì)能

 　　1．能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能。

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

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

 　　2．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

 

 　　3．探究決定動(dòng)能大小的因素：

 　　①猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。

 　　實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小鋼球  方法：控制變量。

 　　·如何判斷動(dòng)能大�。嚎葱′撉蚰芡苿�(dòng)木塊做功的多少。

 　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)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(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動(dòng)能越大。

 　　保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大；

 　�、艿贸鼋Y(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。

 物體

質(zhì)量m/kg

速度v/（m．s-1）

動(dòng)能E/J

牛

約600

約0．5

約75

中學(xué)生

約50

約6

約900

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

4．機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

　　理解：①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。

　�。ǘ﹦�(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化

　　1．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

　　2．動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

　�、儋|(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

　�、谫|(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。

　　3．動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

 　�、偃绻粋�(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。

 　　②如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

 　　4．動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析：

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

 　�、七�要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功（即：沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。

 　　⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒(méi)有能量損失──機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。

　　（三）水能和風(fēng)能的利用

 　　1．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

 　　2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

 　　練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計(jì)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(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過(guò)發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

人教版第十五章   功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱  

　　一、功

 　1．力學(xué)里的功包括兩個(gè)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(guò)的距離。

 　　2．不做功的三種情況：有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。

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

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

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

 　　5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”（�！っ�=焦），不要和力和力臂的乘積（�！っ祝荒軐懗伞敖埂保﹩挝桓慊�。

 　　二、功的原理

 　　1．內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。

 　　2．說(shuō)明：（請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述？）

 　　①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。

 　�、诠Φ脑砀嬖V我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。

 　　③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)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(lái)很多方便。

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

 　　3．應(yīng)用：斜面

 　�、倮硐胄泵妫盒泵婀饣�；

 　　②理想斜面遵從功的原理；

 　　③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長(zhǎng)；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(duì)物體做功Gh。

 　　三、機(jī)械效率

 　　1．有用功：定義：對(duì)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(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組） 　　斜面：W額=fL

 　　3．總功：定義：有用功加額外功或動(dòng)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(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

 　�、诠剑� 

 　　斜 面：                     定滑輪：

 　　動(dòng)滑輪：        滑輪組：

 　�、塾杏霉傂∮诳偣�，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。

 　�、芴岣邫C(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。

 　　5．機(jī)械效率的測(cè)量：

 　　①原理：

 　�、趹�(yīng)測(cè)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(dòng)的距離S。

 　　③器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。

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

 　�、萁Y(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：

 　　A、動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。

 　　B、提升重物越重，做的有用功相對(duì)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(jī)械效率。

 　　四、功率

 　　1．定義：?jiǎn)挝粫r(shí)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(nèi)做功66000J。

 　　5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：

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

 　　五、機(jī)械能

 　　（一）動(dòng)能和勢(shì)能

 　　1．能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能。

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

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

 　　2．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

 

 　　3．探究決定動(dòng)能大小的因素：

 　�、俨孪耄簞�(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。

 　　實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小鋼球  方法：控制變量。

 　　·如何判斷動(dòng)能大�。嚎葱′撉蚰芡苿�(dòng)木塊做功的多少。

 　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)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(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動(dòng)能越大。

 　　保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大；

 　�、艿贸鼋Y(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。

 物體

質(zhì)量m/kg

速度v/（m．s-1）

動(dòng)能E/J

牛

約600

約0．5

約75

中學(xué)生

約50

約6

約900

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

4．機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

　　理解：①有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能；②有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。

　　（二）動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化

　　1．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

　　2．動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

　�、儋|(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

　�、谫|(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。

　　3．動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

 　　①如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。

 　�、谌绻粋�(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

 　　4．動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析：

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

 　�、七�要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒(méi)有其他外力做功（即：沒(méi)有其他形式能量補(bǔ)充或沒(méi)有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能不變。

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

　　（三）水能和風(fēng)能的利用

 　　1．知識(shí)結(jié)構(gòu)：

 　　2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

 　　練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計(jì)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(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過(guò)發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。

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