简单机械 功和能

1、第1节 杠杆1、一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。支点杠杆绕着转动的点；动力使杠杆转动的力；阻力阻碍杠杆转动的力；动力臂从支点到动力作用线的距离；阻力臂从支点到阻力作用线的距离。当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。2、杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L23、杠杆的应用省力杠杆：L1L2 F1F2 省力费距离；费力杠杆：L1L2 F1F2 费力省距离；等臂杠杆：L1= L2 F1= F2 不省力、不省距离，能改变力的方向。等臂杠杆的具体应用：天平。许多称质量的秤，如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的。第2节 滑

2、轮1、滑轮分定滑轮和动滑轮两种。定滑轮在使用时，轴固定不动；动滑轮在使用时，轴随物体一起运动。定滑轮实质是个等臂杠杆，故定滑轮不省力，但它可以改变力的方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，故动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向。2、把定滑轮和动滑轮组合在一起，就组成滑轮组。使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”，则拉力作用点移动“nh”，其中“n”为绳子的段数。绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。3、使用轮轴时，如果动力作用在轮上则能省力，如果动力作用在轴上，则能省距离。使用斜面时，斜面高度一

3、定时，斜面越长就会越省力。第3节 机械效率1、有用功：对人们有用的功，有用功是必须要做的功。例：提升重物W有用Gh。额外功：并非我们需要但又不得不做的功。例：用滑轮组提升重物W额=G动h（G动：表示动滑轮重）。总功：有用功加额外功的和叫做总功。即动力总共所做的功。W总=W有用W额，W总=Fs2、有用功跟总功的比值叫机械效率。用W总表示总功，W有用表示有用功，表示机械效率：=提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。说明：机械效率常用百分数表示，有用功是总功中的一部分，有用功小于总功，所以机械效率总小于1。3、斜面的机械效率：=式中：G物体重，h物体被升高的高度，F拉力，s物体沿斜面上

4、升的距离。第十三章 热和能 第一节 分子热运动1、扩散现象：定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；分子之间有间隙。固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。2、分子间的作用力：分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。 当分子间距离等于r0（r0=10-10m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力； 当分子间

5、距离减小，小于r0时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力； 当分子间距离增大，大于r0时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力； 当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10 r0时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略了。第二节 内能1、内能：定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。任何物体在任何情况下都有内能。内能的单位为焦耳（J）。内能具有不可测量性。2、影响物体内能大小的因素：温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能

6、减小；反之，物体的内能增大，温度却不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸热，内能增大，而温度却保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度却保持不变）。质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。3、改变物体内能的方法：做功和热传递。做功：做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加（将机械能转化为内能）。物体对外做功物体内能会减少（将内能转化为机械能）。做功改变内能的实

7、质：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。热传递：定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。（热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。）热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；注意：在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变；在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的

8、热量；因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度；热传递的条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。做功和热传递改变物体内能上是等效的。第三节 比热容1、比热容：定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1时吸收（或放出）的热量。比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·)比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。物理意义：水的比热容c水4.2×103J/(kg·)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。比热容是物

9、质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。比较比热容的方法：质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。2、热量的计算公式：温度升高时用：Q吸cm（tt0） c m t+ t0 t0t- 温度降低时用：Q放cm（t0t） c m t0+ t tt0- 只给出温度变化量时用：Qcmt c m tQ热量焦耳（J）；c比热容焦耳每千克摄氏度（J/(kg·)）；m质量千克（k

10、g）；t末温摄氏度（）；t0初温摄氏度（）审题时注意“升高（降低）到10”还是“升高（降低）（了）10”，前者的“10”是末温（t），后面的“10”是温度的变化量（t）。由公式Qcmt可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。第十四章：内能的利用第一节：内能的利用内能的利用方式利用内能来加热：实质是热传递。利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。第二节：热机1、 热机：定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等2、 内燃机：内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端

11、的过程，叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。 汽油机工作过程：柴油机工作过程：3、汽油机和柴油机的比较： 汽油机的气缸顶部是火花塞； 柴油机的气缸顶部是喷油嘴。汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。汽油机做功冲程的

12、点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。4、热值燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。公式：、 Qqm m= q=Q放出的热量焦耳（J）；q热值焦耳每千克（J/kg）；m燃料质量千克（kg）。 QqV V= q=Q放出的热量焦耳（J）；q热

13、值焦耳每立方米（J/m3）；V燃料体积立方米（m3）。物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。第三节：热机效率影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放

14、出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。公式： Q总= Q有用= Q总由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。提高热机效率的途径： 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失； 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。常见热机的效率：蒸汽机6%15%、汽油机20%30%、柴油机30%45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。 功和能 简单机械专项复习基本知识点一根硬棒，在力的作用下如果绕着固

15、定点转动，这根硬棒叫做杠杆1杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕其转动的点，一般用字母O表示该点。（2）动力：使杠杆转动的力，一般用字母F1表示。（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用字母F2表示。（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，一般用L1表示。（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，一般用字母L2表示2力臂：从支点到力的作用线的距离。3杠杆平衡条件（1）杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动的状态。（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂阻力×阻力臂，即F1·L1F2·L24定滑轮：定滑轮实质上是一个等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向，在不少情

16、况下，改变力的方向会给工作带来方便。5定滑轮：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，动滑轮省一半力，但费距离，且动滑轮不能改变力的方向。6滑轮组：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成，可以达到既省力又改变力的作用方向的目的，在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之一。1.功: 做功必要因素:_；_。 计算公式:_。单位:_。 2.功率: 定义: _叫功率, 它是表示_的物理量。 公式:_;(3)单位:_ ;1千瓦=_瓦。 3.机械功原理:_。 4. 有用功_；额外功:_； 总功_；机械效率:_； 1的原因： 。(二)

17、机械能:1.能的概念:_叫做能；单位_。 2.机械能:_ 动能:_叫动能，它的大小跟_和_有关. 重力势能:_叫重力势能，大小跟 势能: _和_有关。 弹性势能:_叫弹性势能。 机械能的转化:动能和势能是可以相互_的；在动能和势能相互转化的过程中，有摩擦等阻力，机械能的总量是_的；若没有摩擦等阻力，机械能的总量保持_。 (三)能的转化和守恒定律:_。1.热量: 含义:_ _。 单位: _；热值:含义_；公式:Q放=_。单位： ，物理意义： ；节约燃料的两个途径： 、 。注：热值是燃料的一种属性，只与物质的种类有关,一般不会变化。 比热:含义:_；单位:国际单位_；常用_；水的比热:_，意义是_

18、； 注：比热是物质的一种特性,一般不会变化。 热量的计算公式:Q吸=_，Q放=_。 2.内能: 含义_ _； 单位_； 内能的影响因素： 、 ； 改变物体内能的两种方式:_ _ _和_ _。 利用燃料燃烧获得的内能来做功的机器热机.汽油机的一个工作循环包括_、_、_和_四个冲程，飞轮转_圈。在压缩冲程中，_能转化为_能；在做功冲程中，_ _能转化为_ _能。基础练习1下列应用杠杆原理工作的工具中, 费力的是 A铡刀 B汽水瓶起盖器的使用C 钓鱼杆 D剪铁皮的剪子2下列关于杠杆的说法中，错误的是 杠杆可以是直的，也可以是弯的 B动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反 支点可以在杠杆

19、的端点，也可以在力的作用线之间图9 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和3如图9所示。把一把米尺，在O点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（ ）A两边砝码组各向支点处移近一个格 B两边砝码组各向支点处移远一个格C两边钩码组各减少一个钩码 图10D两边钩码组各减少一半钩码4如图10所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是（ ）A此杠杆一定是省力杠杆B沿竖直向上方向用力最小C此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；D沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡图115图11中，O为一根轻质杠杆的支点，OA=2m，OB=25m，A点处挂

20、着重100N的物体。若在B端施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是 A20N，竖直向上 B20N，竖直向下C80N，竖直向上 D80N，竖直向下6如图12 用三个力沿不同的方向拉绳子, 则 AF1最大 BF2 CF3最大； D一样大7如图13所示的装置处于静止状态, 不计滑轮重量和摩擦的情况下,G1和G2之比为 ( ) A1:2 B1:1C2:1 D4:18图14是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法，你看哪种方法更省力？ ( ) A甲图的方法 B乙图的方法 C两图的方法一样 D无法比较9使用滑轮组时，拉起重物所用力大小决定于（ ）A定滑轮的个数 B动滑轮

21、的个数 C定滑轮和动滑轮的个数 D连接动滑轮绳子的条数10使用如图15所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是 A.甲 B乙 C丙 D丁图12图13图14图1511在力的作用下，绕某一_转动的硬棒叫杠杆。 杠杆的五个要素是_、_、_、_、_。从支点到_的距离叫动力臂。12用某杠杆匀速提起重物可以省五分之二的力，这个杠杆阻力臂跟动力臂之比L2L1=_。13在“研究杠杆平衡条件”的实验中，要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了便于_的测量。14一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图16所示。当在B处挂300N的钩码时，在A处应挂_N的钩码，杠杆才能平衡，杠

22、杆平衡后，如果再在杠杆两侧钩码的下面同时挂100N的钩码，则A端将向_转动。（填“顺时针”或“逆时针”）15画出图17杠杆示意图中的动力臂和阻力臂。图16图17 图1916使用_滑轮不能省力，但可以改变_；使用_滑轮可以省一半力。就杠杆的力臂长短关系来看，定滑轮实际上就是_杠杆，而动滑轮是_的杠杆。17使用滑轮组时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮和重物被n股绳子吊起，所用的力就是_ ，其关系是_。18如图19所示，物体重G=500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为_N，挂钩A承受_N的拉力，拉力F为_N，若绳子自由端向上拉动0.5m，则物体向上移动_m。提高训练一选择题1在

23、图中的四种情境中，人对物体做功的是（ ）2如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F做的功 ( )A50J B25J C100J D200J 3下列说法中，最接近实际情况的是 ( ) A成年人走两步的距离大约是1.5m B家用白炽灯功率约为1000W C一名中学生体重约为50N D物理课本质量是16kg4图3中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是( ) 图3 图45如图4所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重GB的物体，杠杆处于平衡状态，AO=BO，杠杆自身重力不计，则 ( )AG

24、A=GB BGA<GB CGA>GB D无法判断6初二物理兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（）A3W B30W C300W3000 W7如图5所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆 （ ） A仍能平衡 B不能平衡，A端上升C不能平衡，B端上升D无法判断 图5 图6 图78如图6为脚踩式垃圾桶的示意图，在开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A，B，C，在起作用，对两个杠杆的认识正确的是 （ ） A

25、ABC和A'B'C，都是省力杠杆 BABC和A，B，C，都是费力杠杆 CABC是省力杠杆，A，B，C，是费力杠杆DABC是费力杠杆，A，B，C，是省力杠杆9小明同学用40N的水平推力沿水平地面推重为200N的小车，匀速前进了5m,所用时间为20s，在这个过程中 （ ）A重力做功1000J B推力做功200Jc小车所受合力为160N D小明做功功率为50W10学生在做模拟“蹦极”的小实验，如图7所示，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点在小石块从b点到c点运动的过程中，以下说法正确

26、的是 （ ）A小石块动能一直在增加 B.小石块减少的重力势能全部转化为动能C小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能D小石块到达c点时，动能为零11 2003年10月16日，“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天”梦当飞船减速着陆时，航天英雄”杨利伟的 （ ） A动能增加，重力势能减少 B动能减少，重力势能减少 C动能减少，重力势能不变 D动能不变，重力势能减少12下面事例中，由重力势能转化成动能的是 A风吹动风车转动 B拉弯的弓把箭射出去 C拧紧的发条带动钟表指针转动 D秋千从高处向低处摆动13如图8所示把一个金属管固定在桌子上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，此时设酒精的内能为E

27、1，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，塞子会飞出去，设塞子飞出时动能为E，塞子飞出前瞬间酒精内能为E2，在人拉绳子的过程中，人对绳做功为W，则 （ ） AE=E2 BW=E C W> E2- E1 DE=E1图814当物体受到一对平衡力作用时，它的 ( ) A重力势能可能减小 B重力势能可能增加C动能可能增大 D动能和重力势能都不变二.填空题15.如图9所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为_若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米，当拉绳子的速度为_ms时，拉力的功率为54W(取g=10Nkg，绳重与摩擦不计)1

28、6小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把320N的重物提高了05m，他做的有用功是_J，总功是_J，杠杆的机械效率是_17有甲、乙、丙三个物体在做不同的运动：甲在空中下落(不计空气阻力)，乙沿斜面匀速下滑，丙在水平面上做曲线运动且速度大小保持不变，那么在这三个物体中，机械能总量不变的是_，动能不变而势能减少的是_。18自行车下坡时，不蹬踏板速度也会越来越快，在此过程中，自行车的动能逐渐_，自行车的重力势能逐渐_ 图9 图10三、作图与实验19.用滑轮组拉出陷人泥中的汽车在图11中画出最省力的绳子绕法 图11 图 12 图13 图1420.画出图12中杠杆的支点、动力

29、、阻力、动力臂和阻力臂 21画出使杠杆AB在图13所示位置静止时，所用最小力F的作用点和方向22如图14所示，重200 N的均匀木板AB在细绳拉力作用下保持静止请你根据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示，以及拉力的力臂23在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个完全相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图10所示，在此实验中，我们是通过观察_来比较重力势能的大小；若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_ hB，若A、C两铁块下落的高度相同时，则两铁块质量关系mA_ mB,实验得出的结论是：物体重力势能大小与_有关24如图15为农用扬场机的示意图谷

30、物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带曰的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成l、2、3三堆，达到分离的目的其中1是_，2是_从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为_ 图15 图17四、计算题25某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，·一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计)，在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡。如果该同学身高160cm、质量40kg，平躺到木板上后在托盘中再加上重为1372N的物体，木板再次水平平衡。(1)该装置中滑轮的作用是 。(2)在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡”，这样做的目的是 。(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg).26、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75