第1节 能量及其形式
(一) 认识能量
1. 物体能够对外作用,就说它具有能量。能量也简称能。 2. 一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大 (二) 能量的形式
自然界中任何物体都具有能量,能量是以多种形式存在的,根据能量的特点大致可以分为机械能、电磁能、内能、化学能、光能、核能、声能等
第2节 机械能 (一) 动能
1. 定义:物体由于运动而具有的能量
2. 决定其大小的因素:物体的速度越大,质量越大,动能就越大 (二) 势能 A. 重力势能
1. 定义:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能
2. 决定其大小的因素:物体的质量越大、位置越高,重力势能就越大 B. 弹性势能
1. 定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能
2. 决定其大小的因素:对于同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大 (三) 动能和势能的转化
A. 机械能:动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能 B. 机械能的转化
1. 动能和势能可以相互转化
2. 机械能也可以转化为其他形式的能量
C. 机械能守恒:如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变,或者说
机械能守恒
第3节 能量转化的亮度 (一) 功
1. 定义:如果一个力作用在物体上,且物体在这个力的方向上通过了一段距离,就说这个
力对物体做了功
1
2. 力对物体做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上通
过了距离
3. 力不做功的三种情况 三种情况 有距离无力 原因 物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离,这时没有力做功 有力作用在物体上,但物体没有动,即物体没有通过距离 物体受到了力的作用,也移动了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直 实例 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离,人对足球没有做功 两名同学没有搬起石头,所以对石头没有做功 提着水桶水平移动一段距离,竖直提水桶的力不做功 有力无距离 力与距离垂直 (二) 功的计算
1. 功的计算:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
2. 公式:用F表示力,s表示在力的方向上通过的距离,W表示功,则W = Fs
3. 单位:在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是焦耳,简称
焦(J)。
4. 应用W = Fs计算功时,力与物体通过的距离方向必须一致,且对应同一物体、同一
段时间
(三) 做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化。因此,可以用功来量度能量转化的多少。能量的单位与功的单位一样,也是焦耳 (四) 功率
1. 定义:功与做功所用时间之比叫功率,它在数值上等于单位时间内所做的功 2. 物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量
3. 公式:如果用P表示功率,用W表示功,用t表示做功所用的时间,功率的计算公
式为
4. 单位:在国际单位制中,功的单位是焦,时间的单位是秒,功率的单位是焦耳每秒
(J/s),它有一个专门名称叫瓦特,简称瓦(W)
6
工程技术上还常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作为功率的单位,1kW = 1000W,1MW = 10W 5. 功率表示做功的快慢,不表示做功的多少,一个力做功的多少由功率和时间两个因
素决定。功率大的机械,做功不一定多;做功多的机械,功率也不一定大
(五) 计算功率的另一个公式 1. 当物体在动力F作用下,以速度v沿力F方向做匀速直线运动时,力F所做的功 W
2
= Fs = Fvt。力F做功的功率
2. 由P = Fv知,功率一定时,机器的牵引力和速度成反比 3. 对两个公式的理解
功率的定义式。它表示做功的物体在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。无论受力物体运动状态如何,普遍适用
功率的推导式,它是物体在恒力F作用下,以速度v匀速运动时推导出来的。它能表示物体的瞬时功率
第4节 简单机械 (一) 杠杆
1. 定义:如果一根硬棒在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆 2. 杠杆可以是直的,也可以是弯的,但它一定是硬棒,即不能变形的棒
3. 杠杆的五要素 1) 支点:杠杆可以绕其转动的点
(图中的O点)
2) 动力:使杠杆转动的力(图中
的F1)
3) 阻力:阻碍杠杆转动的力(图
中的F2) 4) 动力臂:从支点到动力作用线
的距离(图中的l1) 5) 阻力臂:从支点到阻力作用线
的距离(图中的l2)
4. 杠杆的平衡条件
1) 杠杆平衡的含义:在力的作用下,如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动,我们
就认为杠杆平衡了 2) 杠杆的平衡条件
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,用公式表示为
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理
5. 杠杆的分类 类型 省力杠杆 费力杠杆 力、力臂的关系 F1<F2 l1>l2 F1>F2 l1<l2 特点 省力但费距离 费力但省距离 应用 铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚3