简单机械.功和机械能.内能.热机知识点

功和机械能

第1节 功

1、功的初步概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。

2、功包含的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。

3、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（功＝力×力的方向上的距离）。

4、功的计算公式：W=Fs

用F表示力，单位是牛（N），用s表示距离，单位是米（m），功的符号是W，单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J，1 J=1 N•m。

5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式可以写成W=Gh；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成W=fs。

6、功的原理；使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。

6、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs）等于直接用手所做的功（Gh），这是一种理想情况，也是最简单的情况。

第2节 功率

1、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。

2、功率的定义：。

W3、计算公式：P==Fv t

其中W代表功，单位是焦（J）；t代表时间，单位是秒（s）；F代表拉力，单位是牛（s）；v代表速度，单位是m/s；P代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。

4、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW）1W=1J/s、1kW=103W。

第3节 动能和势能

一、能的概念

如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。

二、动能

1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。

2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度．质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

3、一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是：是否在运动。

二、势能

1、势能包括重力势能和弹性势能。

2、重力势能：

（1）定义：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。

（2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度．质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大；被举得高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。

（3）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量一定的物体重力势能不变。

3、弹性势能：

（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

（2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）。

（3）对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。

第4节 机械能及其转化

1、机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。

2、动能和重力势能间的转化规律：

①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；

②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

3、动能与弹性势能间的转化规律：

①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；

②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

4、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。

简单机械

第1节 杠杆

1、定义： 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。

2、五要素：一点、二力、两力臂。（①“一点”即支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示。②“二

力”即动力和阻力，它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力，一般用“F1”表示，

阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“F2”表示。③“两力臂”即动力臂和阻力臂，动力臂即支点

到动力作用线的距离，一般用“L1”表示，阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“L2”表

示。）

3、杠杆的平衡（杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡）条件是：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂；

公式：F1L1＝F2L2。

4、杠杆的应用

（1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2（省力费距离，如：撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。）

（2）费力杠杆：L1

（3）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 滑轮

1、滑轮是变形的杠杆。

2、定滑轮：

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G物。绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）

3、动滑轮：

①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）

②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F1G物 2

只忽略轮轴间的摩擦则，拉力 。绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的

重物移动的距离SG（或vG）

4、滑轮组

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F1G。

n物

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力绳子自由端移动距

离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。 （G物G动）④组装滑轮组方法：首先根据公式n求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要F

求组装滑轮。

第3节 机械效率

1、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W有用＝Gh（提升重物）＝W总－W额=ηW总

斜面：W有用＝Gh

2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。

公式：W额＝W总－W有用＝G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

斜面：W额＝fL

3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功

公式：W总＝W有用＋W额＝FS＝W有用



斜面：W总＝fL+Gh＝FL

4、机械效率：定义：

公 式：=W有用

W总

Gh斜 面：= FL

GhGhG 定滑轮：=FSFhF

GhGhG动滑轮：= FSF2h2F

GhGhG滑轮组：= FSFnhnF

5。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

6、提高机械效率的方法：

7、机械效率的测量：

（1）原理：= W有用

W总Gh FS

（2）应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

（3）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

（4）步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

（5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

②提升重物越重，做的有用功相对就多。

③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

分子动理论与内能

1、分子动理论的基本内容：

（1）物质由大量分子构成，分子间存在间隙；

（2）分子在永不停息的做无规则运动；

（3）分子间同时存在相互作用的引力和斥力。

2、内能：物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和。

（1）内能的大小与所有分子运动的平均速度和分子间距离有关，表现为物体内能的大小与温度和物体体积有关。

（2）内能改变的两种方法：做功和热传递。

3、比热容：1kg的某种物质，温度上升1℃吸收的热量，叫做这种物质的比热容。用符号c表示。

（1）比热容是表示“质量相等的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不相等”的这一物质的特性。比热容的大小反映了物质改变的难易程度。

（2）比热容是物质的一种特性，它和物体的质量、体积、温度等因素无关，只和物体的种类和状态有关。

（3）比热容的单位： 焦/（千克·摄氏度），符号： J/(kg·℃)。

（4）利用水的比热容大，可用水做冷却剂和取暖剂调节气候等。

4、热量计算公式。

（1）吸热公式： Q吸=cm(t-t0) 其中c表示这种物质的比热容， t表示末温， 0表示初温， tt-t0

t表示 t-t0，则Q吸=cm△t 。

（2）放热公式： Q放=cm(t0-t) 其中t0-t表示物体降低的温度，用△t表示t0-t，则Q放=cm△t 表示物体升高的温度，用△

5、热值计算公式：Ｑ放＝mq，其中m表示燃料的质量，q表示燃料的热值，Ｑ放表示完全燃烧某种燃料放出的热量。

改变世界的热机

（1）内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油。大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机。

（2）汽油机的构造：排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杠。曲轴。

（3）汽油机的工作原理：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程、

吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向外运动，汽油和空气的混合物进入气缸。

压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向内运动，燃料混合物被压缩。

做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向外运动，带动曲轴转动，对外做功。

排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向内运动，把废气排出汽缸。

四冲程内燃机的一个循环包括四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两圈，飞轮转两四圈。

（4）汽油机和柴油机的区别：

①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机（都是燃料在汽缸中燃烧，将内能转化为机械能的机器）；汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末；一个工作循环都要经历四个冲程（曲轴和飞轮转两周，对外做功一次；排气冲程排出的废气相同）；启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。