題目列表(包括答案和解析)
力學(xué)綜合計(jì)算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn)，一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。
有些新題型會(huì)出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對(duì)解題有用的信息。
2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。
為了幫助分析，通常對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。
3.明確題目所描述的對(duì)象和過程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計(jì)算。
①求壓強(qiáng)時(shí)可用，兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來解。
②計(jì)算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸浮；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>
③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。
4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果
對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過程有無錯(cuò)誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。
二.熱點(diǎn)問題歸類
熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）
（2）測(cè)量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？
解析：這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：
（1）
（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G
當(dāng)m3最大時(shí)，G最大，大樓對(duì)地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長(zhǎng)為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測(cè)湖水的密度了，測(cè)量得該簡(jiǎn)易密度計(jì)的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）
（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測(cè)得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。
（2）請(qǐng)通過計(jì)算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線，以監(jiān)測(cè)湖水密度是否超標(biāo)。
解析：此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的好題，綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：
（2）此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)�，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以
，即，所以：
熱點(diǎn)二：速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。
（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機(jī)械效率。
圖1
解析：在不計(jì)摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因?yàn)閷?duì)物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對(duì)物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：
（1）拉力的大�。�
拉力的功率：
（2）
熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題
例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”形閥門C底部為厚度不計(jì)的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長(zhǎng)度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：
（1）浮球浸沒時(shí)，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？
（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？
圖2
解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：
（1）當(dāng)球全部浸沒水中時(shí)：
橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：
運(yùn)用杠桿平衡條件：
，因?yàn)?/p>
所以A端受力為：
（2）水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí)，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時(shí)杠桿A端對(duì)閥門C向下的壓力相互平衡，即：
①
設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：
②
③
把②③式代入①中，有
整理得：
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(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，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(xué)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(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的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。③功的單位“焦”（牛·米=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(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
①理想斜面：斜面光滑；
�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑�；
�、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。
�、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：
�、僭恚�
�、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)能大小：看小鋼球能推動(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：
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。
⑵還要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)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(bǔ)充或沒有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(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。
�。ㄈ┧芎惋L(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，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
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(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，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(xué)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(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�，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%。
�、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：
�、僭恚�
②應(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)。
�、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；
④得出結(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(bǔ)充或沒有能量損失），則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(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。
�。ㄈ┧芎惋L(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，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
人教版第十六章 熱和能 復(fù)習(xí)提綱
一、分子熱運(yùn)動(dòng)
1．物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10m來度量。
2．一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
�、贁U(kuò)散：不同物質(zhì)在相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
�、跀U(kuò)散現(xiàn)象說明：A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
�、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴(kuò)散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結(jié)論：氣體分子在不停地運(yùn)動(dòng)。
�、芄�、液、氣都可擴(kuò)散，擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)。
�、莘肿舆\(yùn)動(dòng)與物體運(yùn)動(dòng)要區(qū)分開：擴(kuò)散、蒸發(fā)等是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而飛揚(yáng)的灰塵，液、氣體對(duì)流是物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。
3．分子間有相互作用的引力和斥力。
�、佼�(dāng)分子間的距離ｄ＝分子間平衡距離r，引力＝斥力。
�、冢洌迹驎r(shí)，引力＜斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因?yàn)椋悍肿又g的斥力起主要作用。
③ｄ＞ｒ時(shí)，引力＞斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因?yàn)榉肿又g引力起主要作用。
�、墚�(dāng)ｄ＞10ｒ時(shí)，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)。
破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。
二、內(nèi)能
1．內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。
2．物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運(yùn)動(dòng)著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。
3．影響物體內(nèi)能大小的因素：①溫度：在物體的質(zhì)量，材料、狀態(tài)相同時(shí)，溫度越高物體內(nèi)能越大；②質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大；③材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時(shí)，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同；④存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時(shí)，物體存在的狀態(tài)不同時(shí)，物體的內(nèi)能也可能不同。
4．內(nèi)能與機(jī)械能不同：
機(jī)械能是宏觀的，是物體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)所具有的能量，它的大小與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)。
內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，而不是物體的整體運(yùn)動(dòng)。
5．熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。
溫度越高擴(kuò)散越快。溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度越大。
三、內(nèi)能的改變
1．內(nèi)能改變的外部表現(xiàn)：
物體溫度升高（降低）──物體內(nèi)能增大（減�。�。
物體存在狀態(tài)改變（熔化、汽化、升華）──內(nèi)能改變。
反過來，不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。（因?yàn)閮?nèi)能的變化有多種因素決定）
2．改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。
A、做功改變物體的內(nèi)能：
�、僮龉梢愿淖儍�(nèi)能：對(duì)物體做功物體內(nèi)能會(huì)增加。物體對(duì)外做功物體內(nèi)能會(huì)減少。
②做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。
�、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量?jī)?nèi)能的改變大小。（Ｗ＝△Ｅ）
④解釋事例：圖15．2-5甲看到棉花燃燒起來了，這是因?yàn)榛钊麎嚎s空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到棉花燃點(diǎn)使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對(duì)木頭做功，使它的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到木頭的燃點(diǎn)而燃燒。圖15．2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來時(shí)，容器中出現(xiàn)了霧，這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)空氣推動(dòng)瓶塞對(duì)瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。
B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
�、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
②熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能（熱量），而不是溫度。
�、蹮醾鬟f過程中，物體吸熱，溫度升高，內(nèi)能增加；放熱溫度降低，內(nèi)能減少。
�、軣醾鬟f過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別：由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。
D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別：
四、熱量
1．比熱容：⑴定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低）1℃時(shí)吸收（放出）的熱量。
�、莆锢硪饬x：表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。
�、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性，大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
�、人谋葻崛轂�4．2×103J（kg·℃）表示：1kg的水溫度升高（降低）1℃吸收（放出）的熱量為4．2×103J。
�、伤Ｕ{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因?yàn)樗谋葻崛荽蟆?/p>
2．計(jì)算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）。
3．熱平衡方程：不計(jì)熱損失Ｑ吸＝Ｑ放。
五、內(nèi)能的利用、熱機(jī)
（一）內(nèi)能的獲得──燃料的燃燒
燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
�。ǘ嶂�
1．定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
2．單位：J/kg。
3．關(guān)于熱值的理解：
�、賹�(duì)于熱值的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對(duì)燃料的質(zhì)量而言，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
�、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
3．公式：Q＝mq（q為熱值）。
實(shí)際中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′聯(lián)合解題。
4．酒精的熱值是3．0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3．0×107J。
煤氣的熱值是3．9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3．9×107J。
5．火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)椋阂簯B(tài)氫的熱值大，體積小便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
6．爐子的效率：
�、俣x：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
②公式：η=Q有效/Q總=cm（t-t0）/qm′。
（三）內(nèi)能的利用
1．內(nèi)能的利用方式：
�、爬脙�(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
�、评脙�(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
2．熱機(jī)：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
蒸氣機(jī)──內(nèi)燃機(jī)──噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。
3．內(nèi)燃機(jī)：將燃料燃燒移至機(jī)器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
4．內(nèi)燃機(jī)大概的工作過程：內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個(gè)階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5．熱機(jī)的效率：熱機(jī)用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。
公式：η=W有用/Q總=W有用/qm。
提高熱機(jī)效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失；機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦。
6．汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：
|
| 汽油機(jī) | 柴油機(jī) |
不 同 點(diǎn) | 構(gòu)造： | 頂部有一個(gè)火花塞 | 頂部有一個(gè)噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點(diǎn)燃方式 | 點(diǎn)燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應(yīng)用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機(jī) | |
相同點(diǎn) | 沖程：活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。 一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周，經(jīng)歷四個(gè)沖程，做功1次。 | ||
六、能量守恒定律
1．自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能，跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。
2．在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（列舉學(xué)生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運(yùn)動(dòng)的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3．在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在水力發(fā)電中，水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；在火力發(fā)電廠，燃料燃燒釋放的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化成電能；在核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能；電流通過電熱器時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電流通過電動(dòng)機(jī)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
4．能量守恒定律：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。
能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
國(guó)際學(xué)校優(yōu)選 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話：027-86699610 舉報(bào)郵箱：58377363@163.com