机械功和功率和机械效率思维导图

功，功率和机械效率的区别

功是物理学名词。功定义为力与位移的内积。公式记为

W = int^b _a F ,dx

其中， W 表示功，， F 表示力，而 dx 表示与力同方向的微小位移；上式应表示成线积分， a 是积分路径的起始点， b 是积分路径的终点。

W = F * S * cos α

其中，W 表示功， F 表示力, α为力与位移之间的夹角。

由于物体的运动具有相对性，对不同参照系，位移不同，所以力所做的功与参照系的选取有关

功为标量，功的正负仅表示动力或阻力做功，不表示大小或方向，功的表达式是一个状态式，是一个过程量。

功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。

求功率的公式为功率=功/时间

求功率的公式也为P=W/t =UI=I方R

P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是“w”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。t表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。因为W=F*s（功的定义式），所以求功率的公式也可推导出P=F·V（F为力，V为速度）。

功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高，常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力 (PS)或千瓦(kw)来表示，1马力等于0.735千瓦。

1w=1J/s

机械效率的定义

[编辑本段]

任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。

有用功跟总功的比值叫机械效率。

机械效率的公式

如果用W总表示总功，W有用表示有用功，η表示机械效率，那么

η=（ W有用÷W总）×100％(有用功总小于总功，所以机械效率总小于100%。)

对于机械系统的效率计算，如果系统是由几个机器或机构简单串联而成，则系统的总效率是各个机器或机构效率的连乘积。(乘法原理)如果系统的组成比较复杂，可应用功率流的概念求出输出功和输入功的关系，从而求得机械系统的总效率。

一台机器所做的有用功与总功越接近，这台机器的机械效率就越高。

物理初三多彩的物质世界、运动和力、力和机械、压强和浮力、功和机械能的知识结构图

第十二章 机械功和机械能 复习提纲答案

一、机械功（用字母W表示）

1、做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

3、功的单位：焦耳，用字母J表示，把两个鸡蛋举高1m ，做的功大约1J 。

4、功的计算公式：W=FS 使用公式时要注意：

①各量的单位：W用J，F用N，S用m ②其中的S是在力F的方向上通过的距离。

5、功的原理：使用任何机械都不省功。可见既省力又省距离的机械是没有的。

二、功率（用字母P表示）

1、单位时间里完成的功叫功率。其物理意义：用来表示做功的快慢。

2、主单位是W，常用单位是kW 换算关系：1KW=103W，1W表示物体在1s内做功1J.

3、公式：P=W/t 各量选用的单位：功率P用W（瓦），功W用J（焦），时间t用s（秒）。

对于匀速运动可用P= Fv 各量使用的单位：功率P用W（瓦），力F用N，速度v用m/s

4、有公式P=W/t可知，功率跟功和时间两个因素有关，分析功率的变化时，两个因素不能顾此失彼。比如“做功多的机械，功率一定大”的说法错误，原因是做功时间不确定。

三、机械效率（用字母η表示）

1、把有实用价值的功叫有用功，用W有表示。把没有实用价值，又不能不做的功叫额外功，用W额外表示。导致做额外功的因素一般有机械自重和各种摩擦。

2、有用功和额外功总和叫总功，用W总表示，则W总＝W有＋W额外

3、有用功与总功的比值叫机械效率，计算公式η＝（W有/W总）×100％

4、滑轮组机械效率的测量：

①器 材：钩码、铁架台、滑轮、细线 、刻度尺、弹簧测力计

②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳子移动的距离S

③原 理：η＝G h / FS（因为W有＝G h 和W总＝FS ）

④步骤：实验中用弹簧测力计竖直向上匀速拉动钩码，目的：保证测力计示数不变。

⑤影响滑轮组机械效率高低的因素有：动滑轮的重、各种摩擦、提升重物的重力。

⑥绕线的方法和重物提升的高度不影响滑轮组的机械效率。

⑦用同一套滑轮组提升的重物重力增大时，机械效率变大。

⑧提高机械效率的方法：减小动滑轮和绳的重力、减小摩擦、增大提升重物的重力

⑨根据 ，可以推出 ，可见测量滑轮组的机械效率时，只要测出物体的重力G和绳子的拉力F，数出与动滑轮相连的绳子的段数n，也可以计算出滑轮组的机械效率。这样就不需要用刻度尺测出物体上升高度 和绳子移动的距离 了。

5、沿斜面拉物体时的机械效率η＝G h / FL 其中的F是沿斜面方向的拉力；L是斜面的长；G是沿斜面所拉物体的重力；h是斜面的高度。

6、机械效率和功率的区别：

功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，机械效率表示总功中有用功所占的百分比。可见它们之间没有因果关系，故功率与机械效率二者互不影响。

五、机械能

1、能量：一个物体具有做功的本领，我开云体育官网登陆们就说它具有能。各种能量的单位都是是J

2、知识结构：

3、探究决定动能大小的因素的实验：

①研究方法：控制变量；

②判断动能大小的方法：比较小球推动木快的距离，木块被推的越远，说明小球的动能越大。

③要探究动能与速度的关系，需保持质量不变，为此可用一个小球，让它分别从斜面的不同高度滚下，比较两次木块被推动的距离。其中小球从不同高度滚下的目的是改变小球的速度。

④要探究动能与的质量关系，需保持速度不变，为此可用质量不同的两个小球，让它们从斜面的同一高度滚下，比较两次木块被推动的距离。其中让不同小球都从斜面的同一高度滚下，目的是让两个小球到达斜面底端时速度相同。

⑤得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。

4、探究重力势能能的大小与哪些因素有关的实验——也要运用控制变量法。

实验时重力势能的大小可以通过物体下落时对其它物体的破坏力显示出来，比如让一个铅球从不同高度自由落到松软的地面上，观察比较地面凹陷的程度，可以探究重力势能与高度的关系。让两个质量不同的铅球从相同高度自由落到松软的地面上，观察比较地面凹陷的程度，可以探究重力势能与质量的关系。

5、分析动能和重力势能的变化时，一定要把其中的两个决定因素同时考虑，不能顾此失彼。比如正在喷洒农药的飞机在某一高度水平匀速飞行，它的动能减小，重力势能减小。原因是虽然速度不变，但是其质量减小。

6、动能和重力势能间的转化规律：

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。

7、在没有任何摩擦的条件下，动能和势能相互转化时，若动能减小多少，势能会增大多少，机械能的总量保持不变即机械能守恒。例如题中如果有“在光滑斜面上滑动”，则“光滑”表示机械能守恒。

第九章《运动和力》复习提纲答案

一、参照物

1、定义：为研究物体的运动假定不动的物体叫做参照物。

2、任何物体都可做参照物，通常选择参照物以研究问题方便而定。选择不同的参照物研究同一物体，结论可能不同。同一物体是运动还是静止取决于所选参照物，这就是运动和静止的相对性。

3、不能选择所研究的对象本身作为参照物，如果那样，则研究对象总是静止的。

练习1、诗句“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”，其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是 船 和 山 。

2、坐在向东行使的甲汽车里的乘客，看到路旁的树木向后退去，同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退去，则乙汽车可能是：①没动 ②向东运动，但速度没甲快 ③向西运动。

二、机械运动

1、 定义：物理学里把物体位置变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象。

2、比较物体运动快慢的方法：

⑴比较同时启程的步行人和骑车人的快慢，采用时间相同比路程

⑵比较百米运动员快慢，采用路程相同比时间

⑶百米赛跑运动员同万米运动员比较快慢，采用比较单位时间内通过的路程。

3、分类：按路径可分为直线运动和曲线运动；按运动快慢可分为匀速运动和变速运动。

4、匀速直线运动

（1）定义：快慢不变，沿着直线的运动叫匀速直线运动。

（2）速度：在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。匀速直线运动中的速度是一个定值，与物体运动的路程和时间无关。速度的定义运用了比值定义法。

（3）速度的物理意义：用来表示物体运动快慢的物理量。

（4）速度计算公式： ， 变形公式： ， ，这三个公式中各量的单位有两种选用方法：①速度用m/s 路程用m 时间用s ②速度用km/h 路程用km 时间用h

（5）单位：国际单位制中 m/s 生活中常用单位km/h，两单位中m/s 大。换算：1m/s=3.6km/h 。

（6）识别图象：图甲是物体的路程与时间的关系图像；图乙是物体的速度与时间的关系图像。请你分析其中四个图像，分别表示物体处于何种运动状态：a：静止；b：匀速直线运动；

c：匀速直线运动；d：变速（加速）运动。

5、变速运动：

（1）变速运动也用v=s/t来求速度，这个速度表示物体做变速运动时的平均快慢程度，叫做平均速度。在变速运动中，由于物体在不同时刻、不同位置运动的快慢并不相同，所以平均速度与所选的路程和时间有关，因此求平均速度时，一定要指明是那一段路程或哪一段时间的平均速度。应注意平均速度不是速度的平均。

（2）填填下面的速度：人步行1.1m/s ，自行车5m/s ，小汽车108km/h 光速和电磁波 3×108m/s

三、惯性和牛顿第一定律

1、伽利略斜面实验：

⑴三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是：保证小车开始沿着平面运动的速度相同。

⑵实验得出得结论：在同样条件下，平面越光滑，小车前进地越远。

⑶伽利略的推论是：在理想情况下，如果表面绝对光滑，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。

⑷伽科略斜面实验，在实验的基础上，进行了合理的推理，称作理想化实验。

2、牛顿第一定律：（也叫惯性定律）

⑴内容：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

⑵说明：A、牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不受力是不可能的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。

B、物体在不受力的情况下：原来静止的物体，会保持静止；原来运动的物体,不管原来做什么运动,都将会做匀速直线运动。

C、揭示了“力”的本意，维持物体运动状态不变不需要力，改变物体运动状态需要力。

3、惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质。一切物体在任何情况下都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等无关。

4、惯性是物体本身的一种属性，绝不能说成“在惯性作用下”或“受到惯性”、“克服惯性”等。而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律。

四、二力平衡：

1、定义：物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。

2、二力平衡条件：二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上

二力平衡条件可以用八字概括“同物、等大、反向、共线”。

3、平衡力与相互作用力比较：相同点：①大小相等②方向相反③作用在一条直线上；不同点：平衡力作用在一个物体上，可以是不同性质的力；相互力作用力在不同物体上，是相同性质的力。

4、判断二力是不是平衡力的两种方法：

（1）根据二力平衡的条件：若二力满足“同物、等大、反向、共线”的条件，就是一对平衡力。

（2）根据二力平衡的定义：若物体在二力作用下，处于静止或匀速直线运动状态，就是一对平衡力。

5、根据物体的受力情况推断物体的运动状态：

（1）如果物体在不受任何力或者受到平衡力作用时，则物体保持静止或匀速直线运动。

（2）如果物体受到非平衡力的作用时，则物体的运动状态一定会改变，如做变速运动、曲线运动等。

6、根据物体的运动状态推断物体的受力情况：（与上面的判断思维过程正好相反）

（1）当物体处于静止或做匀速直线运动时，则物体不受任何力或者受到平衡力的作用。

（2）当物体的运动状态改变时，则物体一定受到了非平衡力的作用。