初中物理功和功率知识点及练习题.doc

(一) 功
1) 概念：如果物体受到力的作用，并沿着力的方向移动一段距离，这个力就对物体做了功
2) 做功的两个必要因素，缺一不可：
a) 一是要有力的作用
b) 二是物体沿着力的方向通过一段距离。（注意力作用的阶段性）
3) 三种情况对物体没有做功（适当加点分解原理）
a) 有力作用在物体上，但物体没动
b) 有力作用在物体上，物体也通过了距离，但物体移动距离的方向跟这个力的方向垂直。如手提水桶在水平面上运动一段距离
c) 物体通过了距离，但在物体通过距离的方向上没有力的作用
4) 功的计算和单位：
a) 计算：在物理学中，把力与物体沿力的方向移动距离的乘积叫做功。功用W表示
W=FS（其中力的单位是N，距离的单位是m）
b) 单位：焦耳 符号：J
5) 功的原理
a) 使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功
b) 在使用机械做功时，由于机械有重力，机械之间存在摩擦，所以人们要克服重力和摩擦做功。
c) 在理想的情况下，即不考虑机械自身的重力和摩擦的情况下，人们使用机械时所做的功等于不用机械时直接用手做的功。
d) 既然使用机械不省功，为什么还要使用机械？
① 这是由于使用的机械有的可以改变力的方向、有的可以省力、有的既能省力又能改变力的方向、有的可以省距离、有的还可以改变做功的快慢
② 运用功的原理可以推导出使用斜面的省力公式为：F=hG/s
直接用手做功：W1=Gh
使用斜面做功：W2=Fs
根据功的原理：W2=W1，则F= hG/s
(二) 机械效率
1) 相关概念：
a) 有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功。
b) 额外功：利用机械做功时，人们不需要但又不得不做的功叫做额外功。它是由于摩擦、机械自重等原因而不得不做的功。
c) 总功：人在利用机械达到目的过程中实际做的功叫做总功。
W总=W有用+W额外
2) 怎样区分总功和有用功
判断有用功合总功的关键是：明确在具体问题中做功要达到的目的。
例如，用滑轮组提升物体时，我们的目的是要把物体提升一定的高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，h为物体被提升的高度，G为物体所受的重力。而人在提升物体的同时，还要克服摩擦和动滑轮的重量而做功，所以此时人对滑轮组所做的功就是总功，它等于人对绳的拉力F与绳在拉力下移动的距离S的乘积，即W总=FS
又如，在用斜面提升物体时，我们的目的是要把物体提升到某一高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，其中G为物体所受的重力，h为物体被提升的高度。而人在斜面方向拉动物体的过程中，还要克服物体与斜面间的摩擦做功，所以人做的总功为人对物体的拉力F与物体在拉力方向移动距离S的乘积，即W总=FS。
再如，当用桶从井口提水的时候，我们的目的是提水，所以人对水做的功才是我们的有用功，而提水时不得不提起桶，所以对桶做的功是额外功。而从井里捞桶的时候，我们的目的是打捞桶，因此对桶所做的功是有用功，而附带提起的水对我们来说是没用的，所以这时候对水所做的功是额外功。
3) 机械效率：
a) 定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η=W有用/W总
b) 因为在使用机械时，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
c) 怎样判定机械效率的高低：
由η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外知：
① 总功一定，有用功越多，或额外功越少，机械效率越高
② 有用功一定，总功越少，或额外功越少，机械效率就越高
③ 额外功一定，总功越多，或有用功越多，机械效率越高
d) 如何提高机械效率：
① 改进结构，使它更合理，更轻巧，减小因克服机械本身的重而做的额外功
② 定时润滑，使机械处于良好的运转状态，减小因克服无益摩擦而做的额外功
4) 影响滑轮组和斜面机械效率的因素
a) 影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组的机械效率为
η=W有用/W总=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF（n为与动滑轮相连的绳子的段数或承担重物重的绳子的段数，S=nh）
使用滑轮组来提升物体时，机械间的摩擦越小，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。
若不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率为
η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外=Gh/（G+G动）*h=G/G+G动=1/(1+G动/G)
由此可见，在不考虑绳重及摩擦时，一个滑轮组的机械效率的大小仅与滑轮的重量及物体的重量有关，而与提升的高度和滑轮缠绕方式无关。被提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高，在提升相同的重物时，动滑轮重量越小，机械效率越高。
提高滑轮组的机械效率的方法：①增大物体重力②减小动滑轮的重力③减小轮和轴间的摩擦
b) 影响斜面机械效率的因素
斜面的机械效率为
η=W有用/W总=Gh/FS
斜面的机械效率跟斜面的光滑程度和斜面的倾斜程度有关。斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，斜面的机械效率就越高；光滑程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率就越高。
5) 理解机械效率时，应该注意的几个问题
a) 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
b) 机械效率的高低与是否省力、重物被提升的高度及承担物重的绳子段数的多少等因素无关
c) η=W有用/W总，机械效率的高低是由有用功和总功两个因素决定的，因此不能说有用功越大，机械效率的高低或总功越大，机械效率就越低
d) 同一滑轮组在不同情况下机械效率不一定相同
(三) 功率
1) 概念：单位时间内所做的功叫做功率
2) 物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量
3) 计算公式及单位：P=W/t，单位：瓦特 符号：W。其中工的单位是J，时间的单位是S
推出公式：对于在力F作用下，沿力的方向做匀速直线运动的物体，若果物体的运动速度是v，则功率为：
P=W/t=Fs/t=Fv
4) 理解概念时注意：
a) 功率的大小由功和时间两个因素决定，一个物体做的功多，其功率不一定就大
b) 机械效率和功率都可以用来衡量机械的性能，但两者的意义不同。对于一台机械来说，它的机械效率与功率没有任何联系。功率大的机械，它的机械效率不一定高；机械效率高的机械，它的功率也不一定大。使用机械时，我们总希望机械效率越高越好；而选用功率时，只要配套就行。
功率与机械效率的关系式：
η=W有用/W总= W有用/t/W总/t=P有用/P总
由上式知：
① 总功率一定，有用功率越大，机械效率越高
② 有用功率一定，总功率减小，机械效率越高
一. 复习方案
本专题复习在梳理简单机械、功的概念、原理和作用机杠杆原理的基础上，着重于方法归纳和强化能力训练。
重点解决：
1) 杠杆的作图、“探究杠杆的平衡条件”实验操作的判断及杠杆平衡条件的运用。
2) 作用在滑轮上的力的分析
3) 什么情况下对物体没有做功
4) 判断机械效率的高低和计算机械效率
5) 测机械效率
6) 计算功率
二. 课时安排
本专题复习计划5课时：2课时梳理归纳精讲，2课时针对性训练，1课时训练评讲。
三. 题型分类
(一) 杠杆的识别及力臂的画法
遂于杠杆的识别，关键是找准杠杆的支点、动力、阻力并且准确画出动力臂和阻力臂，对于力臂的画法，一定要弄清楚是支点到力的作用线的距离，而不是支点与力的作用点的连线。
(二) 杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件的考查方式多半是实验题、探究题形式。
(三) 杠杆的动态平衡
此类题是初中物理知识中较难的题型，在中考中多以探究题的形式出现，解此类题的关键是利用杠杆平衡条件进行分析。
(四) 杠杆平衡条件的应用
这部分主要是杠杆平衡条件在实际生活中的应用，要能在实物中抽象出杠杆才好进行解题。
(五) 判断滑轮组的省力情况
要准确判断出滑轮组的省力情况，关键是正确判断承担物重的绳子的股数。
(六) 组装滑轮组
要正确组装滑轮组，首先要根据题意算出承担物重的绳子的股数n，然后再根据“奇动偶定”的原则组装滑轮组，即当n为奇数时，绳子的起始端系在动滑轮上，当n为偶数时，绳子的起始端系在定滑轮上。
(七) 力的平衡知识的综合题
“机械”与“离得平衡知识”综合起来，难度要大一些，但在中考中也经常出现。
(八) 判断力对物体是否做功及功的计算
判断力对物体是否做功及功的计算是考察功的知识中最常见的题型，也是中考试题中经常考查的内容。在中考试题中经常以选择题的形式出现，题目比较基础，主要是考查学生对做功的两个必要条件及功的公式的理解和应用。所以解这类题目时，一定要注意分析题中所给出的力和距离之间的关系，并用做功的两个必要条件加以判断。
(九) 关于功的原理的计算
(十) 对机械效率的理解
这类题包括对机械效率概念的理解，正确区分有用功、总功和额外功，分析滑轮组或斜面机械效率的变化。此类题目常以填空题和选择题形式出现，题目较基础，但比较灵活。解这类题的关键是能正确区分有用功、总功和额外功的不同，知道影响滑轮组及斜面机械效率的因素。
(十一) 有关机械效率的计算
有关机械效率的计算是中考题中经常考查的内容，常常以填空题、选择题及计算题的形式出现，并且还常常与压强、浮力等知识综合在一起，来考查学生分析问题、运用知识及进行计算的能力。在进行机械效率的计算时，关键的问题是正确区分有用功和总功，并且一定要注意在使用滑轮组来提升重物时，若物体的重量发生改变，则滑轮组的机械效率也随之改变。许多同学在计算时常常会忽视这一点，出现错误。
(十二) 机械效率实验探究题
机械效率实验探究题主要是考查测量滑轮或滑轮组的机械效率及测量斜面的机械效率。解答这类问题的方法是掌握这两个实验的实验原理、实验过程、知道实验中需要测量的物理量和应注意的问题，会分析数据并能得出正确结论。
(十三) 对功率概念的理解和比较功率的大小
此类题目经常考查影响功率大小的因素、估计做功的功率及比较功率的大小，在中考中常以填空题和选择题形式出现，并且联系实际性强，题目灵活，有时涉及的知识较多。
(十四) 关于功率的计算
关于功率这部分内容主要考查的是功率的计算，在中考试题中经常以计算题的形式出现，并且常常与机械效率、速度或浮力的知识结合在一起，全面考查学生的分析和计算能力。在解这类题时，要注意仔细审题，弄清物理过程并抓住各物理量之间的关系来求解。
(十五) 专题：杠杆中的最大值机最小值问题
在求杠杆平衡的问题中，我们常会碰到一类计算最大值或最小值的问题，要解决这类题，不仅要求同学们运用物理知识进行充分的分析，而且要灵活地运用数学中的一些重要的结论，明确在何种条件下某个物理量才能取得最大值或最小值。
(十六) 专题：功、功率、机械效率
功、功率、机械效率的知识是相互联系的，同时又与前面学过的简单机械、电动机等知识有联系，因此在做题时，经常会遇到一些综合题，难度较大，涉及的知识点较多，在中考试题中经常出现，并且所占的分值比较大，因此要掌握好解题思路和方法，提高综合能力。
第十章 能量及其转化
一. 考纲解读
(一) 理解动能的概念，理解动能的大小与哪些因素有关
(二) 理解重力势能的概念。理解重力势能的大小与哪些因素有关。
(三) 知道弹性势能的概念，知道弹性势能的大小与弹性形变的大小有关
(四) 知道机械能的概念，知道动能与势能的相互转化，并能解释有关现象和应用
(五) 知道分子动理论的基本观点，并能用其解释某些热现象
(六) 能描述物质三态的基本特征
(七) 了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系
(八) 理解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象，知道热量的计算公式
(九) 知道能量守恒定律，并能解释能量转化或转移的现象和应用
(十) 知道燃料的热值，能计算燃料放出的热量
(十一) 知道四冲程内燃机的构造、工作原理及能的转化，知道热机的效率