新人教版八年級下冊物理第11章內(nèi)能知識點全面總結(jié)

功和機械能11.1 功知識點一、力學中的功1、力學中的功問題探究：觀察圖所示的兩種情況，圖中的同學正在做什么？找找他們活動中的共同點。探究發(fā)現(xiàn)：力的作用有成效。從圖中可以看出，甲圖中的同學在用力提小桶，小桶上升一段距離；乙圖中的同學在用力推小車，小車前進一段距離。他們活動中的共同點是都對其他物體施加了力的作用，并且物體在力的方向上都移動了一段距離，力的作用都有了成效。物理學中就說甲同學提起小桶的力做了功，一同學推動小車的力做了功。探究歸納：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動一段距離，就說這個力對物體做了功。2、做功的兩個必要因素：作用在物體上的力，物體在這個力的方向上移動的距離判斷一個里是否做了功，要看是否同時滿足做功的兩個必要因素，這兩個因素缺一不可。注意：①物體在力的方向上通過了一段距離是指距離與力具有同體性、同向性和同時性，即物體移動的距離是沿力的方向移動的。②判斷一個力是否做了功就要分析它是否同時具有做功的兩個必要因素，兩者缺一不可。3、力對物體不做功的三種情況：①有距離無力：物體因為慣性通過一段距離，運動方向上沒有力對物體做功。②有力無距離：有力作用在物體上但物體沒動，即物體沒有在力的方向上的距離。③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力垂直，物體在力的方向上沒有通過距離。知識點二、功的計算1、功的計算公式：功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積即功=力×力的方向上移動的距離 W=F·S注意：①要明確是那個力對物體做功或哪個施力物體對哪個受力物體做功②公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過的距離。③F是使物體沿力的方向通過距離S的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。2、功的單位：在國際單位制中，力的單位是牛（N），距離的單位是米（m），功的單位是牛·米（N·m），用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱焦，符號J。1J=1N·m物理意義：1焦耳的能量就等于使物體在1牛的力的作用下在力的方向上前進1米所轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的能量。3、初中階段研究力做功，主要指下列兩種情況：第一種：力與物體運動方向一致，稱為力對物體做功第二種：力和物體運動方向相反，可以稱為克服某個力做功，11.2 功率知識點一、比較做功快慢建筑工地上要把幾百塊轉(zhuǎn)送到頂樓，如果用人工搬運需要幾個小時，如果用起重機搬運，幾分鐘就可以。在這個實例中，不管是用人工還是機械搬運，都是把質(zhì)量相同的磚搬運到了相同的高度，由功的公式W=Fs=Gh可知，做功的多少是相同的，但兩者做相同的功的過程中所需的時間是不同的。也就是說，做功有快慢之分。那么怎么表示做功的快慢呢？通常比較做工快慢有兩種方法：1）若做功相同，比較做功時間的長短，所用時間越短做功越快；所用時間越長，做工越慢。2）若做功時間相同，可比較做功的多少，做功越多，做功越快；做功越少，做功越慢。通過以上兩種方法的比較，說明做功的快慢與做功的多少和做功的時間這兩個因素都有關系。知識點二、功率1、功率：在物理學中，功與做功所用時間之比叫做功率。物理意義：功率是表示物體做功快慢的物理量，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功。注意：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少；如功率大做功不一定多，因為還得比較時間；反之，做功多功率不一定大，因為時間不確定。由此可以看出，比較功率大小時，要同時考慮做功多少和做功時間的長短。2、功率的公式功率的公式為：式中各字母代表的物理量及單位分別是：W→某個力做的功→焦耳（J）t→做這些功所用的時間→秒（s）；P→這個力做功的功率→瓦特（W）或焦耳/秒（J/s）注意：1）在進行有關功率的計算時，要靈活運用功率的公式，如變形公式W=Pt，。2）計算功率的的另一個公式：P=Fv，即物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積。a.推導：因為W=Fs，所以b.應用：駕駛功率一定的汽車，有經(jīng)驗的司機在上坡時總要減速行駛，原因是根據(jù)P=Fv可知，當功率P一定時，減小車速，可增大牽引力，這樣更容易上坡。c.利用該公式時要注意以下幾點：①拉力F必須是恒力，且物體運動的速度應不變；②計算時，v的單位必須用m/s，這樣算出的功率單位才是W，速度v跟拉力F必須對應，即v必須是收到拉力的物體在拉力的方向上移動的速度。3、單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。1W=1J/s，1W表示物體在1s內(nèi)做的功為1J。另外常用單位千瓦（kW）1kW=1000W，兆瓦（MW）1MW=106W。4、速度與功率的比較比較運動的快慢比較做功的快慢比較方法通過相同的路程，比較運動的時間做相同的功，比較所用的時間運動時間相同，比較路程在相同的時間內(nèi)，比較做功的快慢物理概念速度物理意義：表示物體運動的快慢功率物理意義：表示物體做功的快慢概念：物體通過的路程與時間之比概念：功與做功所用時間之比公式：公式：功率功物理意義表示做功的快慢力在空間上的累積效果概念功與做功時間之比力與物體在力的方向上移動的距離的乘積符號PW公式W=Fs單位瓦特（W）焦耳（J）聯(lián)系W=Pt5、功與功率的比較運動員把弓拉彎，放手后拉彎的弓把箭射出去。探究歸納：拉完的弓把箭射出去，弓對箭做了功，我們說拉彎的弓具有能量。②彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。③現(xiàn)象探究：影響彈性勢能大小的因素弓拉的越彎能把箭射得越遠；鐘表的發(fā)條擰得越緊，指針走動的時間越長；彈弓皮筋拉得越長，彈丸被彈射的越遠。探究歸納：影響彈性勢能大小的因素是物體本身的材料和彈性形變的程度，在材料相同時，物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。注意：在分析彈性勢能大小的變化時，一般分析同一個物體彈性勢能大小的變化。④彈性勢能的應用很廣泛，如彈射座椅。注意：不僅是彈簧具有彈性勢能，只要是物體發(fā)生了彈性形變，此物體就具有彈性勢能。3、重力勢能和彈性勢能是常見的兩種勢能。4、動能和勢能的異同點區(qū)別類型概念特點決定大小的因素共同特點動能物體由于運動而具有的能一切運動的物體都具有動能質(zhì)量、速度具有能的物體都能夠做功，其單位都是焦耳（J）勢能重力勢能物體由于受到中立并處在一定高度時具有的能一切被舉高的物體都具有重力勢能質(zhì)量、高度彈性勢能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能一切發(fā)生彈性形變的物體均具有彈性勢能形變程度、材料11.4 機械能及其轉(zhuǎn)化知識點一、機械能及其轉(zhuǎn)化1、機械能①動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。機械能是和物體的機械運動緊密聯(lián)系的能量。機械能的單位是焦耳（J）。②一個物體具有機械能時，可以表現(xiàn)為只有動能，沒有勢能，也可以表現(xiàn)為只有勢能，沒有動能。一個物體既具有動能，又有勢能，她的機械能等于它的動能與勢能之和。③機械能大小的決定因素：質(zhì)量、速度、高度、彈性形變量。2、動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化①單擺運動方向高度重力勢能速度動能能的轉(zhuǎn)化a到c降低減小變大增大重力勢能轉(zhuǎn)化為動能c到b升高增大變小減小動能轉(zhuǎn)化為重力勢能b到c降低減小變大增大重力勢能轉(zhuǎn)化為動能c到a升高增大變小減小動能轉(zhuǎn)化為重力勢能②滾擺運動方向高度變化→重力勢能變化速度變化→動能變化能的轉(zhuǎn)化下降降低→減小變大→增大重力勢能轉(zhuǎn)化為動能上升升高→增大變小→減小動能轉(zhuǎn)化為重力勢能3、動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化研究的過程球的速度動能彈簧片形變程度彈性勢能能的轉(zhuǎn)化木球壓彎彈簧片不斷減小直至為零不斷減小直至為零由小變大不斷增大動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能彈簧片把木球彈回由零不斷增大由零不斷增大由大變小不斷減小，直至為零彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能歸納：動能和勢能在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，轉(zhuǎn)化過程就是一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量的過程。4、理解動能和勢能的轉(zhuǎn)化應注意的三個問題①動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化過程可分為上升段和下降段，上升段中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降段中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。②分析動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化問題時，不能只看表面現(xiàn)象，有時由于其他形式的能量參與了轉(zhuǎn)化，會導致動能和重力勢能之間沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化。如某物體從斜面上勻速滑下時，重力勢能減小，動能不變，重力勢能沒有轉(zhuǎn)化為動能。③動能和彈性勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化時，可以發(fā)生在同一個物體上，也可以發(fā)生在不同的物體之間。如運動員進行蹦床表演時，運動員剛被彈起時，蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能；由高處落下的皮球在撞擊地面發(fā)生形變的過程中，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復原狀的過程中，他的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。規(guī)律總結(jié)：正確分析動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，可分以下幾步進行：1）明確研究對象和所要研究的過程；2）物體在起始位置所具有的動能、勢能；3）在運動過程中，物體的高度、形變、速度是否變化，如何變化，物體的重力勢能、彈性勢能、動能是否變化，如何變化；4）得出結(jié)論：一種形式的能減小必定有其他形式的能增加。知識點二、機械能的守恒1、機械能守恒：大量研究結(jié)果表明，如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。機械能守恒是有條件的，若考慮摩擦阻力等，機械能的總量就會變小，這是因為機械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，如落地的乒乓球越跳越低，最后靜止在地面上，機械能的總量在減小。2、判斷機械能是否變化的方法①除重力、彈力外無其他外力情況下的機械能轉(zhuǎn)化（此時機械能守恒）能的轉(zhuǎn)化判斷依據(jù)實例速度高度形變動能轉(zhuǎn)化為重力勢能減小增大滾擺上升時，速度減小，高度增大，滾擺的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能重力勢能轉(zhuǎn)化為動能增大減小過山車開始下降時，高度減小，速度增大，過山車的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能減小增大運動的小球把彈簧壓短，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能增大減小把箭射出去，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能②存在除重力、彈力外其他外力情況下的機械能變化，有“機械能=動能+勢能”判斷。若質(zhì)量和速度不變，高度增加，則動能不變，重力勢能增大，機械能增大。例如：一輛汽車勻速駛上斜坡，在這個過程中，汽車的質(zhì)量和速度都不變，動能不變，但高度增加，重力勢能增大，汽車的機械能增大，因為汽車的牽引力對汽車做了功。3、人造地球衛(wèi)星的機械能轉(zhuǎn)化人造地球衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球中心最遠的一點叫遠地點，在這里衛(wèi)星的勢能最大；離地球中心最近的一點叫近地點，在這里衛(wèi)星的勢能最小。我國成功發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，她的質(zhì)量為173kg，近地點為441km，遠地點為2368km，繞地球運轉(zhuǎn)一周的時間為114min。結(jié)論：①衛(wèi)星由遠地點向近地點運行時，勢能逐漸減小，速度增大，動能增大，能量轉(zhuǎn)化是勢能轉(zhuǎn)化為動能。②衛(wèi)星由近地點向遠地點運行時，勢能逐漸增大，速度減小，動能減小，能量轉(zhuǎn)化是動能轉(zhuǎn)化為勢能。③在近地點時動能最大，在遠地點時動能最小。④人造地球衛(wèi)星，圍繞地球沿橢圓軌道運行的過程中，不受空氣阻力，只有動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，衛(wèi)星的機械能守恒。知識點三、風能和水