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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。
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人教版八年级下册物理《机械效率》教案教学目标
1.会测定滑轮组的机械效率
2. 同一滑轮组的机械效率的特点
教学重难点
教学重点 有用功、总功、额外功的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率
2.2 教学难点 机械效率的计算和怎样提高机械效率
教学过程
学习指导一、测定滑轮组的机械效率
●自主预习：
阅读课本第86面、第87面，完成下列填空：
1.测量滑轮组的机械效率的实验中，需要测量四个物理量： 钩码的重力G、 钩码提升的高度h、 拉力F、 绳端移动的距离s;
2.计算有用功的方法： W有=Gh;
3.计算总功的方法： W总=Fs。
●小组讨论：
1.各小组分工合作，完成下面实验：
(1)如图安装滑轮，记下钩码所受的重力G及钩码和弹簧测力计的位置;
(2)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高h，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s;
(3)算出有用功、总功、机械效率。
(4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验。
●教师点拨：
我们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，没有考虑摩擦的因素.
●跟踪练习：
1.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
(1)在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上__匀速____拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为____74%__。(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知：第2次实验是用 b 图做的;第4次实验是用 c 图做的。(选填?a?、?b?或?c?)
(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 增大提升重物的重力 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率 小 。
(5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 无关 。
学习指导二、 同一滑轮组的机械效率的特点
●自主预习：
阅读第87面内容后完成下面填空：
2. 在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态 ，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
●小组讨论：
1.实验探究:对于同一个滑轮组提升不同重物时，它的机械效率是否改变呢?
2.如何设计实验证明?
实验步骤：
①用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升两个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离.
②用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升四个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离.
表格设计：
分析表格数据在与同学们交流讨论，你能得到什么结论?
●教师点拨：
同一机械的效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的.例如：一个组装好的滑轮组，其提起的物重越大，则其机械效率越高，因为此时的额外功(提起机械本身所需要的功)相对越小;当然，由于机械间的摩擦而造成的额外功并不会减小. 当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用.
●跟踪练习：
1.甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则( B )
A.甲吊车的电动机做的有用功较多
B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做的总功较多
D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
2.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度，如图所示.他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙，则F甲 < F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为?甲和?乙，则W甲 < W乙，?甲 < ?乙.(均选填?>?、?=?或?<?)
3. 在?探究动滑轮的机械效率?时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：
(1)完成表格中实验数据①、②和③的计算.
(2)通过比较哪两次实验数据〔选填实验序号〕，可以初步判断动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关?
(3)小明认为?同一个机械，它的机械效率是一个定值?，你可以用哪两次实验数据来验证他的观点是不对的?
解：(1)第3次数据中，有用功W有用=Gh=6N?0.2m=1.2J，总功W总=FS=3.3N?0.4m=1.32J，机械效率?= W有用/ W总=1.2J/1.32J?90.9%;
(2)①②两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系;
(3)比较①③，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大.
机械效率教学设计教学目标
1. 了解有用功、额外功和总功
2. 机械效率和机械效率的计算
教学重难点
教学重点 有用功、总功、额外功的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率
教学难点 机械效率的计算和怎样提高机械效率
教学过程
学习指导一、有用功、额外功和总功
●自主预习：
阅读课本第85面、第86面，完成下列填空：
1.有用功:在工作时,对人们有用的功。用符号W有表示
2. 额外功:在工作时,对于额外负担所不得不做的功。用符号W额表示
3 .总 功: 有用功与额外功的和，也叫动力功。用符号W总表示
●小组讨论：
1.各小组分工合作，完成下面实验：
(1)如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功W1。
(2)如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉所做的功W2。
(3)比较W1、W2的大小并分析原因。
2.讨论：①有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功?
没有
②使用不同的简单机械做功,完成相同的有用功时,所做的总功是否相同?这说明什么?
不同，这说明额外功不同
③额外功在总功中占的比例越多越好,还是越少越好?
额外功在总功中占的比例越少越好
④一定的总功中,额外功少意味着什么?
有用功多
●教师点拨：
在使用机械时，我们总是希望额外功在总功中所占的比例尽量少些，这样可以让机械处于一个高效率的状态，以尽可能少的消耗，取得尽可能多的效益。
●跟踪练习：
1.用桶从井中提水的时候，对 水 做的功是有用功，对 桶 做的功是额外功。
2.如果桶掉进井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是 有用 功，对水做的功是 额外 功。
3.(2012天津)如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高 的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)求：(1)工人做的总功;(2)工人做的额外功。
解：(1)拉力做功：W总=FS=300N?12m=3600J;
(2)∵忽略摩擦和绳重，?W额=(G桶+G动)h=(m桶+m动)gh=(8kg+2kg)?10N/kg?6m=600J
学习指导二、机械效率的计算
●自主预习：
阅读课本第86面，完成下列填空：
1.在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中,有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量, 叫做机械效率，它表示的是 有用功 与 总功的比值。用符号 ?表示，读作 ?依塔?(yita)。
2.机械效率的计算公式:?= W有用/W总 。
●小组讨论：
1.用一动滑轮把重40N的物体匀速提高20m,所用的拉力是25N,则拉力的作用点移动的距离是多少?动滑轮的机械效率是多少?
解：拉力的作用点移动的距离S=2h=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh=40N*0.2m=8J
总功W总=FS=25N*0.4m=10J
动滑轮的机械效率是?=W有用/W总=8J/10J=80%
2.结合上题计算结果和课本86面：起重机、抽水机的大致机械效率范围。思考：为什么机械效率总小于1?
利用滑轮组做功时，不可避免地要做额外功，使有用功总比总功小，而机械效率等于有用功除以总功，所以滑轮组的机械效率总小于一。
●教师点拨：
机械效率?是个百分数,一定小于100%,没有单位。
机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关;与机械工作时的快慢程度无关;与机械工作时所完成的功的数量多少也无关.
●跟踪练习：
1.关于功率和机械效率的说法中，正确的是( D )
A.功率大的机械，做功一定多B.做功多的机械，机械效率一定高
C.效率高的机械，功率一定大D.做功快的机械，功率一定大
2.用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高500px,手向下压杠杆的力是240N,手下降的高度是多少cm?这个杠杆的机械效率是多少?
解：手下降的高度h手=2h物=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh物=400N*0.2m=80J
总功W总=F动h手=240N*0.4m=96J
则此杠杆的机械效率?=W有用/W总=80J/96J=83.3%
3.建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m 高处，所用拉力为125N。求：(1)工人做的有用功;(2)工人做的总功;(3)此过程中该装置的机械效率;
解：(1)1380J (2)1500J (3)92%
是这样的，你填的50N是沿斜面向下的合力是50N，因为沿斜面向上的力是50N，且物体沿斜面做匀速运动，所以沿斜面方向合力是零。
但我们都知到，物体放在斜面上，如果没有这个50N的拉力肯定要沿斜面向下滑动的，想想看，这个使物体沿斜面向下滑动的力是哪里来的呢？原来重力的方向始终是竖直向下的，由于是放在斜面，所以产生一个沿斜面向下的的一个分力，和一个垂直斜面的压力（这也是我们为什么骑车时上坡费力，下坡省力的原因），实际上这种分力的计算已超过了现行初中教材的范围，这是若干年前的老教材中的经典例题，估计你这道题是从什么练习册中来得来的（编练习册时只是简单的剪刀加胶水，根本也不看大纲），或是从什么提高卷子中得来的。于是我们知到沿斜面向下的合力是50N，但其中有10N的摩擦力，还有40N的重力的分力（80N的重力的一个分力）。。
以上是从力的分解与合成的角度去理解，
另外你也可以从机械效率去理解，这个方法在初中阶段比较适合的，而不在一条直线上力的分解与合成却不是初中的知识点。
即然你已知道机械效率为80%（第一空），也就是说无用功/总功=20%。
在此题中，明显克服摩擦力做功是无用功，克服重力做功是有用功，设斜面长度为S,于是有：
fS/FS=20%于是有f/50N=20%,所以f=10N,同理可得重力的分力为G分=50N x 80%=40N
祝你学习进步，，。。（初中版的物理作用力与反作用力也只是提了一下，没有按以前的方式讲那么多）
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