初三物理知識(shí)：滑輪、能量與做功

到了初三年級(jí)如果不及時(shí)復(fù)習(xí)的話，很容易影響到后期的考試。其實(shí)想要學(xué)好物理也不難，主要提高成績的方法是可以通過多練，多讀來進(jìn)行的，今天帶大家來鞏固一些物理的復(fù)習(xí)知識(shí)-滑輪。

復(fù)習(xí)知識(shí)：滑輪

1、豎直提升重物的典型例題

例1、在小型建筑工地，常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組。某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時(shí)40s，卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N。求在此過程中：(1)有用功;(2)拉力F的功和功率;(3)滑輪組的機(jī)械效率。

難點(diǎn)突破：所謂“有用功”，就是“對(duì)我們有用的功”。在利用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿豎直方向提升重物時(shí)，我們的目的都是讓重物升到我們所需的高度。所以有用功就應(yīng)是滑輪鉤克服物體重力向上拉物體的力和物體在此力作用下升高的高度的乘積。根據(jù)二力平衡知識(shí)，物體所受的重力和我們(滑輪鉤)克服物體重力向上拉物體的力應(yīng)是一對(duì)平衡力。再根據(jù)功的定義，功“等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離的乘積”，所以，此時(shí)克服物體重力做的有用功就是“物重乘以重物上升高度”，即W有用=G物h物。而我們做的總功就應(yīng)是作用在繩子自由端的力和繩子自由端移動(dòng)距離的乘積。即W總=F繩S繩。機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/F繩S繩。在動(dòng)滑輪和滑輪組中，我們要注意S繩=nh物。

通過讀題，我們可以知道：G物=4000N，h物=10m，t=40s，F(xiàn)繩=2500N。另外，從圖上我們還可知，動(dòng)滑輪上有2段繩子，n=2。

正確解法：

(1)W有=G物h物=4000×10J=4×104J;

(2)W總=F繩S繩=F×2h物=2500×2×10J=5×104J，P=W/t=5×104J/40s=1.25×103W;

(3)η=W有/W總=4×104J/5×104J=80%。

2、水平拉動(dòng)重物的典型例題

例2、小勇用右上圖所示滑輪組拉著物體勻速前進(jìn)了0.2m，則繩子自由端移動(dòng)的距離為m。若物體與地面的摩擦力為9N，則他所做的功是多少?如果小勇對(duì)繩的拉力F=4N，該滑輪組的機(jī)械效率為多少?

難點(diǎn)突破：在使用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿水平方向勻速拉動(dòng)重物時(shí)，物體在滑輪鉤的水平拉力下勻速移動(dòng)。我們的目的恰好也是讓物體在水平方向移動(dòng)，所以我們做的有用功就滑輪鉤的拉力和物體在水平方向上移動(dòng)的距離L的乘積。因物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)，滑輪鉤的拉力和物體與地面的摩擦力是一對(duì)平衡力，即拉力與摩擦力相等。所以有做功可以這樣計(jì)算：W有用=fL。特別強(qiáng)調(diào)此時(shí)的有用功不是W有=G物h物。總功就是作用在繩子上的拉力F和繩子自由端移動(dòng)距離S的乘積。即W總=F繩S繩。所以機(jī)械效率η=W有/W總=fL/F繩S繩。

此題我們讀題不難知道f=9N，h物=0.2m，F(xiàn)繩=4N。另外從圖知，動(dòng)滑輪上有3段繩子，所以n=3;

正確解法：

(1)S繩=nh物=3×0.2m=0.6m

(2)W有=fL=9N×0.2m=1.8J

(3)η=W有/W總=fL/F繩S繩=1.8J/(4N×0.6m)=75%

能量與做功

1、做功

物理學(xué)中規(guī)定：作用在物體上的力，使物體在力的方向上通過了一段距離，就說這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功(簡稱“做功”)

2、做功的兩個(gè)必要的因素：

(1)作用在物體上的力;

(2)物體在力的方向上通過的距離。

3、功的計(jì)算方法：

定義：力對(duì)物體做的功，等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。

公式：功=力×距離，即W=F•s

單位：在國際單位制中，功W的單位：牛•米(N•m)或焦耳(J)

1J的物理意義：1N的力，使物體力的方向上通過1m的距離所做的功為1J。

即：1J=1N×1m=1N•m

注意：在運(yùn)算過程中，力F的單位：牛(N);距離s的單位：米(m);

4、機(jī)械功原理

⑴使用機(jī)械只能省力或省距離，但不能省功。

⑵機(jī)械功原理是機(jī)械的重要定律，是能量守恒在機(jī)械中的體現(xiàn)。

5、功率

⑴功率概念：物理學(xué)中，把單位時(shí)間里做的功叫做功率。

⑵功率的物理意義：功率是表示做功快慢的物理量。

⑶功率計(jì)算公式：功率=功/時(shí)間

符號(hào)表達(dá)式：P=W/t推導(dǎo)式p=Fv(F單位是N，V單位是m/s)

⑷功率的單位：在國際單位制中，是焦耳，時(shí)間的單位是秒，功率的單位是焦耳/秒，它有一個(gè)專門名稱叫瓦特，簡稱瓦，符號(hào)是W，這個(gè)單位是為了紀(jì)念英國物理學(xué)家瓦特而用他的名字命名的。1W=1J/s

6、機(jī)械效率

⑴機(jī)械效率的定義：有用功與總功的比。

⑵公式：(w有用功/w總功)*100%

⑶有用功(W有用)：克服物體的所做的功W=Gh。

⑷額外功(W額外)：克服機(jī)械自身的重力和摩擦力所做的功。

⑸總功(W總)：動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功W=FS。

⑹總功等于用功和額外功的總和，即W總=W有用+W額外。

7、“能量”的概念：物體具有做功的本領(lǐng)，就說物體具有能。

總結(jié)：在物理學(xué)中，能量和做功有密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)。一個(gè)物體能做的功越多，這個(gè)物體的能量就越大。

⑴動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。

⑵重力勢能：物體由于被舉高而具有的能。

⑶彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。

質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體能做的功越多，表明它具有的動(dòng)能越大;速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體能做的功越多，表明它具有的動(dòng)能大。

物體被舉得越高，質(zhì)量越大，它具有的重力勢能就越大。物體具有的動(dòng)能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。

物理的知識(shí)難點(diǎn)比較多，但是物理對(duì)我們又是非常重要，和我們的生活有著息息相關(guān)的關(guān)系，所以說學(xué)好物理知識(shí)還是很有必要的，通過以上的一些復(fù)習(xí)，大家在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的時(shí)候一定會(huì)記好筆記。