1、做功
數學學中規定:作用在物體上的力,使物體在力的方向上通過了一段距離,就說這個力對物體做了機械功(簡稱“做功”)
2、做功的兩個必要的誘因:
(1)作用在物體上的力;
(2)物體在力的方向上通過的距離。
3、功的估算方式:
定義:力對物體做的功,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的數學意義: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:在運算過程中,力F的單位:牛(N);距離s的單位:米(m);
4、機械功原理
⑴使用機械只能省力或省距離,但不能省功。
⑵機械功原理是機械的重要定理,是能量守恒在機械中的彰顯。
5、功率
⑴功率概念:數學學中,把單位時間里做的功稱作功率。
⑵功率的數學意義:功率是表示做功快慢的數學量。
⑶功率估算公式:功率=功/時間
符號表達式:P=W/t推論式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,功的單位是焦耳,時間的單位是秒,功率的單位是焦耳/秒,它有一個專門名稱叫瓦特,簡稱瓦物理學中能量的定義,符號是W,這個單位是為了記念日本化學學家瓦特而用他的名子命名的。1W=1J/s
6、機械效率
⑴機械效率的定義:有用功與總功的比。
⑵公式:
⑶有用功(W有用):克服物體的重力所做的功W=Gh。
⑷額外功(W額外):克服機械自身的重力和磨擦力所做的功。
⑸總功(W總):動力對機械所做的功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,就說物體具有能。
總結:在數學學中,能量和做功有密切的聯系,能量反映了物體做功的本領。一個物體能做的功越多,這個物體的能量就越大。
⑴動能:物體因為運動而具有的能。
⑵重力勢能:物體因為被舉高而具有的能。
⑶彈性勢能:物體因為發生彈性形變而具有的能。
質量相同時,速率越大的物體能做的功越多,表明它具有的動能越大;速率相同時,質量越大的物體能做的功越多,表明它具有的動能大。
物體被舉得越高,質量越大,它具有的重力勢能就越大。物體具有的動能和勢能是可以互相轉化的。
8、內能與熱量
⑴內能:物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和叫內能。
⑵物體的內能與濕度有關:物體的氣溫越高,分子運動速率越快,內能就越大。
⑶熱運動:物體內部大量分子的無規則運動。
⑷改變物體內能的方式:做功和熱傳遞,這兩種方式對改變物體的內能是等效的。
⑸物體對外做功,物體的內能減少;外界對物體做功,物體的內能減小。
⑹物體吸收熱量,當氣溫下降時,物體內能減小;物體放出熱量,當氣溫增加時,物體內能減少。
⑺所有能量的單位都是:焦耳。
⑻熱量(Q):在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫熱量。(物體富含多少熱量的說法是錯誤的)
⑼比熱(c):單位質量的某種物質氣溫下降(或減少)1℃,吸收(或放出)的熱量稱作這些物質的比熱。
⑽比熱是物質的一種屬性,它不隨物質的容積、質量、形狀、位置、溫度的改變而改變,只要物質相同,比熱就相同。
⑾比熱的單位是:焦耳/(千克·℃),讀作:焦耳每千克攝氏度。
⑿水的比熱是:C=4.2×103焦耳/(千克·℃),它表示的數學意義是:每千克的水當體溫下降(或減少)1℃時,吸收(或放出)的熱量是4.2×103焦耳
⒀熱量的估算:①Q吸==cm(t-t0)=cm△t升(Q吸是吸收熱量,單位是焦耳;c是物體比熱,單位是:焦/(千克·℃);m是質量;t0是初始氣溫;t是后來的體溫。)②Q放=cm(t0-t)=cm△t降
⒁能量守恒定理:能量既不會剿滅,也不會創生,它只會從一種方式轉化為其他方式,或則從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移過程中,能量的總數保持不變。
9、內能與熱機
⑴燃燒值q:1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫熱值。單位是:焦耳/千克。
⑵燃料燃燒放出熱量估算:Q放=qm或則Q放=qv;(Q放是熱量,單位是:焦耳;q是熱值,單位是:焦/千克;m是質量,單位是:千克。),有時侯二氧化碳的熱值可以用Q放=qv估算(Q放是熱量物理學中能量的定義,單位是:焦耳;q是熱值,單位是:焦/立方米;v是容積,單位是:立方米。)
⑶利用內能可以加熱,也可以做功。
⑷內燃機可分為柴油機和汽油機,它們一個工作循環由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。一個工作循環中對外做功1次,活塞往復2次,連桿飛輪轉2周。
⑸熱機的效率:拿來做有用功的那部份能量和燃料完全燃燒放出的能量之比,叫熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。
⑹在熱機的各類損失中,廢水帶走的能量最多,設法借助廢水的能量,是提升燃料借助率的重要舉措。