Resumen de los puntos de conocimiento en el segundo volumen de la nueva versión de Física para el octavo grado de People's Education Press (2)
Resumen de los puntos de conocimiento en el segundo volumen de la nueva versión de Física para el octavo grado de People's Education Press: Capítulo 11-12
Revisión del Capítulo 11 "Trabajo y energía mecánica" "
1, Trabajo:
1. El trabajo mencionado en mecánica incluye dos factores necesarios: uno es la fuerza que actúa sobre el objeto; el otro es la distancia recorrida por el objeto en la dirección de la fuerza.
2. Tres situaciones en las que no se realiza trabajo: fuerza sin distancia (el objeto recibe una fuerza, pero permanece estacionario), y falta de fuerza con distancia () el objeto recorre la distancia debido al movimiento de inercia, pero no recibe ninguna fuerza. , la fuerza y la distancia son perpendiculares (la dirección de la fuerza sobre el objeto y la dirección del movimiento son perpendiculares entre sí, y esta fuerza no realiza trabajo).
Consolidación: ☆Un compañero juega al fútbol y la pelota vuela a 10 m de la parte posterior de sus pies. La persona no realiza ningún trabajo cuando la pelota vuela a 10 m. (La razón es que el balón sale volando por inercia).
3. La mecánica estipula que el trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia recorrida por el objeto en la dirección de la fuerza. Fórmula: W=FS
4. La unidad de trabajo: Joule, 1J= 1N?m. Para levantar un huevo de 1 m de altura, el trabajo realizado es de aproximadamente 0,5 J.
5. Nota sobre la fórmula del trabajo aplicado: ① Distinga qué fuerza realiza trabajo sobre el objeto, y F es esta fuerza al calcular ② S en la fórmula debe ser la distancia recorrida en la dirección del; fuerza, enfatizando la correspondencia. ③ La unidad de trabajo es julio (1 newton metro = 1 julio).
2. Potencia:
1. Definición: el trabajo realizado por unidad de tiempo
2. Significado físico: cantidad física que expresa la velocidad de realización de un trabajo .
3. Fórmula: = Fv
4. Unidad: unidad principal W, conversión de kW de unidad común: 1kW=103W
La potencia de un determinado automóvil es 66kW, lo que significa: Un coche realiza 66000J de trabajo en 1 segundo
3. Energía mecánica
(1) Energía cinética y energía potencial
1. Energía : Si un objeto puede realizar un trabajo, decimos Este objeto tiene energía
Comprensión: ① La energía representa la cantidad física de la capacidad del objeto para realizar un trabajo; la energía se puede medir por la cantidad de trabajo que puede realizar;
② Un objeto que puede realizar un trabajo no necesariamente realiza un trabajo, está realizando un trabajo o ha realizado un trabajo. Por ejemplo: una piedra estacionaria en la montaña tiene energía, pero no realiza trabajo. Tampoco tiene por qué ser trabajo.
3. Explora los factores que determinan el tamaño de la energía cinética:
① Conjetura: El tamaño de la energía cinética está relacionado con la masa y la velocidad del objeto
;② Investigación experimental: Objeto de investigación: método de la pequeña bola de acero: variables de control
¿Cómo juzgar la energía cinética: vea cuánto trabajo puede hacer la pequeña bola de acero con la velocidad de la madera? p>
? ¿Cómo controlar la velocidad sin cambios: hacer que la bola de acero se mueva desde la misma velocidad? Si la bola de acero rueda hacia abajo desde diferentes alturas, la velocidad será la misma cuando llegue al final de la pendiente
Cómo cambiar la velocidad de la bola de acero: hacer que la bola de acero ruede hacia abajo desde diferentes alturas
③Análisis y conclusión: mantener Cuando la masa de la bola de acero permanece sin cambios, la conclusión es: cuando la masa del objeto en movimiento es la misma; cuanto mayor es la velocidad, mayor es la energía cinética
Cuando la velocidad de la bola de acero se mantiene constante, la conclusión: cuando la velocidad del objeto en movimiento; es lo mismo; cuanto mayor es la masa, mayor es la energía cinética;
④Conclusión: La energía cinética de un objeto está relacionada con su masa y velocidad, cuanto mayor es la velocidad, mayor es la energía cinética; cuanto mayor es la masa, mayor es la energía cinética.
4. Energía mecánica: La energía cinética y la energía potencial se denominan colectivamente energía mecánica.
Comprensión: ① Los objetos con energía cinética tienen energía mecánica; ② Los objetos con energía potencial tienen energía mecánica; ③ Los objetos con energía cinética y potencial tienen energía mecánica.
(2) Conversión de energía cinética y energía potencial
1. Estructura del conocimiento:
2. Reglas de conversión entre energía cinética y energía potencial gravitacional:
① Si un objeto de cierta masa acelera para caer, su energía cinética aumenta, su energía potencial gravitacional disminuye y su energía potencial gravitacional se convierte en energía cinética
② Si un objeto; de una determinada masa desacelera y se eleva, su energía cinética disminuye, la energía potencial gravitacional aumenta y la energía cinética se convierte en energía potencial gravitacional
3. La regla de conversión entre energía cinética y energía potencial elástica:
① Si la energía cinética de un objeto disminuye y la energía cinética de otro objeto disminuye, si la energía potencial elástica de un objeto aumenta, la energía cinética se convierte en energía potencial elástica
② Si la energía cinética de un objeto aumenta y la energía potencial elástica de otro objeto disminuye, la energía potencial elástica se convierte en energía cinética.
4. Análisis de la conversión de energía cinética y energía potencial:
⑴ Primero analiza los factores que determinan el tamaño de la energía cinética y los factores que determinan el tamaño de la energía potencial gravitacional. (o energía potencial elástica)? Observe los cambios en la energía cinética y la energía potencial gravitacional (o energía potencial elástica).
⑵ ¿También preste atención a la pérdida y el aumento de energía durante la conversión mutua de energía cinética y energía potencial si no hay otra fuerza externa para realizar trabajo excepto la gravedad y la elasticidad (es decir, no hay otra forma? de suplemento de energía o sin pérdida de energía), entonces la energía mecánica no cambia durante la conversión de energía cinética y energía potencial.
⑶ Si en la pregunta hay "deslizamiento en una pendiente suave", entonces "suave" significa que no hay pérdida de energía y se conserva la energía mecánica; "deslizarse cuesta abajo a una velocidad constante" significa que hay energía; pérdida y la energía mecánica no se conserva.
(3) Utilización de la energía hidráulica y eólica
1. Principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas: convierte la energía potencial gravitacional en energía cinética cuando el agua cae desde lugares altos, parte de la energía cinética. energía del agua Transfiera a la turbina hidráulica y utilice la turbina hidráulica para impulsar el generador y convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
Ejercicio: ☆¿Cuál es el propósito de construir represas en centrales hidroeléctricas? ¿Por qué las represas deben diseñarse para que sean estrechas en la parte superior y anchas en la parte inferior?
¿El propósito? de construir presas de presa en centrales hidroeléctricas es mejorar El nivel del agua aumenta la energía potencial gravitacional del agua. Cuando el agua cae, se puede convertir en más energía cinética, que se puede convertir en más energía eléctrica a través del generador. Cuanto más profunda es la profundidad, mayor es la presión.
Repaso del Capítulo 12 "Máquinas simples"
1. Palanca
1. Definición: Varilla dura que gira alrededor de un punto fijo bajo la acción de una fuerza. Se llama apalancamiento.
Explicación: ①La palanca puede ser recta o doblada y la forma es arbitraria.
②En algunos casos, la palanca se puede girar para ayudar a determinar el punto de apoyo. Tales como: caña de pescar, pala.
2. Cinco elementos constituyen un diagrama de palanca.
① Fulcro: Punto alrededor del cual gira la palanca. Representado por la letra O.
②Potencia: la fuerza que hace girar la palanca. Representado por las letras F1.
③Resistencia: la fuerza que dificulta el giro de la palanca. Representado por la letra F2.
Explicación: La potencia y la resistencia son fuerzas sobre la palanca, por lo que el punto de acción está en la palanca.
Las direcciones de potencia y resistencia no son necesariamente opuestas, pero la dirección de resistencia es opuesta a la rotación de la palanca.
④Brazo de potencia: la distancia desde el fulcro hasta la línea. de acción del poder. Representado por la letra l1.
⑤Brazo de resistencia: la distancia desde el punto de apoyo hasta la línea de resistencia. Representado por la letra l2.
Métodos para dibujar el brazo de fuerza: primero, encuentra el punto de apoyo, segundo, dibuja la línea, tercero, la distancia y cuatro etiquetas.
⑴ Encuentra el punto de apoyo O; la línea de acción de la fuerza (línea discontinua) ⑶ Dibujar el brazo de momento (la línea de acción de la fuerza vertical que pasa por el punto de apoyo se dibuja como una línea vertical ⑷ Brazo de momento estándar (tirantes);
3. Estudie las condiciones de equilibrio de la palanca:
① El equilibrio de la palanca se refiere a: la palanca está estacionaria o gira a una velocidad constante.
② Antes del experimento: las tuercas en ambos extremos de la palanca deben ajustarse para que la palanca esté equilibrada en una posición horizontal.
El propósito de esto es medir fácilmente el brazo de momento de la palanca.
③ Conclusión: La condición de equilibrio de la palanca (o principio de palanca) es:
¿Poder? ¿Brazo de potencia = Brazo de resistencia? Escrito como fórmula F1l1=F2l2, también se puede escribir como: F1 / F2=l2 / l1
Guía para la resolución de problemas: para analizar y resolver problemas relacionados con las condiciones de equilibrio de la palanca, debe dibujar un esquema diagrama de la palanca; aclarar la fuerza, dirección y tamaño del brazo de fuerza, luego analizar la situación específica para determinar cómo utilizar las condiciones de equilibrio para resolver problemas relacionados. (Por ejemplo: cómo cambia la potencia ejercida cuando gira la palanca, en qué dirección se ejerce menos la fuerza, etc.)
Resolver el problema de la potencia mínima cuando la palanca está equilibrada: En este tipo de problema, la resistencia? El brazo de resistencia tiene un valor determinado, de modo que Para minimizar la potencia, el brazo de potencia debe maximizarse (la conexión entre el punto de acción de potencia y el fulcro es el brazo de momento con el menor esfuerzo). brazo de potencia, necesita ① encontrar un punto en la palanca para que la distancia desde este punto hasta el punto de apoyo sea la más alejada ②La dirección de la potencia debe ser la dirección que pasa por este punto y es perpendicular a la línea de conexión; 4. Aplicación:
Estructura del nombre
Ejemplos de aplicaciones características
Ahorro de mano de obra
Brazo de palanca
Mayor que
El brazo de resistencia ahorra trabajo,
Se necesita mucho tiempo para alcanzar una palanca, una guillotina, una polea móvil, un eje, un martillo de garra, un cable cortador, una carretilla y tijeras para flores
Requiere mucho esfuerzo
Brazo de palanca
Menos que
Brazo de resistencia laborioso,
Pedal de máquina de coser que ahorra distancia, brazo elevador
Antebrazo humano, tijeras de peluquero, caña de pescar
Brazos iguales
Palanca brazo de potencia es igual a brazo de resistencia sin esfuerzo
Equilibrio sin esfuerzo, polea fija
Nota: La palanca debe seleccionarse en función de las condiciones reales. Cuando se requiere mayor fuerza para resolver el problema, la mano de obra. -Se debe seleccionar la palanca de ahorro Cuando sea conveniente usar y ahorrar distancia, se debe seleccionar la palanca de ahorro de mano de obra.
2. Polea
1. Polea fija:
① Definición: Polea con un eje fijo en el medio.
②La esencia de la polea fija es: palanca de brazos iguales.
③Características: El uso de una polea fija no puede ahorrar esfuerzo, pero puede cambiar la dirección de la potencia.
④ Para una polea fija ideal (excluyendo la fricción entre las ruedas y los ejes) F=G
La distancia de movimiento SF del extremo libre de la cuerda (o velocidad vF) = la movimiento del objeto pesado
Distancia SG (o velocidad vG)
2. Polea en movimiento:
① Definición: Polea que se mueve junto con el objeto pesado . (Puede moverse hacia arriba y hacia abajo,
también puede moverse hacia la izquierda y hacia la derecha)
②Esencia: La esencia de la polea móvil es: una palanca que ahorra mano de obra con un brazo de potencia que es dos veces el brazo de resistencia.
③ Características: El uso de una polea móvil puede ahorrar la mitad de la fuerza, pero no puede cambiar la dirección de la potencia.
④La polea móvil ideal (ignorando la fricción entre los ejes y la gravedad de la polea móvil) es: F=1/2G Ignorando solo la fricción entre los ejes, la fuerza de tracción F= 1/2. (G objeto G se mueve) y el extremo libre de la cuerda se mueve Distancia SF (o vF) = 2 veces la distancia que se mueve el objeto pesado SG (o vG)
3. Bloque de polea
① Definición: La polea fija y la polea móvil se combinan en un bloque de poleas.
②Características: Usar un bloque de polea puede ahorrar esfuerzo y cambiar la dirección de la potencia
③El bloque de polea ideal (descontando la fricción entre los ejes y la gravedad de la polea en movimiento) tira fuerza F= 1/n G .
Simplemente ignore la fricción entre los ejes de las ruedas, entonces la fuerza de tracción F = 1/n (el objeto G se mueve) La distancia de movimiento del extremo libre de la cuerda SF (o vF) = n veces la distancia movida por el objeto pesado SG (o vG)
④ Cómo ensamblar el bloque de polea: Primero, encuentre el número de hilos de la cuerda de acuerdo con la fórmula n=(G objeto G movimiento) / F. Luego, según el principio de "pares e impares". Ensamble la polea de acuerdo con los requisitos específicos del tema. Uso de poleas
① Cuando se utilizan poleas para levantar objetos pesados, si se ignoran la fricción entre la polea y el eje y el peso de la cuerda, el objeto pesado y la polea móvil son soportados por varios secciones de cuerda, y la fuerza para levantar el objeto pesado es igual a la fracción A total del peso, es decir, F=. Entonces, la clave es calcular cuántos tramos de cuerda soportan el peso total.
②Aísle el peso y la polea móvil del bloque de poleas, y será fácil averiguar el número n de segmentos de cuerda conectados directamente a la polea móvil.
③Para el mismo bloque de polea, n es "par e impar fijo". Cuando el punto de anclaje está en la polea móvil, el número de segmentos de cuerda conectados a la polea móvil es n=2N 1, que es más ahorro de mano de obra
④ Para calcular el número de segmentos de cuerda n, puede encontrar la fuerza de tracción F=, la distancia recorrida por el punto de aplicación de la fuerza de tracción S=nh o la velocidad de movimiento VF=nVG. . Entre ellos, G es el peso total, h es la altura del peso y la polea móvil, y VG es la velocidad de movimiento del peso y la polea móvil es un número entero (usando el método decimal).
⑤ La magnitud de la fuerza de tracción F y It está relacionada con el número n de hilos de cuerda para levantar la polea móvil.
⑥ 1. ¿Cuántas secciones de cuerda están conectadas a la polea móvil, n es cuántas
⑦ s=nh
⑧ El peso aumenta a; una altura de h, y la cuerda está libre El extremo necesita moverse nh distancia
⑨ F=?G objeto (excluyendo fricción, peso de la cuerda y peso de la polea en movimiento)
⑩ F =? (G objeto G en movimiento) (excluyendo fricción, peso de la cuerda Pesado)
? (2) Fórmula: F=Gtotal/n=(G objeto G polea en movimiento)/n (excluyendo fricción de polea
? Cómo enrollar la cuerda: Cuando n es un número par, el extremo inicial de la cuerda está en la polea fija; cuando n es un número impar, el extremo inicial de la cuerda está en la polea fija; polea móvil
3. Eficiencia mecánica:
1. Trabajo útil: Definición: Trabajo útil a las personas = trabajo realizado directamente sobre objetos pesados con la mano (Gh)
Fórmula: W útil = Gh (levantar objetos pesados) = W total - W cantidad =? W total
Inclinación: W útil = Gh
2. Trabajo extra: Definición: Trabajo que no es necesario pero que debe realizarse
Fórmula: W cantidad = W Total - W útil = G mover h (mover polea y bloque de poleas ignorando la fricción del eje de la rueda)
Inclinado Plano: W cantidad = f L
3. Trabajo total: Definición: trabajo útil más trabajo extra O el trabajo realizado por potencia
Fórmula: W total = W útil W cantidad = FS = W útil/?
Plano inclinado: W total = fL Gh=FL
4.Eficiencia mecánica: ① Definición: Relación entre trabajo útil y trabajo total
② Fórmula:
Superficie inclinada:
Polea fija:
Polea móvil:
Polea:
③ El trabajo útil siempre es menor que el trabajo total, por lo que la eficiencia mecánica siempre es menor que 1. La eficiencia mecánica de una polea suele expresarse como un porcentaje del 60% del trabajo total. >
Métodos para mejorar la eficiencia mecánica: reducir el peso de la máquina y reducir la fricción entre piezas.
Consejo: La eficiencia mecánica no tiene unidad, se expresa como porcentaje, y siempre es menor que 1
W has = G h [para todas las máquinas simples] W = F s [para palancas y poleas]
W total =P t [para grúas y bombas]
W total =P t-Q calor [para motores eléctricos, porque la pérdida de calor del serpentín no se cuenta como la trabajo total]
p>
5. Medición de la eficiencia mecánica:
① Principio:
② Cantidades físicas a medir: código de gancho gravedad G , código de gancho altura de elevación h, tensión F, cuerda La distancia S que se mueve el extremo libre
③Equipo: además del código de gancho, soporte de hierro, polea y alambre fino, una báscula y un dinamómetro de resorte también son requeridos.
④Paso: Se debe tirar del dinamómetro de resorte a una velocidad constante para elevar el código del gancho. Propósito: garantizar que la indicación del dinamómetro permanezca sin cambios.
⑤Conclusión: Los principales factores que afectan la eficiencia mecánica del bloque de poleas son:
Cuanto más pesada sea la polea móvil, mayor será el número, mayor será el trabajo extra.
Cuanto más peso se levante, más trabajo útil se realizará.
C Fricción, cuanto mayor sea la fricción, más trabajo extra se realizará.
El método de enrollado y la altura de elevación del objeto pesado no afectan la eficiencia mecánica de la polea.
6. La diferencia entre eficiencia mecánica y potencia:
Potencia y eficiencia mecánica son dos conceptos diferentes. La potencia representa la velocidad del trabajo, es decir, el trabajo realizado por unidad de tiempo; la eficiencia mecánica representa la eficiencia del trabajo mecánico, es decir, la proporción de trabajo útil en el trabajo total realizado.
Resumen de explicaciones detalladas de fórmulas físicas
1. Gravedad (G): 1. La fuerza que ejercen los objetos cercanos al suelo debido a la atracción de la tierra se llama gravedad
2, Fórmula de cálculo: G=mg m es la masa física; g=9,8N/kg, a menudo g=10N/kg
3. Unidad: Newton, abreviado como ganado, representado por N
IV. Principio de la palanca 1. ¿La condición de equilibrio de la palanca es potencia = brazo de resistencia?
2. Fórmula: F1l1=F2l2 ¿También se puede escribir? como: F1 / F2 = l2 / l1 donde F1 es la fuerza que hace girar la palanca, es decir, potencia l1 es la distancia desde el fulcro hasta la línea de acción de la potencia, es decir, el brazo de potencia; la fuerza que dificulta la rotación de la palanca, es decir, la resistencia; l2 es la distancia desde el fulcro hasta la línea de acción de la resistencia, es decir, el brazo de resistencia
5. Presión (P): 1. Definición: La presión que ejerce un objeto por unidad de área se llama presión. Significado físico: la presión es una cantidad física que expresa el efecto de la presión.
2. Fórmula de cálculo: P=F/S F es la presión, la unidad común es Newton (N es el área estresada, la unidad común es metros 2 (m2) 3. La unidad es : Pascal (Pa)
6. Presión del líquido (P): 1. Fórmula de cálculo: p =?gh
Entre ellos, ? es kg/m3 g/cm3; g=9.8N/ kg; h es la profundidad, la unidad común es m 2. La unidad es: Pascal (Pa)
7. Principio de Arquímedes para encontrar la flotabilidad 1 Contenido: Un objeto sumergido en un líquido está sujeto a una fuerza de flotación hacia arriba. La fuerza de flotación es El tamaño es igual a la gravedad del líquido que desplaza
2. Cálculo de la fórmula: F flotador = G desplazamiento. =? Líquido V desplazamiento g G desplazamiento es la gravedad del líquido desplazado La unidad común es ganado (N) ; El líquido es la densidad del líquido que se infiltra en el objeto, la unidad común es kg/m3 g/cm3; es el volumen de líquido desplazado, la unidad común es cm3 m3; g es el coeficiente de gravedad, g=9,8N/kg 3. Unidad: ganado (N)
8. Definición: El trabajo es igual al producto de la fuerza y la distancia recorrida por el objeto en la dirección de la fuerza
2. Fórmula de cálculo: W=FS Entre ellos, F es la fuerza sobre el objeto, y la unidad común es Newton (N); S es la distancia recorrida en la dirección de la fuerza y la unidad común es m
3. Unidad: Joule, 1J=1N?m
9. Eficiencia mecánica (?): 1. Definición: relación entre trabajo útil y trabajo total 2. Fórmula de cálculo: ?= W útil/W total W útil es trabajo que es útil para las personas, es decir, trabajo útil; W es siempre el trabajo realizado por el trabajo útil más el trabajo o potencia extra, es decir, el trabajo total. La unidad es Joule (J) 3. Unidad: generalmente se expresa como porcentaje ()
10. Potencia (P): 1. Definición: El trabajo realizado por unidad de tiempo. Significado físico: cantidad física que expresa la velocidad del trabajo.
2. Fórmula: P=W/t W es el trabajo realizado, la unidad es Joule (J) es el tiempo para realizar el trabajo, la unidad es s
3. Unidad: unidad principal W; conversión de kW de unidad común: 1kW=103W 1mW=106 W
(1) Comprender los términos clave
①Términos que representan un modelo idealizado, como suave , independientemente de la resistencia, masa ligera (palanca, polea)
② Realiza un movimiento lineal uniforme, estacionario
③ ¿La potencia útil sigue siendo potencia total, potencia o eficiencia, etc.?
(2) Condiciones implícitas en la excavación
Cuando se trata de que la presión del aire es presión atmosférica estándar, significa que la presión es de 105 Pa y el punto de ebullición del agua es de 100 °C.
Cuando se trata de excluir la pérdida de energía, significa que la eficiencia de la conversión o transferencia de energía es 100.
1. Suave: sin conservación de energía mecánica.
2. Flotante: la flotabilidad es igual a la gravedad; la densidad del objeto es menor que la densidad del líquido
3. Suspensión: la fuerza de flotabilidad es igual a la gravedad del objeto es igual; a la densidad del líquido
4. Movimiento lineal uniforme: la velocidad permanece sin cambios; está sujeta a una fuerza de equilibrio su energía cinética permanece sin cambios (el mismo objeto)
5; Estacionario: sujeto a la fuerza de equilibrio, la energía cinética es cero
6. Objetos ligeros y pequeños: masa insignificante
7. Ascenso: la energía potencial gravitacional aumenta
. 8. Excluyendo la pérdida de calor: el calor absorbido es igual al calor liberado (Q absorción = Q liberación) la energía consumida es igual a la energía convertida
(3) Eliminar factores de interferencia
(1) Cuando el objeto se mueve horizontalmente, no superará la gravedad para realizar trabajo, y la gravedad del objeto es el factor de interferencia en este momento.
(2) El objeto sube o baja a una velocidad constante a diferentes velocidades, lo que indica que el objeto se ve afectado por una fuerza de equilibrio. En este momento, "sube", "baja" y "diferentes velocidades". son todos factores de interferencia.
(3) Hay muchos datos en las preguntas tipo tabla y no todos pueden ser útiles. Es necesario buscar rápidamente datos útiles y eliminar los factores que interfieren.
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