高中物理鲁科版必修2课件第1章 第4节 人与机械

知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 一知识点二学业分层测评第4节　人与机械 学习目标 知识脉络 1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义，能熟练计算机械效率．(重点)2．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系．(难点)3．了解现代机械的发展水平及使用.功率和机械效率有用功总功率eq\a\vs4\al([先填空])1．机械效率(1)定义：与总功的比值或克服有用阻力做功的有用功率与的比值．(2)定义式：η＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(P有用,P总).等于小于有效程度做功利用率2．功率与机械效率功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系．功率大， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示机械快；机械效率高，表示机械对总能量的高．(3)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下，机械效率1，实际情况中机械效率总1.(4)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的的物理量．××√eq\a\vs4\al([再判断])1．在理想情况下，机械效率可以大于1.()2．有用功增大时机械效率一定增大．()3．功率的大小和机械效率没有关系．()eq\a\vs4\al([后思考])　如图1－4－1所示，一级方程式赛车装备了强大的发动机，其功率最高可达900马力，车速最高可达370公里/小时．赛车的功率大，说明什么问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ？功率大效率一定大吗？图1－4－1【提示】　功率大说明机器做功快，这是车速快的动力源泉，但其效率不一定大，因为有用功占总功的比例不一定大．eq\a\vs4\al([合作探讨])如图1－4－2所示，工人用滑轮组将重物提升到高处．图1－4－2探讨1：在实际问题中，为什么机械效率总小于1?【提示】　应用机械做功，根据功的原理可知，动力做的总功等于克服有用阻力和无用阻力所做的功，实际问题中，无用阻力做的功不等于零，因此，有用功一定小于总功，机械效率小于1.探讨2：为什么说机械效率越高，机械对能量的利用率越高？【提示】　机械效率高，说明有用功与总功的比值大，总功等于能量转化的总量，有用功等于转化成的有用能量，也就是所利用的能量，因此，机械效率越高，相等能量的转化过程中利用的能量越多．eq\a\vs4\al([核心点击]) 功率 机械效率 定义 物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值 有用功跟总功的比值或有用功率和总功率的比值 公式 P＝eq\f(W,t)或P＝Fv η＝eq\f(W有用,W总)或η＝eq\f(P有用,P总)，总小于1 意义 表示做功的快慢 表示机械对总能量利用率的高低 关系 两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大1．有甲、乙两台机械，功率P甲>P乙，机械效率η甲<η乙，下列说法正确的是(　　)【导学号：01360016】A．在相同的时间内，乙机械做的功多B．做相同的有用功，甲用的时间少C．甲机械中的摩擦阻力一定比乙机械中的大D．甲机械的输出功率和输入功率之比小于乙机械的输出功率和输入功率之比【解析】　机械所做的功W＝Pt，由于P甲>P乙，所以在相同时间内W甲>W乙，故A错；机械所做的有用功W有＝ηPt，由此可知有用功由η、P、t三个因素决定，所以无法比较做相同的有用功所用的时间，故B错；无用功应包括克服摩擦阻力和额外阻力所做的功，所以效率低的机械摩擦阻力不一定大，故C错；根据定义式η＝eq\f(P有用,P总)可知，D正确．【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】　D2.如图1－4－3所示，工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10min将绳子拉下60m，已知小船重1.8×104N，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍，求：(1)工人拉绳时做功的功率；(2)此装置的机械效率．图1－4－3【解析】　(1)工人拉绳时做功的功率P1＝eq\f(W1,t)＝eq\f(Fs,t)＝eq\f(240×60,10×60)W＝24W.(2)小船靠岸时的有用功率P2＝eq\f(W2,t)＝eq\f(μGs,t)＝eq\f(0.01×1.8×104×60,10×60)W＝18W，此装置的机械效率η＝eq\f(P2,P1)＝75%.【答案】　(1)24W　(2)75%“四步”巧解机械效率(1)确定有用功：有用功是达到使用机械的目的而所做的功，也就是不使用机械直接用手所做的功．(2)确定额外功：克服摩擦等无用阻力所做的功是额外功．(3)确定总功：①确定所研究的机械及输入给机械的力所做的总功；②W总＝W有用＋W额外；③W总＝W输出＋W损失．(4)求解机械效率：η＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(P有用,P总)＝eq\f(P输出,P输入).机械的使用轻松有效智能化eq\a\vs4\al([先填空])1．使用目的代替甚至超越人力工作，使人们的工作更、更．2．发展趋势水平越来越高，高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域．3．注意问题智能化机械若使用不当，会给人类造成危害．×√×eq\a\vs4\al([再判断])1．总功一定，增大额外功可以提高机械效率．()2．有用功一定，减少额外功可以提高机械效率．()3．额外功一定，减少总功可以提高机械效率．()eq\a\vs4\al([后思考])核桃是外壳坚硬的果实，要想补脑要多吃核桃，为什么吃核桃时用核桃夹破壳呢？【提示】　由于核桃外壳坚硬，想破壳必须选用省力的工具，所以选用核桃夹．eq\a\vs4\al([合作探讨])生产、生活中，为了节省人力，常使用不同的机械来搬运物体，滑轮是一种最简单的机械形式，如图1－4－4所示，甲、乙、丙、丁四个装置是利用不同的滑轮组合提升重物到同一高度．探讨1：四种不同的装置中，有用功是什么？【提示】　有用功是克服物体的重力所做的功，四种情况的有用功相同．探讨2：提升重物过程中的额外功是什么？哪种情况额外功最多？【提示】　额外功是克服滑轮重力所做的功，丁图中额外功最多．探讨3：机械效率的高低与有用功的多少有没有直接关系，有用功越多，机械效率越高吗？【提示】　机械效率的高低与有用功的多少没有直接关系，物体做的有用功多，机械效率不一定高．eq\a\vs4\al([核心点击])提高机械效率的方法1．减少额外功(1)在保证机械能够安全正常工作的前提下，尽量减轻机械本身的重力，可减少额外功．(2)通过减少克服摩擦力做功，如加润滑剂，用滚动摩擦代替滑动摩擦等，来减少额外功．2．增加有用功当额外功一定时，在机械能够承受并且能够保证安全正常工作的前提下，尽可能增加有用功．例如起重机提起重物时，尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用．3．甲、乙两个机械的机械效率分别为80%、60%，两者相比，则下列说法中正确的是(　　)A．使用甲机械省力B．使用甲机械做功快C．在相同时间内，使用甲机械完成的功多D．乙机械的额外功在总功中占的比例大【解析】　机械效率是有用功和总功的比值，表示有用功在总功中所占的份额，与是否省力、做功多少和做功快慢无关．【答案】　D4．(2016·三明高一检测)如图1－4－5所示，不计任何摩擦，分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速升到同一高度，其中机械效率最高的是(　　)【导学号：01360017】图1－4－5A．定滑轮　　　　　　B．动滑轮C．滑轮组D．无法确定【解析】　在把重物匀速提升到同一高度的过程中，克服重力所做的功等于有用功，三种情况下所做的有用功相同，均为W有用＝Gh.使用定滑轮时，拉力所做的总功为W1＝Gh，机械效率为η1＝1；使用动滑轮时，拉力所做的总功为W2＝eq\f(1,2)(G＋G0)×2h＝Gh＋G0h，机械效率为η2＝eq\f(Gh,Gh＋G0h)<1；使用滑轮组时，拉力所做的功为W3＝eq\f(1,3)(G＋G0)×3h＝Gh＋G0h，机械效率为η3＝eq\f(Gh,Gh＋G0h)<1；综合上述分析可知，选项A正确．【答案】　A学业分层测评(四)点击图标进入…高中物理·选修3-4·教科版第三章　电磁振荡　电磁波3.1-3.1电磁振荡　电磁场和电磁波 [目标定位]　1.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质． 一、电磁振荡 1．振荡电流的产生　电磁振荡 (1)振荡电流和振荡电路 ①振荡电流：大小和都随时间做周期性迅速变化的电流． ②振荡电路：能够产生的电路．由和 组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路．预习导学方向振荡电流线圈L电容器C (2)电磁振荡的过程 放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流由零逐渐增大，线圈产生的磁场，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能．放电完毕后，全部转化为． 充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持继续流动，电容器将进行，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场，磁场能逐渐转化为电场能．充电完毕，电流减小为零，全部转化为.此后电容器再放电，再充电．预习导学逐渐增强电场能磁场能原来的方向反向充电逐渐增强磁场能电场能 (3)电磁振荡 电容器不断地充电和放电，电路中就出现了变化的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．预习导学周期性 2．无阻尼振荡和阻尼振荡 (1)在电磁振荡中，如果没有，振荡将永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远，这种振荡叫做无阻尼振荡，如图3－1－1(甲)．预习导学能量损失保持不变图3－1－1 (2)由于电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成，还有一部分能量以电磁波的形式到周围空间去了．这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅，直到停止振荡．这种振荡叫做阻尼振荡．如图3－1－1(乙)．预习导学内能辐射逐渐减小预习导学周期性变化次数无阻尼3．电磁振荡的周期和频率(1)电磁振荡完成一次需要的时间叫做周期.1s内完成周期性变化的叫频率．(2)振荡电路里发生振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率．(3)LC电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电容C的关系是T＝2πeq\r(LC)、f＝eq\f(1,2π\r(LC)). 二、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场． (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2．电磁场 如果在空间某区域有的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的，这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．预习导学不均匀变化磁场 3．电磁波 (1)产生：由的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波． (2)在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家第一次用实验证实了电磁波的存在．还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于． 预习导学变化麦克斯韦赫兹赫兹光速 (3)电磁波的波长λ，波速v和周期T、频率f的关系： λ＝vT＝. (4)电磁波在真空中的传播速度v＝.预习导学eq\f(v,f)c≈3×108m/s 一、电磁振荡中各物理量的变化情况 如图3－1－2所示课堂讲义课堂讲义图3－1－2课堂讲义 【例1】　某时刻LC振荡电路的状态如图3－1－3所示，则此时刻 (　　) A．振荡电流i在减小 B．振荡电流i在增大 C．电场能正在向磁场能转化 D．磁场能正在向电场能转化图3－1－3课堂讲义 解析　图中电容器上极板带正电荷，图中给出的振荡电流方向，说明负电荷向下极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D选项正确． 答案　AD课堂讲义 二、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1．恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场； 2．均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场； 3．振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场．课堂讲义 【例2】　关于电磁场理论，下列说法正确的是 (　　) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场． 答案　D课堂讲义 针对训练　某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，能发射电磁波的电场是 (　　)课堂讲义 解析　图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波． 答案　D课堂讲义三、电磁波与机械波的比较1．电磁波和机械波的共同点(1)二者都能产生干涉和衍射．(2)二者在不同介质中传播时频率不变．(3)二者都满足波的公式v＝eq\f(λ,T)＝λf.课堂讲义 2．电磁波和机械波的区别 (1)二者本质不同 电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播． (2)传播机理不同 电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用． (3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质． (4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波．课堂讲义 【例3】　以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是(　　) A．机械波和电磁波，本质上是一致的 B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关 C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象课堂讲义 解析　机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确． 答案　BCD 借题发挥　机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定.