第1部分第7單元功和機(jī)械能第1講功功率機(jī)械效率

1、第七單元功和機(jī)械能第1講功功率機(jī)械效率1理解功包含兩個(gè)必要因素2理解功的公式、功的計(jì)算和單位3了解功的原理4理解功率的物理意義、計(jì)算和單位5理解有用功和總功，知道額外功，理解機(jī)械效率，能測(cè)機(jī)械效率6了解提高機(jī)械效率的途徑和意義一、功距離1做功：物體在力的方向上移動(dòng)了_，就說這個(gè)力做了功2做功的兩個(gè)必要因素：一個(gè)是作用在物體上的_，另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上_3功的計(jì)算：力移動(dòng)的距離(1)功的定義：在物理學(xué)中，把力與在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積叫做功(2)功的定義式：_.WFs4功的單位：_，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是_.1 J 1 Nm.焦耳J距離力省功5功的原理：人們使用機(jī)械時(shí)，省力必然費(fèi)_，省距離必

2、然費(fèi)_，也就是使用任何機(jī)械都不_二、機(jī)械效率及各種功1有用功：(1)定義：對(duì)人們有用的功，一般指克服物體重力做的功(2)計(jì)算公式：W 有用Gh_.mgh2額外功：(1)定義：一般指人對(duì)動(dòng)滑輪、繩子及克服摩擦力做的功(2)計(jì)算公式：W 額外W 總W 有用3總功：(1)定義：有用功和額外功之和，一般拉力做的功為總功(2)計(jì)算公式：W 總Fs_.4機(jī)械效率：(1)定義：有用功跟總功的比值(2)公式：_100%.(3)任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于 100%.Fnh三、功率單位時(shí)間內(nèi)1.定義：物體在_所做的功，叫功率2公式：_.PWt3單位：_，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)是 W.其他單位：千瓦，符號(hào)是 kW.瓦特單位換算

3、：1 W1 J/s , 1 kW103 W.4推導(dǎo)式：當(dāng)物體在力 F 的作用下，以速度 v 做勻速直線時(shí)，F(xiàn) 與 v 成_Fv反比考點(diǎn) 1功1不做功的三種情況：(1)物體受力的作用，但沒有移動(dòng)如小明用力搬石頭沒搬動(dòng)(2)物體不受力的作用，由于慣性移動(dòng)了一段距離如足球飛出后，人對(duì)足球無作用力，對(duì)足球不做功(3)物體受力作用，也移動(dòng)了，但移動(dòng)的距離與力的方向垂直如提水時(shí)水平前進(jìn)，人對(duì)水桶不做功2功的計(jì)算：(1)使用 WFs 計(jì)算功時(shí)，一定要考慮清楚哪一段距離 s 是在這個(gè)力 F 的方向上移動(dòng)的距離(2)計(jì)算時(shí)單位必須統(tǒng)一例 1(2011 年廣安)在下列的四種情境中，人對(duì)物體做功的是()BA提著水桶

4、在水平地面上勻速前進(jìn)B扛著米袋慢慢爬上樓梯C用力推汽車，汽車沒動(dòng)D舉著杠鈴原地不動(dòng)思路點(diǎn)撥：判斷物體是否做功，關(guān)鍵是看物體在力的方向上有沒有移動(dòng)距離例 2如圖 711 所示，已知物體 A 和 B 質(zhì)量相等，A 在粗糙的水平地面，B 在光滑的斜面現(xiàn)它們分別在同樣大小的力 F 作用下沿 F 的方向分別移動(dòng)了距離 s，則 F 對(duì)物體做的功()B圖 711A對(duì) A 做的功多C對(duì) B 做的功多B對(duì) A 和 B 做功一樣多D條件不足，無法確定思路點(diǎn)撥：由功的定義式 WFs 知，功等于力與在力的方向移動(dòng)的距離的乘積考點(diǎn) 2機(jī)械效率測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率1實(shí)驗(yàn)原理：W 有用W 總GhF 拉 s.2要測(cè)量的量：鉤

5、碼重 G、鉤碼提升的高度 h、拉力 F 拉、繩的自由端移動(dòng)的距離 s.3實(shí)驗(yàn)器材：鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)4實(shí)驗(yàn)結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率的因素有動(dòng)滑輪的質(zhì)量、物體的質(zhì)量、滑輪和繩子間的摩擦5實(shí)驗(yàn)拓展：(1)必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的是保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變(2)提升同一重物，動(dòng)滑輪越多的滑輪組，機(jī)械效率越低(3)同一滑輪組，提升的重物越重，機(jī)械效率越大械效率與繩子的股數(shù) n 無關(guān)W有用Gh1計(jì)算式：斜面的機(jī)械效率W總 Fs.2影響因素：斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度3提升同一重物時(shí)，斜面坡度越大，越不省力，機(jī)械效率越高例 3某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”

6、的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第 1、2、3 次實(shí)驗(yàn)的裝置分別如圖 712 中的甲、乙、丙所示圖 712次數(shù)次數(shù)鉤碼重鉤碼重G G/N/N鉤碼上鉤碼上升升的高度的高度h h/m/m有用功有用功W W 有用有用/J/J測(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)的拉力的拉力F F/N/N測(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)移的動(dòng)移的動(dòng)距離距離s s/m/m總功總功W W 總總/J/J機(jī)械效機(jī)械效率率120.10.20.90.30.2774.1%240.10.41.60.30.4884.3%340.10.41.10.50.55(1)比較第 1 次實(shí)驗(yàn)和第 2 次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率_(2)填寫實(shí)驗(yàn) 3 中的

7、機(jī)械效率，比較第 2 次實(shí)驗(yàn)和第 3 次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率_(3)如果繩重不計(jì)，摩擦不計(jì)，丙圖中鉤碼重為 4 N 時(shí)，測(cè)力計(jì)的拉力為 1 N，那么當(dāng)鉤碼重為 9 N 時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率是_思路點(diǎn)撥：(1)使用相同的滑輪組提升不同質(zhì)量的鉤碼時(shí)，滑輪組做的額外功相同，提升的鉤碼越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高(2)實(shí)驗(yàn) 3 中，0.4 J0.55 J72.7%.使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，滑輪組做的有用功相同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組做的額外功越多，機(jī)械效率越低(3)當(dāng)丙圖中鉤碼重 4 N 時(shí)，G 輪5FG5 N4 N1

8、 N，當(dāng)鉤碼重 9 N Gh 9N時(shí)， GhG 輪 h 9 N1 N90%.【答案】(1)越高(2)72.7%越低(3)90%4物體在恒力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，P 考點(diǎn) 3功率1相同時(shí)間內(nèi)，做功多的功率大2做功相同時(shí)，用時(shí)多的功率小注意：功、功率和機(jī)械效率之間沒有必然的聯(lián)系，做功多，功率不一定大；功率大，機(jī)械效率不一定高W Fst tFv.例 4(2011 年沈陽(yáng))舉重是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)體育項(xiàng)目一位身高 180 cm 的運(yùn)動(dòng)員和一位身高 160 cm 的運(yùn)動(dòng)員，在挺舉項(xiàng)目中用相同時(shí)間把同樣重的杠鈴舉起，如果他們對(duì)杠鈴所做的功分別為 W1 和 W2，功率分別為 P1 和 P2，則下列關(guān)系式正確的是(

9、)BAW1W2，P1P2CW1W2，P1P2BW1W2，P1P2DW1W2，P1P2思路點(diǎn)撥：相同時(shí)間內(nèi)，做功多的功率大功率P 208.3W.例 5(2012 年泉州)質(zhì)量為 50 kg 的何勇同學(xué)，在一次爬桿比賽中，用 12 s 爬到了 5 m 高的桿頂(1)何勇受到的重力是多少？(2)何勇在爬桿過程中做了多少功？功率多大？思路點(diǎn)撥：要看清楚是求功還是求功率，兩者不能混淆【答案】解：(1)何勇受到的重力為Gmg50 kg10 N/kg500 N.(2)何勇做功 WGh500 N5 m2 500 JW 2 500 Jt 12 s1(2012 年廣州)圖 713 的剪刀剪紙的機(jī)械效率為 80%，

10、這表示()DA若動(dòng)力是 1 N，則阻力是 0.8 NB若阻力是 1 N，則動(dòng)力是 0.8 NC若動(dòng)力做功 1 J，則有 0.2 J 的功用于剪紙D若動(dòng)力做功 1 J，則有 0.8 J 的功用于剪紙2(2012 年茂名)如圖 714 所示，工人通過滑輪組使重 600 N 的箱子以 0.4 m/s 的速度從地面升到 12 m 高的五樓上求：(1)若箱子平放時(shí)與樓板的接觸面積為 0.15m2，箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)為多大？(2)工人吊起箱子的過程中做的有用功是多少？(3)若滑輪組的機(jī)械效率為 80%，則工人做功的功率為多少？600 N0.15 m2 300 W.W 有用W 總箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)為 p (3)

11、箱子上升所用的時(shí)間為 t 根據(jù)W有用 7.2103 JW總 9103 J【答案】解：(1)箱子對(duì)樓板的壓力為 FG600 NFS4103 Pa.(2)工人對(duì)箱子做的有用功為W有用Gh600 N12 m7.2103 J.h 12 mv 0.4 m/s30 s.得拉力做的總功 W 總 80%9103 J拉力的功率為 Pt 30 s3(2011 年廣州)用圖 715 甲、乙兩種方式勻速提升重為 100 N 的物體，已知滑輪重 20 N、繩重和摩擦力不計(jì)則()D圖 715A手的拉力：F 甲F 乙；機(jī)械效率：甲乙B手的拉力：F 甲F 乙；機(jī)械效率：甲乙C手的拉力：F 甲F 乙；機(jī)械效率：甲乙D手的拉力：F 甲F 乙；機(jī)械效率：甲乙4(2011 年廣東)在水平地面上，工人用 100 N 的水平推力推動(dòng)重 150 N 的箱子，4 s 內(nèi)前進(jìn)了 6 m，在這個(gè)過程中，木箱所受的重力對(duì)木箱做的功為_J；工人對(duì)木箱做的功為_J；箱子運(yùn)動(dòng)的平均速度為_m/s.圖 71606001.55(2010 年肇慶)如圖 716 所示，動(dòng)滑輪的重量是 G0，物體的重量是 G(GG0)，提升距離仍是 h，此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為1，則1