功和功率-機械效率講義

<功和功率>機械效率考點復(fù)習考點1、功：1、力學(xué)里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS4、功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。5、應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（?！っ?焦），不要和力和力臂的乘積（?！っ祝荒軐懗伞敖埂保﹩挝桓慊?。考點2、功的原理：1、內(nèi)容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。2、說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。②功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。④我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵從功的原理；③理想斜面公式：FL=Gh其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh?？键c3、功率：1、定義：單位時間里完成的功2、物理意義：表示做功快慢的物理量。3、公式：4、單位：主單位W常用單位kWmW馬力換算：1kW=103W1mW=106W1馬力=735W某小轎車功率66kW，它表示：小轎車１s內(nèi)做功66000J考點4、機械效率：１、有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總斜面：W有用=Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）斜面：W額=fL3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η斜面：W總=fL+Gh=FLη=ηη=η=η===η===η===②公式：斜面：定滑輪：動滑輪：滑輪組③有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。通常用百分數(shù)表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。④提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。ηη==①原理：②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。⑤結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。B提升重物越重，做的有用功相對就多。C摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。6、機械效率和功率的區(qū)別：功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。中考鏈接一、選擇題1、下列關(guān)于做功和功率的說法中正確的是（）A、有力作用在物體上，力一定對物體做功 B、物體對外做功越多，功率就越大C、在光滑水平面上做勻速直線運動的物體，功率為零 D、物體受到的作用力越大，力對物體做功就越多2、如圖是甲、乙兩臺機器所做的功與時間的函數(shù)關(guān)系圖象，由圖可知，甲機器的功率P甲與乙機器的功率P乙相比是（） A、P甲＞P乙 B、P甲＜P乙C、P甲=P乙 D、條件不足無法判斷3、無論是人做功，還是利用機械做功，都有做功快與慢的問題．如圖所示的兩位同學(xué)將相同的重物均從一樓搬運到三樓，所用的時間不同．從圖中提供的信息，小紅歸納了以下說法，正確的是（）A、物體做功越多，做功越快 B、物體做功時間越短，做功越快C、做相同的功，比較時間，時間越少，做功越快 D、時間相同，比較做功的多少，做功越多，做功越快4、今年國慶節(jié)舉行了一次登紫金山比賽．體重相同的小明和小剛兩人從太平門沿同一路線登上紫金山，小明是快跑上去的，而小剛是慢跑上去的，則（）A、兩人登山做的功相同，功率也相同 B、小明登山所做功比小剛多，但功率小C、兩人登山做的功相同，但功率不同 D、小明登山所做功比小剛少，但功率大5、如圖所示，一瀑布的落差（瀑布頂端和底端的高度差）約為100m．在0.1s內(nèi)有18kg的水流過瀑布頂端，經(jīng)過4.5s落到瀑布底端．質(zhì)量為18kg的這些水從頂端落到底端的過程中，重力的功率約為（） A、4×102W B、4×103WC、1.8×104W D、1.8×105W6、甲、乙兩同學(xué)推桌子時，做一樣多的功，甲用了3min，乙用了2min，則甲、乙做功的功率大小關(guān)系是：（） A、P甲＜P乙 B、P甲＞P乙C、P甲=P乙 D、無法確定7、用滑輪組分別以不同速度勻速提升重物A，作用在滑輪組繩子自由端的拉力均為F，如圖所示，不計繩重和摩擦．當拉力F的功率為P1時，重物A以速度v1勻速上升h所用的時間為t1；當拉力F的功率為P2時，重物A以速度為v2勻速上升h所用時間為t2；當拉力F的功率為P1+P2時，重物A以速度v1勻速上升h所用的時間為（） A、 B、C、t1+t2 D、t1+t28、如圖所示，用滑輪組提升重物時，重200N的物體在5s內(nèi)勻速上升了1m．已知拉繩子的力F為120N，如果不計繩重及摩擦，則提升重物的過程中（） A、繩子自由端被拉下3m B、動滑輪重20N C、滑輪組的機械效率是83.3% D、拉力F的功率是40W9、用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的重物勻速提升相同的高度．若不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（） A、繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機械效率相同 B、繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機械效率不同 C、繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功相等 D、繩子自由端移動的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功不相等10、兩個完全相同的滑輪，分別以圖中兩種方式，將重為G的物體以相同的速度勻速豎直提升了10m，不計繩重和摩擦，以下判斷正確的是（） A、甲的機械效率大于乙的機械效率 B、甲的機械效率小于乙的機械效率 C、F1和F2做的功相等 D、F1做的功大于F2做的功11、如圖重為G的物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面的底部移到頂部，設(shè)斜面長為s，高為h，拉力為F，物體受到的摩擦力為f．則斜面的機械效率為（） A、Gh/Fs B、Gh/（F﹣f）sC、Gh/（F+f）s D、Gh/fs12、利用如圖所示的動滑輪將重為G的物體勻速地拉上斜面，設(shè)斜面長為L，高為h，滑輪的重力及摩擦力均不計，根據(jù)功的原理，則拉力為（） A、 B、C、 D、13、如圖所示，斜面長L，高h，現(xiàn)在用力F沿斜面把質(zhì)量為m的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，已知物體與斜面的摩擦力為f，則計算斜面機械效率的表達式可寫為（） A、η= B、η=C、η= D、η=14、一個重為G的物體分別沿如圖所示的左右兩個斜面，被推上同一個平臺，如果沿兩個斜面推動物體時所受摩擦力一樣大，那么兩個斜面相比（） A、用左斜面省力少，機械效率比右高 B、用右斜面省力多，機械效率比左高 C、兩個斜面做的有用功一樣，效率也一樣 D、條件不足，無法判斷15、通過測量滑輪組機械效率的實驗，可得出下列各措施中能提高機械效率的是（） A、增加動滑輪，減小拉力 B、改用質(zhì)量小的動滑輪 C、減少提升高度，減少做功 D、增加提升重物重力，增大有用功16、同學(xué)們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時提出了下列假設(shè)：（1）滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關(guān)；（2）滑輪組機械效率高低可能與被物重有關(guān)；（3）滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關(guān)；（4）滑輪組機械效率高低可能與與承重繩子段數(shù)有關(guān)．然后一位同學(xué)設(shè)計了如圖所示的兩個滑輪組，進行對比實驗來驗證提出的假設(shè)，則該實驗驗證的假設(shè)是（） A、（1） B、（2）C、（3） D、（4）17、用同一滑輪組提升同一重物，第一次將重物提高h米．第二次將重物提高2h米．不考慮摩擦，比較兩次實驗滑輪組的機械效率，則（） A、第二次有用功是第一次的2倍，因為機械效率增大一倍 B、第二次總功是第一次的2倍，因此機械效率減為一半 C、第二次提升動滑輪做的額外功增大一倍，所以機械效率減為一半 D、兩次實驗滑輪組機械效率相同18、如圖所示，在探究“斜面的機械效率”的實驗中，以下說法正確的是（）A、用彈簧測力計沿斜面向上拉木塊時，應(yīng)盡量勻速B、斜面的傾斜程度影響斜面的機械效率C、木塊與斜面間的摩擦對斜面的機械效率沒有影響D、斜面的傾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小二、填空題1、物理學(xué)中，常用新的物理量對不同事物進行比較，比如要比較物體運動的快慢，需要引入速度；要比較做功的快慢，需要引入_________；要比較壓力的作用效果，需要引入_________．2、_________叫機械效率．某機械在使用時機械效率為75%，則這機械使用時W有用：W額外=_________，額外功占總功的_________．3、提高滑輪組機械效率的方法是_________，_________，重物提升的高度變大，則機械效率_________（填“變大”、“變小”、“不變”）4、在水平地面上，工人用100N的水平推力推動重150N的箱子，4s內(nèi)前進了6m，在這個過程中，木箱所受重力對木箱做功為＿＿＿J；工人對木箱做功為＿＿＿J；箱子運動的平均速度為＿＿＿m/s5、如圖所示，裝修工人用滑輪組把重為300N的貨物在25s內(nèi)勻速提高到10m高的樓上，所用拉力為125N，則工人做功的功率為_________W，該滑輪組的機械效率是_________．6、某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，當它在水平路面上以v=36km／h的速度勻速行駛時，驅(qū)動電機的輸入電壓U=300V，電流I=50A．在此行駛狀態(tài)下，驅(qū)動電機的輸入功率是W；若驅(qū)動電機能夠?qū)⑤斎牍β实?0％轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進的機械功率，則汽車所受阻力為N．三、實驗題1、某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持0點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2回答下列問題：（1）杠桿機械效率的表達式為η=_________．（用已知或測量的物理量符號表示）（2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是：_________．（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）．2、在“探究有哪些因素影響滑輪組的機械效率”的實驗中，某小組利用圖所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如下表所示。（1）前三次實驗中，_______次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應(yīng)當剔除。（2）四次實驗中，有用功是__________J，總功是___________J，滑輪組的機械效率為_____________。（3）根據(jù)以上信息，請判斷：該小組設(shè)計這四次實驗的目的是為了探究滑輪組的機械效率與_____________________________是否有關(guān)。3、在“探究動滑輪的機械效率”時，某小組利用自重不同的兩個動滑輪進行了如圖所示的三次測量，數(shù)據(jù)記錄如下：實驗序號鉤碼重/N動滑輪重/N拉力/N鉤碼上升的高度/m測力計移動的距離/m有用功/J總功/J機械效率/%①40.52.30.20.40.80.9287.0②40.92.50.20.40.81.080.0③60.53.30.20.4（a）（b）（c）①①次②次③次（1）完成表格中3次數(shù)據(jù)（a）（b）（c）處的計算，填在下面的橫線上：（a）；（b）；（c）．（2）通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)（選填實驗序號），可知動滑輪的機械效率與動滑輪的自重（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．（3）小明認為“同一個機械，它的機械效率是一個定值”，通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)（選填實驗序號），可知他的觀點是的（選填“正確”或“錯誤”）．四、計算題1、如圖所示，某建筑工地用電動機和滑輪組把建筑材料從地面提升到工作平臺上．已知建筑材料的質(zhì)量m=360kg，用t=20s的時間把建筑材料勻逮提升了h=4m，滑輪組的機械效率為90%，g取10N/Kg．求這段時間內(nèi)（1）建筑材料上升的速度V；（2）電動機對繩子的拉力F；（3）電動機拉繩子的功率P．2、今年6月以來我國南方普降大雨，多地發(fā)生泥石流，一塊巨石滾到了公路上，搶修人員正在用如圖所示的裝置將石頭拖離公路．若石頭的重為1.2×104N，與地面的接觸面積為0.2m2，石頭在水平路面上被勻速直線拉動，10s內(nèi)繩子自由端沿水平方向勻速直線移動了3m，石頭受到的摩擦阻力為3.6×103N，繩子自由端的位力為1500N．求：（1）石頭靜止在水平地面上時，對地面的壓強．（2）繩子自由端拉力的功率．（3）滑輪組的機械效率．3、某以汽油為燃料的觀光汽車沿該盤山公路（盤山公路近似處理為斜面）以36Km/h的速度勻速行駛，經(jīng)過15min從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9.2×103N．該汽車的效率為30%，汽油熱值q=4.6×107J/Kg，求：（1）汽車上山時牽引力的功率為多大？（2）汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油？4、在大型場館和高樓建設(shè)工地上，常用起重機吊起建材．起重機掉吊臂上的滑輪組是由一個動滑輪和兩個定滑輪組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，鋼絲繩拉力F由電動機提供，大小為2×104N，起重機在60s內(nèi)將重為5.4×104N的建材勻速提高了12m．試求：（1）建材上升的速度是多少？（2）滑輪組的機械效率是多大？（3）說一說提高滑輪組機械效率的方法．（需要說出一條就可以）力學(xué)30題1.下列說法中正確的是（）A.機械效率越高，機械做功一定越快B.做功越多的機械，機械效率一定越高C.功率越大的機械，機械效率一定越D.做功越快的機械，功率一定越大2.用一動滑輪將重物勻速提升2m，人對繩子的自由端所用力是40N，不計滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是（）A.80N，80J B.80N，160JC.40N，160J D.40N，80J3.用動滑輪、定滑輪、滑輪組分別提升一重物，在不計摩擦的情況下，機械效率最高的機械是（）A.動滑輪 B.滑輪組C.定滑輪 D.都一樣4.一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比較（）A.總功不變，有用功增加了B.總功不變，額外功減小了C.有用功不變，總功減小了D.以上說法都不對5.關(guān)于機械效率，下列說法正確的是()A機械效率高的機械做功一定多B使用機械可以省力，省力越多，機械效率越高C沒有摩擦時，機械效率一定等于100%D做同樣的有用功，額外功越小，機械效率越高6.分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉升相同高度，做的有用功（）A．杠桿最多B．斜面最多C．滑輪組最多D．一樣多7.如圖所示，用此裝置拉一重為100N的重物，使其在地面上做勻速直線運動，若不計滑輪重和摩擦，所需拉力為8N，則物體與地面間的摩擦力為____N。實際此裝置的機械效率為80%，欲使物體以0.6m/s的速度沿水平地面前進，那么實際拉力為_____N，拉力在5s內(nèi)做的功為_____J。8.如圖所示，某工人用滑輪組往3m高的平臺上運沙土，已知沙土的質(zhì)量是40kg，袋子和動滑輪共重100N，不計繩重和摩擦。求：工人勻速拉動繩子時，所用的拉力是多大？此過程中工人做的有用功是多少？此滑輪組的機械效率是多大？9.如圖所示，用力F拉400N的物體在水平地面上做勻速直線運動，重物以10cm/s的速度移動，物體與地面間的摩擦力是物重的0.2倍，若不計滑輪的重及滑輪與繩的摩擦，則（1）彈簧秤的示數(shù)為多大？拉力的功率為多大？（2）若考慮滑輪的重及滑輪與繩的摩擦，實際拉繩子的力為32N，則滑輪組的機械效率為多大？10.如圖25所示是起重機的結(jié)構(gòu)示意圖。用它把質(zhì)量為2×103kg，底面積為1m2的貨箱G勻速提起。（取g（1）當貨箱靜止于水平地面時，它對地面的壓強是多少？（2）若把貨箱勻速吊起3m，起重機對貨箱做了多少功？（3）吊起貨箱時，為使起重機不傾倒，在它右邊加掛質(zhì)量為多大的鐵塊？已知：OA＝10m，OB＝5m。（設(shè)起重機所受重力的作用線恰好通過O點。）11.判斷：又省力又省距離的滑輪是沒有的。（）12.圖1中A是____滑輪。利用這樣的裝置把物體舉高，用力的方向應(yīng)向____（選填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物體，至少要用____牛的拉力。若要使物體上升2米，應(yīng)將繩的自由端拉動____米。13.使用滑輪組可以()A．省力又省距離B．可以省力，但不能改變力的方向

C．既可省力又可改變力的方向D．費了力但可以省距離14.如圖所示，裝置處于靜止狀態(tài)，不計滑輪和繩的重力，如果物體的重力為Gl和G2，那么G1與G2的關(guān)系是()A．G1=G2B．G1=2G2C．G1=G215.如圖所示裝置中，若拉力F=4N，則甲、乙兩彈簧的讀數(shù)分別為()A．8N，8NB.12N，8NC．8N，12ND．12N，12N16.如圖5所示甲、乙兩個裝置，已知A在地面上滑動時所受的摩擦力為40牛（不考慮繩與滑輪的摩擦）。要使A向右勻速滑動，拉力F甲與F乙的大小分別為()

A．40牛，20牛B．20牛，40牛

C．40牛，40牛D．20牛，20牛17.利用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組提起重600牛的物體，最小的拉力是（不計動滑輪重力及摩擦）()

A．600牛B．300牛C．200牛D．100牛18.如圖9所示，不計滑輪重與摩擦，物體A質(zhì)量為2千克，物體B質(zhì)量為5千克，體積為103厘米3。先用手握住A，待放手后()

A．物體B將沉到杯底B．物體B將停留在水面下任何地方

C．物體B將離開水面上升D．物體B最后浮在水面上19.（多選）如圖所示，某工人利用滑輪組提升礦井中重800N的物體A，當他所用的拉力F=500N時，物體A在10s內(nèi)勻速提升2m。若不計摩擦和繩重，下列說法中正確的是()A.滑輪組的機械效率為85%B.動滑輪的重力為200NC.拉力所做的額外功是1000JD.拉力的功率為200W20.右圖是用來提起貨物的簡單機械組合裝置，已知BO=2AO。若該裝置的機械效率是80%，當?shù)跗鹬貫?000N的貨物是，拉力F與貨物重G之比為。21.如圖所示，在拉力F的作用下，重80N的物塊A正以0.2m/s的速度在水平桌面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數(shù)為20N，該裝置的機械效率為80%，則A.2s內(nèi)，拉力F移動的距離為0.4mB.拉力F的大小為40NC.2s內(nèi)，彈簧測力計的拉力對物塊A所做的功6JD.拉力F做功的功率為5W22.利用如圖所示的甲、乙兩滑輪組，在相同的時間內(nèi)用大小相同的力F1、F2分別把質(zhì)量相等的重物提升到相同的高度，則錯誤的是（）A.力F1做功的功率大B.甲滑輪組的額外功較大C.乙滑輪組的機械效率高D甲、乙兩個滑輪組的總功相同23.一個質(zhì)量為65kg的工人，用圖所示的裝置提升一堆水泥磚。若動滑輪重50N裝水泥磚的托板重200N，每塊水泥磚重100N。不計摩擦和繩重，當工人勻速提升水泥磚時，此裝置的機械效率最高可達到__%(g取10N/kg)24.（多選）圖中定滑輪重2N，動滑輪重1N。物體A在拉力F=4N的作用下，1s內(nèi)沿豎直方向勻速升高了0.2m。不計繩重和軸摩擦，則以下計算結(jié)果正確的是A.繩子自由端移動速度為0.4m/sB.滑輪組的機械效率為87.5%C.天花板對滑輪組的拉力為10ND.滑輪組對物體A做功的功率為1.6W25.一個質(zhì)量為70kg的工人，用圖所示的裝置提升一堆相同的金屬塊。若動滑輪重50N，裝金屬塊的托板重100N，每塊金屬塊重100N。不計摩擦和繩重，當工人勻速提升金屬塊時，此裝置的機械效率最高可達到%。（g取10N/kg，結(jié)果保留整數(shù)）26.磅秤上有一個重1500N的木箱，小明站在地上，想用如圖29（甲）所示的滑輪組把這個木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒有提起，此時磅秤的示數(shù)為40kg。于是他改變滑輪組的繞繩方法如圖29（乙）所示，再去提這個木箱。當木箱勻速上升時，小明對