功与机械效率.docx

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1、功与机械效率一、知识要点1. 功（W）：作用在物体上的 力，使物体在 力的方向上通过一段距离，就说这个力做了机 械功。做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力:二是物体在力的方向上通过的一段距离。不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。2. 功的计算：力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的单位：焦耳J、（N - m）, 1J= 1Nm。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0. 5J。计算公式：W = FS功的计算公式应用：A. 计算功要找到做功的力F和与力相对应的距离SB. 计算求功W： W = FS, W求力F： F =SW求距离S： S =F3. 机械功原

2、理机械功原理：使用任何机械都不省功。使用机械可以省力或者省距离或者改变拉力力的方向，但不能省功（不能 既省力又省距离）。说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省 距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可 以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。应用：斜面，杠杆，滑轮，滑轮组 理想斜面遵从机械功原理： 理想斜面公式：FL=Gh，其中:F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度4. 比较做功

3、快慢的方法：做相同的功，比较 时间 的多少：相同的时间，比较做功的多少。5. 功率（P）功率：表示做功快慢的物理量功率：单位时间内做的功叫做功率单位：瓦特W、（J/S）、马力换算：1kW=103W 1mW=106 W 1 马力=735W6. 功率的计算：W公式：P tW公式应用 求功率P： P Fvt求功 W： W FS 或 W PtW 求时间t： tP功率意义：表示1s内做功多少J（例：风扇功率60W：风扇每1s能做功60J）测量功率a原理：姓名上楼高度h/m上楼时间t/s体重G/N上楼做的功W/J功率P/W、b测量工具： c记录表格：7. 有用功（W有用），额外功（W额外）和总功（W总）：

4、有用功（W有用）：需要的的、有价值的功（要达到目的所必需要做的功一对物体 做的功）。额外功（W额外）:没有利用价值，但又不得不做的功（克服摩擦力、阻力做的 功、克服机械自身重力做的功）。总功（W总）：动力 对机械总共所做的功。W一+%L）（总功=有用功+额外功：总功一定 不小于 有用功。8. 机械效率（n ）：,功的比值。机械效率:有用功与公式：门W用X10000总Gh ?= 斜面： FL_Gh _ Gh _ G动滑轮：乃F2h 2F_Gh_Gh_G_ 定滑轮：FR孩FGh Gh G 7=滑轮组：显琳商关于机械效率的理解： 机械效率没有单位，用百分率表示。 机械效率总是 小于1 （因为W有用总

5、是 小于W总）。 机械效率是机械性能的重要指标：机械效率大表示做功时有用功占总功的比例大。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。9. 测滑轮组的机械效率n原理：门=有用 X 100% =X 100%Fs总要测量的数据：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。器材：滑轮组、重物、细线、弹簧测力计、刻度尺、铁架台步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。记录表格：次+数*物重4G物体升高高度+ hAnQ滑轮组对物体做功+W丰.好拉加FZNq缱子自由端移动距蔑+动力做功4W好机械效率+A9舞44444影响机械效率大小的因素：A、动滑轮

6、越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。提高机械效率的方法： 增加有用功 减小额外功10. 机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢， 即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即有用功在所做的总功中地比例。二、知识应用与例题讲解例1某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10皿后停下来，这个 人对球所做的功为（）A. 0JB. 200J C. 150JD.条件不足，无法计算例2举重运动员在比赛时，第一阶段把杠铃拿起并举过头顶，第二阶段使杠铃在空气 中静止3s。关于运

7、动员对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（）A. 在第一阶段内做了功B. 在第二阶段内做了功C. 在两个阶段内一直都在做功D. 在两个阶段内一直都没有做功例3 一名举重运动员在3s内把质量为100kg的杠铃举高1. 8m，则此过程中该运动员做 功的功率是W。（g取10N/kg）例4甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的距离之比s甲：s乙=2： 1，那么（）A. 两辆汽车的牵引力F甲：F乙=1： 2B.两辆汽车的牵引力F甲：F乙=2： 1C.两辆汽车做的功之比W甲：W乙=1： 2 D.两辆汽车做的功之比W甲：W乙=2： 1 例5在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前

8、进了 10m (图1 甲)，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？； rBJi圈i例6某人用100N的水平拉力，将500N的物体在水平地面上匀速移动8m，拉力做了 多少功？若他用100N顿的力竖直向上提此重物，他对物体做多少功？例7高出水面30m处有一个容积是50m3的水箱，要用一台离心式水泵抽水给水箱，1h能把水箱充满即可。这台水泵的功率至少是多少千W？(取g = 10N/千克)例8重2540N的货物。如图2所示，滑轮组把它提升1.7m。若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则：汗(1) 绳端拉力F是多少N？卜不(2) 绳端移动的距离是多少m？Q（3）若考

9、虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800N,滑轮组的机械效率是多少?三、课堂练习1、图1所示四种情景中，人对物体做了功的是（）2、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球， 30m.在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（推而不动球离脚后在水平草地上向前滚动了A. 3000J B. 500JC. 150JD. 0J3、一位同学沿教学大楼的楼梯匀速登高了 3m,该同学登楼做的功最接近（）A. 15000JB.1500JC.150JD.15J4、 甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，这说明（）A. 甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对5、

10、甲、乙两台机器的输出功率不变，做功的多少随时间变化的图像如图2所示，则甲、乙两台机器的输出功率的大小相比（）A. 甲的大B. 乙的大C. 二者相等D. 无法确定6、关于机械效率，下列说法正确的是（）图2A. 有用功越大，机械的效率就越高B. 额外功越大，机械的效率就越低C.总功越大，机械的效率就越低D .有用功与总功的比值越大，机械的械效率就越高7、如图所示，一个质量为50kg的人，在10s内连续向上跳12个台阶，已知 每个台阶的高度为0.2m，则这个人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）A. 1200WB. 10WC. 12WD. 120W8、如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有

11、关说法错误的是A. 在a到b的过程中，运动员对铅球做了功，。b ooB. 在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功气 C. 在c到d的过程中，没有力对铅球做功D. 在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化9、斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是A. 甲方法不可以省力，但能省功B. 甲方法可以省力，也能省功C. 乙方法可以省力，但不能省功D. 乙方法可以省力，也能省功10、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是茜 羊A.甲图中的拉力

12、等于乙图中的拉力/b.甲图中的拉力小于乙图中的拉力JL, VC. 甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率甲乙|D. 甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率| （J11、 如图3所示，有一重为10 N的物体，沿着长为2 m，高为1 m的光滑斜面自顶端滑下，重力做的功为J.12、 小刚用力将一桶水从井里提上来，他对做的功是有用im功，他对 做的功是额外功。/777777777777777777777777/7图3作业A组1、下列说法中，正确的是（）A. 在相同的时间内做的功越多，机械效率越高B. 在相同的时间内做的功越多，功率就越大C. 功率大的机器，机械效率一定高D. 功率大的机器，做的功一定多2、

13、在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得75kg以上级举重金牌， 她的挺举成绩是165kg .她在挺举过程中对杠杆做的功大约为（）A. 3X102JB. 1X103JC. 3X103JD. 5X103J3、甲、乙两人沿同一竹竿进行爬竿比赛，甲从地面爬到竿顶用了 16s，乙从地面爬到 竿顶用了 12s，已知甲、乙两人的体重之比为3： 4,则甲、乙两人爬竿的功率之比P :甲P乙为（）A. 4： 3B. 3： 4C. 16： 9D. 9： 164、 挖掘机挖土的速度往往很慢，这是为了（）A.保证挖土的质量B. 获得较大挖掘动力C. 可以节约燃料D.保证挖掘施工安全5、甲、乙两个集装箱

14、质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机()A.第一次做功多，功率大B. 第二次做功多，功率大6、7、C.两次做功一样多，功率一样大如图所示，一同学将两只鸡蛋举高1米，所做的功最接近于A. 0.01 J B. 0.1 J C. 1 J下列说法中正确的是A,机械效率越高，机械做功一定越快C.功率越大的机械做功一定越多D.两次做功一样多，第二次功率大D. 10 JB.D.做功越多的机械，机械效率一定越高 做功越快的机械，功率一定越大8、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则A. 甲做功较多

15、，功率较大B. 甲做功较多，功率较小C. 甲做功较多，甲、乙功率相等D. 甲、乙做功相等，乙的功率较大9、已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明()。A.甲做功比乙做功快B.甲做的有用功比乙做的有用功多C. 甲做的额外功比乙做的额外功少D.甲做的有用功，与总功的比值比乙大10、兰倩同学用500N的水平推力推着重为100N的箱子在水平地面上前进了 10m，则她对箱子做的功是J，重力对箱子的做的功是J11、某人用200N的水平推力，在0.5min内，将重1000N的物体沿水平面向前推动15m， 重力对物体做的功是 J，人对物体做的功是 J，人做功的功率是 W。12、将

16、重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端.已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，则推力做的总功是 J，推力做的有用功是 J，物体的重是N。13、一台起重机将货物匀速提高4m，所用的时间为15s，已知起重机的平均功率为3kW， 则起重机对货物做了多少功？货物有多重？14、李刚同学用水平拉力使重为100N的物体以0.5米/秒的速度沿直线匀速前进，已知 物体与地面间的摩擦力是20N，求：(1) 在1分钟内拉力对物体做了多少功？(2) 拉力的功率多大？15、一列火车以40m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9X103N,求这列火车行驶1min机车做了多少功？功

17、率多大？16、用图所示的动滑轮提升重物。若摩擦不计，动滑轮重为G=10N,物体被提升的高度是 h=5m(1)如果被提升的物体重为G=40N，求有用功、总功及机械效率；(2)如果被提 升的物体重为G=90N,求有用功、总功及机械效率。s注意一下，两种情况下的机械效率一样吗？1mJ17、如图甲所示，用F=10N的力，拉着物体在地面上匀速运 动，则物体与地面的摩擦力是多大？若物体向前移动1m，绳子要 拉过多少m？18、一台起重机将重3600N的货物提高4m，如果该起重机的机械效率是60%，求:起重机做的有用功是多少？总功是多少？额外功又是多少？作业B组1. 一木块重30N，在大小为10N的水平拉力作

18、用下，10s内沿水平地面匀速前进5m,则重力对 木块做的功是A. 0JB. 150J C. 50J D. 200J2. 下面关于功和功率的说法中正确的是()A. 做功越多，功率越大B. 做功的时间越短，功率就越大C. 在相同的时间内，做功越多，功率越大D. 做相同的功，用的时间越长，功率就越大3. 如图所示，在大小为500 N的拉力F作用下，滑轮组将800 N的重物提升了 l心才益m。在此过程中寸七A.做的有用功是500 JB.做的总功是800 JC.滑轮组的机械效率是62.5%D.滑轮组的机械效率是80%vP4. 如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀 囱 速

19、运动，此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2S内F所做的功分别为()| F*7=UaA、8N，32J B、16N，32J C、8N，64J D、16N，64J 上羿QZXJ二、计算题。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须写出数值和单位。5. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图13-10所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。 小明重600N，1min钟内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm。小明身体可视为杠杆， O为支点，A为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。求：(1) 地面对手的支持力；(2)

20、若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；(3) 1min钟内小明所做的功；(4) 小明做功的功率。图 13-106. 如图13-11所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：(1) 拉力所做的有用功；(2) 拉力所做的总功叽；总(3) 该滑轮组的机械效率n。图 13-11三、实验探究题。7. 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图13-12所示的同一滑轮组 分别做了三次实验，实验数据记录如下：（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。（2） 在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。（3） 从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机 械效率。（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与 有关（写出一种影响因素即可）。实验次数钩码重/N钩码上升的距离/cm13-1弹簧测力计的读数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率1280.82483.3%2451.515361090.9%