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1、第十二讲功功率机械功率 常考点一 功 常考点二 功率 常考点三 机械效率 重点摘要 第十二讲功功率机械功率 常考点一功 1 功的定义 物理学中 把力与物体在力的方向上通过的距离叫做功 2 做功的两个必要因素 一是作用在物体上的 二是物体在的方向上移动的 帮你归纳 力不做功的三种情况 1 有力作用在物体上 但物体没有移动距离 2 有力作用在物体上 物体虽然移动了距离 但移动的距离不是在力的方向上 与力的方向垂直 3 物体由于惯性而移动距离 前两种情况有力无功 即 劳而无功 第三种情况中 有移动距离但没有力 即 不劳无功 力 力 距离 3 功的计算 功等于跟物体在力的方向上通过的的乘积 公式 W
2、4 功的单位 1J 1N m 5 感觉功的大小 把一个鸡蛋举高1m所做的功大约是0 5J 6 功的原理 使用机械时 人们所做的功都等于不使用机械直接用手所做的功 即使用任何机械都不省功 帮你归纳 应用功的公式时 1 分清哪个力对物体做功 计算时F就是这个力 2 公式中的s一定是在力的方向上通过的距离 强调对应关系 3 功的单位 J 1N m 1J 不要与力和力臂的乘积单位 N m 不能写成J 混淆 4 做功的多少由W Fs决定 与物体做匀速运动还是变速运动无关 力 距离 Fs 焦耳 J 常考点二功率 1 功率 与之比叫做功率 它是表示做功的物理量 2 公式P 其单位有 还可以推导出公式 由公式
3、可知 当功率一定时 减小速度 可以增大牵引力 如汽车上坡等 功 做功所用时间 快慢 瓦特 W 千瓦 kW 3 测功率 如爬山 上楼梯等 原理 需测的物理量有 易错警示 功率是表示物体做功快慢的物理量 不表示做功的多少 比较功率的大小时不能只看做功的多少或做功时间的长短 功率和功是两个不同的概念 做功多 不一定做功快 反之 做功快 不一定做功多 功率的公式是指在t时间内的平均功率 而不是某一时刻的瞬时功率 人的体重 上升高度 所用时间 常考点三机械效率 1 有用功 2 总功 3 额外功 4 机械效率 表达式 帮你归纳 1 任何机械的机械效率都小于1 机械效率只是一个比值 没有单位 2 机械效率一
4、般用百分数表示 3 机械效率与功率不同 机械效率是有用功在总功中的比值 而功率是反映做功快慢的物理量 为达到目的必须做的功 利用机械时对机械所做的功 不需要但又必须做的功 有用功与总功的比值 典例1 功 功率的计算 例1 2014江西 17 小生同学用100N的推力推动重500N的木箱 使木箱沿推力方向做匀速直线运动 10s内前进了6m 求 小生同学对木箱所做的功和功率 解析 小生同学对木箱所做的功 功率答 小生同学对木箱所做的功和功率分别是600J和60W 方法点拨 知道小生同学用的推力和木箱沿推力方向移动的距离 利用W Fs可求小生同学对木箱所做的功 再根据即可求出功率 典例2 机械效率的
5、计算 例2建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m 所用的手拉力为300N 则该工人所做的有用功为J 总功为J 该滑轮组的机械效率是 若用该装置提升500N的重物 此时滑轮组的机械效率将选填 变大 变小 或 不变 例2图 1200 1800 66 7 变大 解析 本题考查了滑轮组机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率大小的因素 知道提升重物所做的功是有用功 拉力所做的功是总功是解题的关键 有用功 总功 机械效率 由可知 动滑轮重力不变 只增大物重G 滑轮组的机械效率 会变大 学生随堂巩固 1 要测量小明通过楼梯上楼时的功率 不需要测量的是 A 身体质量B 通过的楼梯高度C 通过的路
6、程D 上楼所用的时间 解析 测人上楼的功率与人通过的路程无关 只与人的体重 人上楼的时间以及人上楼的高度有关 C 2 教材拓展题 如图所示 以下实例所列举的几个力中 没有对物体做功的是 A 小车在推力作用下向前运动了一段距离B 物体在绳子拉力作用下升高了一段距离C 石头未搬动D 船在水的作用下前进一段距离 c 3 一个重为2N的皮球从10m高处下落3m的过程中 重力对它所做的功为 A 20JB 6JC 14JD 26J 解析 重力对它所做的功W Gh 2N 3m 6J 故选B B 4 教材拓展题 如图 小丽和爷爷进行爬楼比赛 他们同时从一楼出发 爬到五楼 结果小丽最先到达 已知小丽的体重比爷爷
7、的体重小 下列说法正确的是 A 爬到五楼时 小丽做的功比爷爷做的功多B 爬到五楼时 爷爷做的功比小丽做的功多C 小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大D 爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大 解析 小丽的体重比爷爷的体重小 爬到五楼时 高度相同 由W Gh可知 爷爷做的功比小丽做的功多 故A错误 B正确 爷爷做的功比小丽做的功多 但爷爷用的时间比小丽长 由可知 爷爷做功的功率与小丽做功的功率无法比较 故CD错误 第4题图 B 5 下列关于机械效率的说法正确的是 A 机械效率不可能达到100 B 随着科学技术的发展 机械效率可能会大于100 C 滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D 杠杆的机
8、械效率一定大于动滑轮的机械效率 解析 科技无论怎么发展 机械元件之间摩擦都不能消除 机械效率不可能达到100 更不会大于100 故A正确 B错误 滑轮组的机械效率 动滑轮的机械效率 杠杆的机械效率高低 跟机械的重 提起物体的重 摩擦 绳重等有关 在这些不能确定的情况下不能确定哪种机械的机械效率更大一些 故CD错误 故选A A 6 工人站在地面上 用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处 使用定滑轮的优点是 若不计绳重和摩擦 匀速吊运所需的拉力是N 若匀速吊运时的实际拉力是300N 则工人所做的有用功是 定滑轮的机械效率是g取10N kg 解析 物体重力 定滑轮的实质是个等臂杠杆 使用定滑轮的目
9、的是可以改变施力方向 但不能省力 所以若不计绳重和摩擦 匀速吊运所需的拉力是 若匀速吊运时的实际拉力是300N 改变施力方向 270 2700 90 实验强化过关 实验一探究滑轮组的机械效率 命题角度 1 实验过程中如何拉动弹簧测力计 2 弹簧测力计的读数 3 控制变量法的应用 4 补充表格数据 5 有用功 总功 机械效率的计算 6 分析数据总结结论 例1 2014成都 27 小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验 1 他们按照如图所示的顺序进行实验 其中甲 乙实验用的是同一滑轮组 在实验过程中 应拉动弹簧测力计 匀速 2 他们记录的数据如表所示 丙实验中滑轮组的机械效率为 50 3 对比分
10、析实验甲 乙 可得出 同一滑轮组 提升的钩码 机械效率越高 越重 例1图 解析 1 在实验操作中应匀速拉动弹簧测力计 这样弹簧测力计处于平衡状态 弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小 2 丙实验中滑轮组的机械效率 3 分析甲 乙的实验数据可知 两次使用同一滑轮组 第二次比第一次提升的钩码重 机械效率高 即同一滑轮组 提升的钩码越重 机械效率越高 实验二探究斜面的机械效率 命题角度 1 弹簧测力计运动情况 2 控制变量法的应用 3 机械效率的计算 4 分析数据 总结结论 例2 2014曲靖 22 小红在 探究斜面的机械效率与哪些因素有关 的活动中 提出了以下猜想 A 斜面的机械效率可能与物体的重力
11、有关 B 斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关 例2图 为了验证自己的猜想 小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究 记录数据如表 1 在实验过程中 应沿斜面向上拉动木块 2 第 次实验中斜面的机械效率 3 对比实验 的数据可以用来验证猜想 对比 两次实验数据 可初步得出的结论是 匀速 60 A 斜面的机械率与斜面的倾斜程度有关 解析 1 只有物体做匀速直线运动时 受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小 2 第 次实验斜面的机械效率 3 对比实验 数据 控制的是斜面的斜面倾角 改变的是物体的重力 因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系 即验证的是猜想A 对比实验 数据 控制的是物体的重力 改变的是斜面的倾角 且倾角越大效率越高 故可得结论 在其他条件相同时 斜面倾角越大 机械效率越高
