《第一部分 第七单元 功和机械能 第1讲 功 功率 机械效率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一部分 第七单元 功和机械能 第1讲 功 功率 机械效率（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七单元 功和机械能 第1讲 功 功率 机械效率 1 理解功包含两个必要因素 2 理解功的公式 功的计算和单位 3 了解功的原理 4 理解功率的物理意义 计算和单位 5 理解有用功和总功 知道额外功 理解机械效率 能测 机械效率 6 了解提高机械效率的途径和意义 一 功 距离 1 做功 物体在力的方向上移动了 就说这个力做了功 2 做功的两个必要因素 一个是作用在物体上的 另一个是物体在这个力的方向上 3 功的计算 力 移动的距离 1 功的定义 在物理学中 把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功 2 功的定义式 W Fs 4 功的单位 简称焦 符号是 1J 1N m 焦耳 J 距离 力 省功
2、 5 功的原理 人们使用机械时 省力必然费 省距离必然费 也就是使用任何机械都不 二 机械效率及各种功1 有用功 1 定义 对人们有用的功 一般指克服物体重力做的功 2 计算公式 W有用 Gh mgh 2 额外功 1 定义 一般指人对动滑轮 绳子及克服摩擦力做的功 2 计算公式 W额外 W总 W有用 3 总功 1 定义 有用功和额外功之和 一般拉力做的功为总功 2 计算公式 W总 Fs 4 机械效率 1 定义 有用功跟总功的比值 2 公式 100 3 任何机械的机械效率都小于100 Fnh 三 功率 单位时间内 1 定义 物体在 所做的功 叫功率 2 公式 P Wt 3 单位 简称瓦 符号是W
3、 其他单位 千瓦 符号是kW 瓦特 单位换算 1W 1J s 1kW 103W 4 推导式 当物体在力F的作用下 以速度v做匀速直线 时 F与v成 Fv 反比 考点1 功 1 不做功的三种情况 1 物体受力的作用 但没有移动 如小明用力搬石头没搬动 2 物体不受力的作用 由于惯性移动了一段距离 如足球飞出后 人对足球无作用力 对足球不做功 3 物体受力作用 也移动了 但移动的距离与力的方向垂直 如提水时水平前进 人对水桶不做功 2 功的计算 1 使用W Fs计算功时 一定要考虑清楚哪一段距离s是 在这个力F的方向上移动的距离 2 计算时单位必须统一 例1 2011年广安 在下列的四种情境中 人
4、对物体做功 的是 B A 提着水桶在水平地面上匀速前进B 扛着米袋慢慢爬上楼梯C 用力推汽车 汽车没动D 举着杠铃原地不动思路点拨 判断物体是否做功 关键是看物体在力的方向上有没有移动距离 例2 如图7 1 1所示 已知物体A和B质量相等 A在粗糙的水平地面 B在光滑的斜面 现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离s 则F对物体做的功 B 图7 1 1 A 对A做的功多C 对B做的功多 B 对A和B做功一样多D 条件不足 无法确定 思路点拨 由功的定义式W Fs知 功等于力与在力的方向移动的距离的乘积 考点2 机械效率测量滑轮组的机械效率 1 实验原理 W有用W总 GhF拉s
5、2 要测量的量 钩码重G 钩码提升的高度h 拉力F拉 绳的自由端移动的距离s 3 实验器材 钩码 铁架台 滑轮 细线 刻度尺 弹簧测力计 4 实验结论 影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的质量 物体的质量 滑轮和绳子间的摩擦 5 实验拓展 1 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高 目的是保证弹簧测力计的示数不变 2 提升同一重物 动滑轮越多的滑轮组 机械效率越低 3 同一滑轮组 提升的重物越重 机械效率越大 械效率与绳子的股数n无关 W有用Gh 1 计算式 斜面的机械效率 W总Fs 2 影响因素 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 3 提升同一重物时 斜面坡度越大 越不省力 机械效率越高 例3 某实验小
6、组在 测定滑轮组的机械效率 的实验中得到的数据如下表所示 第1 2 3次实验的装置分别如图7 1 2中的甲 乙 丙所示 图7 1 2 1 比较第1次实验和第2次实验 可得结论 使用同样的滑轮组 提起的钩码越重 滑轮组的机械效率 2 填写实验3中的机械效率 比较第2次实验和第3次实验 可得结论 使用不同的滑轮组提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 滑轮组的机械效率 3 如果绳重不计 摩擦不计 丙图中钩码重为4N时 测力计的拉力为1N 那么当钩码重为9N时 该滑轮组的机械效率是 思路点拨 1 使用相同的滑轮组提升不同质量的钩码时 滑轮组做的额外功相同 提升的钩码越重 做的有用功越多 机械效率越高 2
7、 实验3中 0 4J0 55J 72 7 使用不同的滑 轮组提升相同的重物时 滑轮组做的有用功相同 动滑轮的个数越多 滑轮组做的额外功越多 机械效率越低 3 当丙图中钩码重4N时 G轮 5F G 5N 4N 1N 当钩码重9N G h9N时 G h G轮h9N 1N 90 答案 1 越高 2 72 7 越低 3 90 4 物体在恒力作用下做匀速直线运动时 P 考点3 功率 1 相同时间内 做功多的功率大 2 做功相同时 用时多的功率小 注意 功 功率和机械效率之间没有必然的联系 做功多 功率不一定大 功率大 机械效率不一定高 WF stt Fv 例4 2011年沈阳 举重是我国的优势体育项目
8、一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员 在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起 如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2 功率分别为P1和P2 则下列关系式正确的是 B A W1 W2 P1 P2C W1 W2 P1 P2 B W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 思路点拨 相同时间内 做功多的功率大 功率P 208 3W 例5 2012年泉州 质量为50kg的何勇同学 在一次爬 杆比赛中 用12s爬到了5m高的杆顶 1 何勇受到的重力是多少 2 何勇在爬杆过程中做了多少功 功率多大 思路点拨 要看清楚是求功还是求功率 两者不能混淆 答案 解 1 何勇受到的重力为G
9、 mg 50kg 10N kg 500N 2 何勇做功W Gh 500N 5m 2500J W2500J t12s 1 2012年广州 图7 1 3的剪刀剪纸的机械效率为80 这表示 D A 若动力是1N 则阻力是0 8NB 若阻力是1N 则动力是0 8NC 若动力做功1J 则有0 2J的功用于剪纸D 若动力做功1J 则有0 8J的功用于剪纸 2 2012年茂名 如图7 1 4所示 工人通过滑轮组使重600N的箱子以0 4m s的速度从地面升到12m高的五楼上 求 1 若箱子平放时与楼板的接触面积为0 15 m2 箱子对楼板的压强为多大 2 工人吊起箱子的过程中做的有用功是多 少 3 若滑轮组
10、的机械效率为80 则工人做 功的功率为多少 600N0 15m2 300W W有用W总 箱子对楼板的压强为p 3 箱子上升所用的时间为t 根据 W有用7 2 103J W总9 103J 答案 解 1 箱子对楼板的压力为F G 600N FS 4 103Pa 2 工人对箱子做的有用功为W有用 Gh 600N 12m 7 2 103J h12mv0 4m s 30s 得 拉力做的总功W总 80 9 103J 拉力的功率为P t30s 3 2011年广州 用图7 1 5甲 乙两种方式匀速提升重为100N的物体 已知滑轮重20N 绳重和摩擦力不计 则 D 图7 1 5A 手的拉力 F甲 F乙 机械效率 甲 乙B 手的拉力 F甲 F乙 机械效率 甲 乙C 手的拉力 F甲 F乙 机械效率 甲 乙D 手的拉力 F甲 F乙 机械效率 甲 乙 4 2011年广东 在水平地面上 工人用100N的水平推力推动重150N的箱子 4s内前进了6m 在这个过程中 木箱所受的重力对木箱做的功为 J 工人对木箱做的功为 J 箱子运动的平均速度为 m s 图7 1 6 0 600 1 5 5 2010年肇庆 如图7 1 6所示 动滑轮的重量是G0 物体的重量是G GG0 提升距离仍是h 此时动滑轮的机械效率为 1 则 1 填 或 Gh G2F
