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1、功 功率 机械效率,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,力,移动了距离,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: (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:_.,WFs,4功的单位:_,简称焦,符号是_.1 J ,1 Nm.,焦耳,J,距离,力,不省功,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_ 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
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,叫做功率,2公式:_. 3单位:_,简称瓦,符号是 W.其他单位:千瓦,,符号是 kW.,瓦特,单位换算:1 W1 J/s,1 kW103 W. 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,
3、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 WFs 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:在下列的四种情境中,人对物体做功的是(,),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
4、功,关键是看物体在力的方向 上有没有移动距离 答案:B,例 2:如图 9-1-1 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(,),图 9-1-1,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 WFs 知,功等于力与在力的方,向移动的距离的乘积,答案:B,考点 2,机械效率 测量滑轮组的机械效率,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
5、、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,斜面的机械效率,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 9-1-2 中的甲、乙、丙所示,图 9-1-2,
6、(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 4 N 时,测 力计的拉力为 1 N,那么当钩码重为 9 N 时,该滑轮组的机械 效率是_,答案:(1)越高,(2)72.7% 越低,(3)90%,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,例 4:举重是我国的优势体育项目一位身高 180 cm 的 运动员
7、和一位身高 160 cm 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 (,),AW1W2,P1P2 CW1W2,P1P2,BW1W2,P1P2 DW1W2,P1P2,思路点拨:相同时间内,做功多的功率大 答案:B,思路点拨:要看清楚是求功还是求功率,两者不能混淆(1) 已知推力是 100 N,在推力的方向上小车前进了 10 m,利用公 式 WFs 代入数值计算即可;(2)已知推力做功用的时间是 5 s,,答案:300,30,例 5:(2013 年日照)粗糙水平面上有一个重为 100 N 的
8、,物体,用 10 N 的水平推力使其在 10 s 内运动 30 m,则推力做,的功为_J;推力的功率是_W.,1(2013 年佛山)如图 9-1-3 所示,A 物体在大小为 10 N 的 拉力 F 作用下,以 0.3 m/s 的速度向右匀速运动(不计滑轮与 细绳的摩擦及重力),若 A 物体与桌面间的摩擦力为 1 N,下列,说法错误的是(,),图 9-1-3,A拉力 F 做功的功率是 3 W BB 物体的质量是 2.7 kg,CB 物体上升的速度是 0.1 m/s,DA 物体运动 1 s 则 B 物体克服重力做功 3 J 答案:D,2(2013 年揭阳)如图 9-1-4 所示,某型号挖掘机的质量
9、 3000 kg,两履带与地面接触的总面积 1.5 m2.挖掘机在 6 s 内将装满 铲斗质量为 0.75 t 的泥石送到岸边,挖掘深度 H2 m如图乙 所示,取 g10 N/kg,求:,(1) 挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多,大?,(2)挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边,对泥土做功多,少?,(3)若发动机的总功率是 20 kW,挖泥过程中挖掘机的机械,效率多大?,图 9-1-4,3(2013 年广州)效率是 30%,水平叉臂面积为 1 m2 的电 动叉车(如图 9-1-5 甲),托着重量为 6000 N,底面积为 6 m2 的 货物(如图乙),5 s 内从 A 点匀速水平移动
10、到 B 点,再从 B 点匀 速竖直提升 10 s 到达 C 点,所用时间及各点间距离如丙图所示, 求:,(1)A 到 B 过程,货物对叉臂的压强,(2)A 到 C 过程,叉车对货物的支持力做的功 (3)B 到 C 过程,叉车对货物做功的功率 (4)B 到 C 过程,叉车消耗的电能,图 9-1-5,4(2012 年广州)图 9-1-6 的剪刀剪纸的机械效率为 80%,,这表示(,),D,图 9-1-6 A若动力是 1 N,则阻力是 0.8 N B若阻力是 1 N,则动力是 0.8 N C若动力做功 1 J,则有 0.2 J 的功用于剪纸 D若动力做功 1 J,则有 0.8 J 的功用于剪纸,5(
11、2012 年茂名)如图 9-1-7 所示,工人通过滑轮组使重 600 N 的箱子以 0.4 m/s 的速度从地面升到 12 m 高的五楼上求:,图 9-1-7,(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)若滑轮组的机械效率为 80%,则工人做功的功率为多 少?,6(2011 年广州)用图 9-1-8 甲、乙两种方式匀速提升重为,),100 N 的物体,已知滑轮重 20 N、绳重和摩擦力不计则( 图 9-1-8 A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,D,7(2011 年广东)在水平地面上,工人用 100 N 的水平推力 推动重 150 N 的箱子,4 s 内前进了 6 m,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.,答案:0,600,1.5,