功和机械效率教案

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1、1功和机械效率教案功和机械效率教案一、功：一、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。 （原因是足球靠惯性飞出） 。3、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。 公式：W=FS4、功的单位：焦耳，1J= 1Nm 。 把两个鸡蛋举高 1m ，做的功大约是 1 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力；公式中 S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的

2、单位“焦” （牛米 = 焦） ，不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦” ）单位搞混。6、功的原理内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。7、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。 我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（

3、FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）8、应用：斜面 理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理； 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。如果斜面与物体间的摩擦为 f ，则：FL=fL+Gh；这样 F 做功就大于直接对物体做功 Gh 。二、功率：二、功率：1、定义：单位时间里完成的功2、物理意义：表示做功快慢的物理量。3、公式： = Fv4、单位：主单位 W 常用单位 kW mW 马力 换算：1kW=103W 1mW=106 W 1 马力=735W某小轿车功率 66kW，它表示：小轿车s 内做功 66000J PW t=25、测量人体输出功率

4、的计算式是： 。人骑自行车的功率约为 W。人正常爬楼的功率约为 W。反映机械输出功率的计算式是： ，汽车爬坡时减小速度是为了增加 。6、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，即所做的总功中有多大比例的有用功。三、机械效率：三、机械效率：1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总斜面：W有用= Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=f L3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：

5、W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL4、机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。 公式： 斜 面： 定滑轮：动滑轮：滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为 60%表 示有用功占总功的 60% 。 提高机械效率的方法：（1）增加 ，即使用同一滑轮组，在条件许可的情况下，尽可能多提重物。 （2）减少 ，即使用不同的滑轮组提相同的重物，尽可能少用动滑轮，尽量减少摩擦。同一滑轮组时， （1）若不同的绕线方式，_， （2）增加钩码重，则 _， （3）重物提升高度变大，_。 （4）若减少摩擦、减轻动滑轮的重，则 _。 （5）不同

6、的滑轮组， 一般 _。 注：注：机械效率与功率的区别 功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率 高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高, 如内燃机车的功率是 4210W,但它的效率只有 3040%；而机械效率高的机械,它的功率不 一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达 80%,但功率只有几瓦. 机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高. W有用 W总 =Gh FL=Gh FS=Gh Fh=G F=Gh FS=Gh F2h=G 2F=Gh FS=Gh Fnh=G nF=35、机械效

7、率的测量： 原 理： 应测物理量：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：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 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。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A 动滑轮越重，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。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。典型例题精析典型例题精析 题型题型 面向全体、双基巩固面向全体、双基巩固 例 1 用同一滑轮组分别把 100N 和 200N 的重物匀速提高 5m，如果两种

8、情况下的额外 功相等，则( ). A.所做的总功不相等B.所做的有用功不相等 C.两次的机械效率相等D.用于拉绳子的力两次相等 解析：匀速提高物体时，有用功 W有=Gh，因为物重不同，所以两次用于拉绳子的力以 及有用功必然不相等.在额外功一定的情况下，有用功越多，则有用功在总功中所占的比例 也必然会增大，所以机械效率也就不会相同. 答案：B 注意注意 尽管是同一个滑轮组，但它们的机械效率却并不相同，要注意理解. 例 2 不计摩擦，将一动滑轮改为定滑轮来提高重物，这样一定能( ). A.提高机械效率B.提高功率C.改变用力方向D.节省力 解析：使用定滑轮提高重物，只能改变力的方向，但不能省力；用

9、动滑轮提高重物时， 尽管省力，但要克服动滑轮的重力多做额外功，所以效率会很低.功率是反映做功快慢的， 它的大小由做功的人来决定.如果慢慢地提高重物，则功率会很低，反之若很快地提起重物， 则功率也会提高.所以 B、D 是错误的. 答案：AC 评注：若将定滑轮改为动滑轮使用，省力了但效率却降低，意味着效率高低与省力多 少没有关系. 例 3 （2004广东省）用图 9-6-1 所示的滑轮组将重为 G 的物体匀速提升 h，绳子移 动的距离为 ；所做的有用功为 ；设所用的拉力为 F，则该滑轮组的机 械效率为 .W有用 W总 =Gh FS=4分析：动滑轮上有三股绳子，重物 G 上升 h，则绳子自由端移动的

10、距离为 3h，有用功为 W有=Gh.拉力 F 所做的功为 W总=Fs=3Fh，机械效率为=.FG FhGh WW33总有51以下事例中，重力做功的是 ( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动 2下列各种情况中做功的是( ) .用竖直向上的力提水桶在水平面行走 .用水平力推重物在水平地面上行走 .运动员举高 1800 牛的杠铃坚持 10 秒钟 .水球重 50 牛，沿光滑水平面运动 10 米 3用三种方法来提升同一个重物：a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高 h ；b.沿光滑斜面将 重物提高 h；c.用手直接将重物提

11、高 h.其中做功大小是：( ) .a 方式做功最少 .b 方式做功最少 .c 方式做功最少 .三种方式做功一样多 3汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是 （ ） A汽车的牵引力为零 B汽车所受的摩擦力为零 C汽车牵引力所做的功为零 D汽车所受的合力为零 4某学生用 40 牛的力将重 60 牛的铅球抛出 5 米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅 球所做的功是：( ) 200 焦 300 焦 0 焦 500 焦 5重 50N 的重物，在 10N 水平力的作用下，沿水平方向移动了 5m，那么重力对重物做 的功是 ( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对 6教学大楼每层楼

12、高为m，小明提着一重为 50的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再 沿三楼水平走廊走了m 进入课室，从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为( ) 0 J 300 J 450 J 500 J 7当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器 （ ） A.做功多 B . 做功少 C . 做功快 D . 做功慢 8下面说法中正确的是( ) A.浸没在水中的物体，密度越大，受到的浮力越小 B.既省力又省距离的机械是不存在的 C.机械的功率越小，做功越小 D.一块冰熔化成水后，体积、密度、质量和比热容均发生变化 9登楼梯比赛时，某同学从底楼匀速登上五楼，共用了 12s，该同学登楼时克服重力做功 的功率最接

13、近于( ) A500W B100W C50W D10W 610一个质量为 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. 1200W B. 10W C. 12W D. 120W 11一吊车在 2s 内将 1500N 的货物提高 2m 后，在空中停留了 3s，又在 5s 内沿水平方 向将货物移送了 10m,则 10s 内吊车的功率为（ ） A300W B2000W C3000W D1500W 12 “五一“假期，小林和爸爸一起去登红山，小林用了 15min 登到山顶，爸爸用了 20min

14、登上了山顶，爸爸的体重是小林的 1.5 倍，则小林与爸爸的登山功率之比为（ ） A98 B89 C12 D21 13甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为 31,则甲、乙两台机 器的( ) A. 做功之比为 11,受到的牵引力之比为 31 B. 做功之比为 11,受到的牵引力之比为 11 C. 做功之比为 11,受到的牵引力之比为 13 D. 做功之比为 13,受到的牵引力之比为 31 14分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一物体匀速提升到同一高度,其中机械效率最高的 是( ) A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.无法确定 15甲、乙两个机械，甲的机械效率是 70%，乙的机械效率是 50%，则( ) .甲机械做功省力 .甲机械做功快 .甲机械做功多 .以上说法都不对 16下列关于机械效率的说法中，正确的是( ) A.越省力的机械，其机械效率越高 B.做的有用功越多，机械效率越高 C.做的总功越少，机械效率越高 D.额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高 17用同一个滑轮组来测挂不同钩码时的机械效率，下述结论正确的是( ) .钩码较重的一次机械效率较高 .钩码较轻的一次机械效率较高 .两次机械效率是一样的 .机械效率与提升高度有关 18一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与 改进