功与机械效率

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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,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()。

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