機(jī)械功、功率

1、4.2機(jī)械功一、功1、定義：一個(gè)力作用在物體上，且物體沿力的方向通過(guò)了一段距離，物理學(xué)上稱(chēng)這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn)稱(chēng)做了功。2、機(jī)械功的兩個(gè) 必要因素：(1) 作用在物體上的力；(2) 物體在力的方向上通過(guò)的距離。必要！ 一個(gè)都不能少！3 、認(rèn)識(shí)幾種不做功的情況：(1)有力，但是在力的方向上通過(guò)的距離為零一一勞而無(wú)功；(2) 有距離，但是在運(yùn)動(dòng)方向上物理沒(méi)有力的作用-慣性一一不勞無(wú)功;(3) 有力，也有距離，但是力和運(yùn)動(dòng)方向是相互垂直的垂直無(wú)功；例：判斷下列情況中，人有沒(méi)有對(duì)所帶的皮箱做功：a) 人用力提放在地上的皮箱，但是沒(méi)有提起。b) 人再次用力，把皮箱提起c) 人用力提著皮箱站在原地不

2、動(dòng)d) 人把箱子放在電梯上，一起隨電梯上升e) 人提著箱子在水平路面上勻速前進(jìn)了50mf) 人提著箱子上樓4、功的大小計(jì)算功的計(jì)算公式 W=Fs ( s必須是在力F的方向上移動(dòng)的距離)；單位：焦耳 應(yīng)用功的公式注意：分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力； 公式中S 一定是在力的方向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。例1 :關(guān)于功的概念，下列說(shuō)法中正確的是()A 力對(duì)物體做功多，說(shuō)明物體的位移一定大B 力對(duì)物體做功少，說(shuō)明物體的受力一定小C 力對(duì)物體不做功，說(shuō)明物體一定無(wú)位移D 功的大小是由力的大小和物體在力的方向上的位移的大小確定的例2： 一個(gè)人先后用同樣大小的力 F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面

3、、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離系說(shuō)法正確的是(S (如圖所示)，該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為)W、W、W3,關(guān)于它們之間的大小關(guān)A. W1v W& W3 B. W1v W2=W3 C. W仁 W2=W3 D. W仁WM W3例3:放學(xué)后，某同學(xué)背著重40N的書(shū)包沿水平路面走了 200m又登上大約每層高3m的四樓才回到家，則他在回家的過(guò)程中對(duì)書(shū)包所做的功約為多少、功率5樓就不例1 : 一位同學(xué)提著書(shū)包從1樓提到5樓，一次快跑，一次慢走，他發(fā)現(xiàn)快跑時(shí)會(huì)氣喘吁吁，慢走到會(huì)感覺(jué)很累。那么他兩次提力所做的功一樣嗎？為什么兩次做功相同，產(chǎn)生的效果卻不同呢？例2:在建筑工地上，利用吊機(jī)

4、或者人工將一大堆磚頭從地上搬到五樓，你會(huì)選用什么方法？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的看法。這里就涉及到做功的快慢。那么如何比較做功的快慢呢？和比較物體運(yùn)動(dòng)快慢一樣，比較物體做功快慢有兩種方法：a. 做相同的功，比較所用時(shí)間的多少。時(shí)間越少，做功越快b. 相同的時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少。做功越多，做功就越快c. 如果做功的多少和所用時(shí)間都不同，就比較單位時(shí)間內(nèi)所做功的多少 。單位時(shí)間內(nèi)做功越多。 做功就越快。為了比較物體運(yùn)動(dòng)快慢，我們引入了速度的概念，為了比較物體做功的快慢，我們引入功率的概念1、功率定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功2、物理意義：表示做功快慢的物理量。3、 公式：定義成 F=I亠W F SS演變 KP= =

5、V t說(shuō)明：式有極大的用處，但由于書(shū)本沒(méi)出現(xiàn)，被絕大多數(shù)同學(xué)忽視，它的含義是某力F產(chǎn)生的功率P等于力F與F的速度V的乘積。4、 單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦， W 常用單位 kW 1 kw= 1000W1w=1J/s ，表示1秒鐘內(nèi)所做的功為1J。比較運(yùn)動(dòng)的快慢比較做功的快慢比 較 方 法1.通過(guò)相同的路程比較運(yùn)動(dòng)時(shí)間2.相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)比較路程比 較 方 法1完成相同的功比較所用的時(shí)間2相冋的時(shí)間內(nèi)比較做功的多少速 度物理意義：表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢功 率物理意義：表示物體做功的快慢定義：物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路 程的多少定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體做功的多少程s公式：速度=路程 (v=-) 時(shí)間t功W公式：功率(

6、P=) 時(shí)間t思考：做功多的物體，功率一定大嗎?功率小的物體，做功一定慢嗎?例1下列說(shuō)法中正確的是（）A、做功多的機(jī)器，功率就一定大B、功率大的機(jī)器，做功就一定多C、完成相同的功，耗時(shí)多的機(jī)器功率大D、功率大的機(jī)器做功快例2:人在3S內(nèi)做功150J，求人的功率？例3:起重機(jī)以0.1m/ s的速度，將一重為 4000N的重物勻速提高 5m,起重機(jī)做功的功率是多少Kw ?例4:重力50牛頓的物體，在10牛頓的水平拉力的作用下，以0.2米/秒的速度沿水平面勻速前進(jìn)4米，則拉力做功為焦耳。拉力做功的功率為 瓦特。例5: 臺(tái)功率為2kw的機(jī)器，在1min內(nèi)能做 J 的功。一臺(tái)機(jī)器在2min內(nèi)能將5000

7、N的物體舉高60m, 那么它的功率為例6:抽水機(jī)每秒鐘能把20kg水抽到15m高處，它30s所做的功是 J ,該抽水機(jī)的功率為w ,合 kW 。（g 取 10N/kg）例7：王強(qiáng)同學(xué)用20N的水平拉力，經(jīng)5s把一個(gè)重100N的物體沿水平方向勻速拉動(dòng)了10m,則此物體的速度為m/s，在這段時(shí)間中拉力做功J,拉力做功的功率是W。例8: 一臺(tái)機(jī)器的功率是 750 W，它表示的意思是：（）A.這臺(tái)機(jī)器1分鐘做的功是750 WB.這臺(tái)機(jī)器1分鐘做的功是750 JC.這臺(tái)機(jī)器1秒鐘做的功是750 JD.這臺(tái)機(jī)器1秒鐘做的功是750 W例9:甲、乙兩個(gè)同學(xué)體重相同，都從一樓上到三樓甲走得慢，乙走得快，比較作

8、功大小是W甲W乙，比較功大小是P甲P乙。例10:如圖所示，放在水平桌面上重為G = 4N的木塊，在F = 3N的水平拉力作用下，5s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了 2m，在這個(gè)過(guò)程中，重力G對(duì)物體做的功為 J,拉力F對(duì)物體做的功為 J,拉力F做功的功率為 W。-1例11:甲用力推一輛小車(chē)，經(jīng)過(guò) 3分鐘小車(chē)在力的方向上前進(jìn)了50米，乙用同樣大小的力推另一輛小車(chē)，經(jīng)過(guò)6分鐘小車(chē)在力的方向上前進(jìn)了相同的距離，那么：（）A、甲和乙做的功一樣多B、甲做的功多C、乙做的功多D、乙的功率是甲的功率的兩倍。例12:為了增強(qiáng)體能，全班同學(xué)進(jìn)行爬樓梯訓(xùn)練。體重500N的小剛在10s內(nèi)連續(xù)爬樓梯的總高度為7m。一選擇題：1、 下列關(guān)于功

9、率的說(shuō)法正確的是（）A.功率大的機(jī)械比功率小的機(jī)械做功一定多B.功率大的機(jī)械比功率小的機(jī)械做功一定少C.功率大的機(jī)械工作時(shí)所用的時(shí)間一定少D.功率大的機(jī)械工作時(shí)做功一定快2、質(zhì)量相同的兩個(gè)人，沿同一路線(xiàn)登上一個(gè)小山頭，一個(gè)人是快速跑上去的，另一個(gè)人是慢慢走上去的，那 么（）A兩人登山所做的功相同，功率也相同.B 兩人登山所做的功不相同，但功率相同.C.兩個(gè)登山所做的功相同，但功率不同.D .兩個(gè)登山所做的功不相同，功率也不同.3、 李明同學(xué)快速地由一樓跑到三樓的過(guò)程中，他的功率與下列哪個(gè)值最相近（）A. 5WB.50WC.500WD.5000W4、 暑假中，明明和爸爸到花果山去游玩，同時(shí)他們進(jìn)

10、行了爬山比賽，已知明明和爸爸的體重之比為2 3,從山底分別沿兩條不同的路線(xiàn)爬上同一山頂所用的時(shí)間之比是3 4，則明明和爸爸爬山的功率之比為（）A . 2: 3 B. 1 : 2 C. 9: 8 D . 8: 95、 某中學(xué)舉行首屆跑樓梯比賽，共有20名選手進(jìn)入決賽。若要測(cè)量參賽者的功率大小， 需測(cè)出的物理量是（）A登樓所用的時(shí)間B. 參賽者的體重，所登樓層的高度C. 參賽者的體重，所登樓層的高度以及登樓所用的時(shí)間D. 參賽者的體重，所登樓層的高度，登樓所用的時(shí)間以及參賽者通過(guò)的路程6、 甲、乙兩同學(xué)進(jìn)行爬桿比賽.爬到桿頂時(shí)，甲用了9s,乙用了 10s，甲、乙兩人質(zhì)量之比是 5: 6，則他們 爬

11、竿的功率之比 P甲：P乙等于（）.A. 3: 4 B. 4: 3 C. 25: 27 D . 27: 25二、計(jì)算題起重機(jī)把一個(gè)質(zhì)量為 0.5t的工件在15s內(nèi)提升了 6m，取g = 10N/kg。求：（1）起重機(jī)對(duì)工件所做的功；（2）起重機(jī)提升工件的功率。三、功的原理：做功的兩個(gè)必要因素是什么？作用在物體上的力；物體在力的方向上通過(guò)的距離。簡(jiǎn)單機(jī)械的作用是什么？省力 省距離 改變力的方向那么使用簡(jiǎn)單機(jī)械可以省力，或者省距離，能省功嗎？我們來(lái)看一下，要把重物運(yùn)到高處，有哪些方法？用手直接把物體提上去用杠桿把物體提上去用動(dòng)滑輪或者滑輪組把物體提上去1內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。2、說(shuō)明：對(duì)于理想機(jī)械而言，使用機(jī)械做功等于直接用手所做的功對(duì)于實(shí)際機(jī)械而言，使用機(jī)械做功大于直接用手做的功。摩擦力/機(jī)械重力等3、不省功的原因是什么？因?yàn)槭×Φ臋C(jī)械必定費(fèi)距離，省距離的機(jī)械一定費(fèi)力，而功=力x距離，省了多少力，必定費(fèi)多少距離,所以力x距離不變，因此不能省功。4、 既然任何機(jī)械都不能省功，但人們王司馬還要使用機(jī)械呢？ 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任