機(jī)械效率和功率

1、本周 課題教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求感知記憶理解掌握應(yīng)用功功率1、功率的定義2、功率的定義式V（二）3、機(jī)械效率V、重點(diǎn)難點(diǎn)分析（一）正確理解功率的概念1. 功率是表示物體做功快慢的物理量。功率和功是兩個(gè)不同的 概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。功 率大，表示單位時(shí)間內(nèi)做功多。2. 功率由物體所做的功和完成這個(gè)功所用的時(shí)間兩個(gè)因素決糊定。從公式 '可知，相同的時(shí)間內(nèi)做功多的，功率大；做相同 的功，所用時(shí)間少的，功率大。3. 因?yàn)閃 = FS，所以心樸。物體在拉力F的 作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功 率等于力與物體速度的乘積。在功率 P 一定時(shí)，力

2、F與速度v成 反比。當(dāng)汽車上坡時(shí)，司機(jī)采取換檔的辦法，減小速度，以獲得較 大的牽引力。（二）正確理解機(jī)械效率的概念1. 機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的物理量。使用機(jī)械做功時(shí)，需要 弄清哪部分功是需要而又必須做的功，哪部分功是不需要而又不 得不做的功。我們把人們需要的，無論采取哪種方法都必須做的功 叫有用功；雖不需要但又不得不做的功叫額外功。利用機(jī)械做功時(shí)， 不可避免地存在摩擦，機(jī)械自重等方面的原因，因此額外功是不可 避免的。在使用不同的機(jī)械做相同的有用功時(shí)， 我們希望額外功越 少越好，有用功與總功越接近越好，為了反映不同機(jī)械的這種差別， 通常用有用功占總功的百分比表示。當(dāng)這個(gè)百分比越大，這個(gè)機(jī)械 的

3、性能越好。在物理學(xué)中，用機(jī)械效率來表示。2.有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率。則 要注意：a理。在理解上還需任何機(jī)械的機(jī)械效率總小于1。因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣?2) 機(jī)械效率沒有單位，一般用百分比來表示(3) 機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素決定。當(dāng)總功一定時(shí)，機(jī)械所做的有用功越多或額外功越少，機(jī) 械效率就越咼。當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少或額外功越少，機(jī) 械效率就越咼。當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多或有用功越多， 有用 功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高。所以，在分析機(jī)械效率的高低時(shí)，不能只看一個(gè)因素，要 全面進(jìn)行分析。(4) 提高機(jī)械效率的辦法：通常是減少額外功；在無法減小額外

4、 功的情況下，采用增大有用功來提高機(jī)械效率。 例如，在用滑輪組 提高重物時(shí)：GhGh +陣1 1 為提高機(jī)械效率可以采取增加提升物重的辦法來實(shí)現(xiàn)。(三) 在實(shí)際問題中，如何判斷有用功，額外功和總功禾用機(jī)械工作的時(shí)候，對(duì)人們有用的功叫做有用功，如果使用機(jī)械做功的目的是使物重為 G的物體升高h(yuǎn)，那么提高物重所 做的功就是有用功，這時(shí) W有用=G h。如果使用機(jī)械讓物體在水 平面上移動(dòng)，那么，物體與水平面間的摩擦力 f所做的功就是這時(shí) 的有用功，W有用=f So綜上所述，要判斷有用功，就要首先判斷 有用的力是什么，這個(gè)力做的功就是有用功。額外功是機(jī)械克服阻力所做的功。例如，用滑輪組升高物 體時(shí)，克服

5、物體重力所做的功是有用功，但又不得不克服動(dòng)滑輪的 重力以及滑輪跟軸之間的摩擦力做的功，這些功為額外功。（四）正確理解功、功率、機(jī)械效率1. 功、功率是兩個(gè)不同的概念。功的多少是由力和在這個(gè)力的 方向上移動(dòng)的距離的乘積決定的 W=F S求得的是力對(duì)物體做功 的多少。功率是表示力對(duì)物體做功的快慢，它是由做功的多少和所 需時(shí)間長短兩個(gè)因素決定的，功率大表示做功快，即在做相同的功 所用時(shí)間少，或是在相同的時(shí)間內(nèi)做功多，做功多的機(jī)械不一定功 率大，反之做功少的機(jī)械功率不一定小，還要看另一個(gè)決定因素 時(shí)間。2. 功率和機(jī)械效率是不同的概念功率是表示物體做功快慢的物理量，機(jī)械效率是有用功與總功 的比值，它們

6、分別表示機(jī)械的不同性能，兩者之間沒有必然的聯(lián)系， 功率大的機(jī)械做功快，但機(jī)械效率不一定高。反之，機(jī)械效率很高 的機(jī)械不一定做功快。例1、關(guān)于功率，以下說法正確的是（）A. 機(jī)械做功多，它的功率就一定大B. 機(jī)械做功快，它的功率就一定大C. 機(jī)械做功時(shí)間短，它的功率就一定大D. 做相同的功，所用時(shí)間少，功率就一定大分析與解 ：分析本題的正確答案，關(guān)鍵弄懂功率的概念， 功率是描述做功快慢的物理量， 所以做功快，說明它的功率一定大， 則 B 的選項(xiàng)是正確的，做功多，并不等于功率大，因?yàn)樗鼪]有給 出時(shí)間的關(guān)系，所以 A 的選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。當(dāng)做功一定時(shí)，所用的時(shí)間越短，它的功率就一定大，但 C 答案中沒有

7、確定的條件，所 以也是錯(cuò)誤的， 若在相同功的條件下， 所用的時(shí)間越少， 功率就一 定大，本題的正確選項(xiàng)是： B、D例 2、關(guān)于機(jī)械效率，下列說法正確的是（ ）A. 有用功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高B. 額外功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低C. 總功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低D. 有用功與總功的比值越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高分析與解 ：機(jī)械效率的高低是由有用功，總功兩個(gè)因素決 定的，若只分析一個(gè)因素的大小， 是不能判斷機(jī)械效率高低。 選項(xiàng)A、B要在總功一定的前提條件下，才是正確的。選項(xiàng) C要在有用 功或額外功一定的前提條件下，才是正確的，選項(xiàng) A、 B、 C 只說 出影響機(jī)械效率高低的一個(gè)因素，因此

8、無法確定機(jī)械效率的高低。 正確答案是“ D”。例 3、采取下列措施，可以提高機(jī)械效率的是（ ）A.有用功一定，增大總功B.總功一定，增大額外功C.有用功一定，減小額外功D.額外功一定，減小總功分析與解：因?yàn)榭偣κ怯杏霉εc額外功之和，機(jī)械效率是 有用功在總功中所占的比值，所以提高機(jī)械效率的辦法應(yīng)當(dāng)是有用 功一定時(shí)，減小額外功，這樣有用功在總功中所占的比值就增大，機(jī)械效率就得到了提高。正確答案是 C。例4、同一臺(tái)水泵抽水，在10分鐘里能把一個(gè)距水面20米高，容積是15米3的水池裝滿，這臺(tái)水泵的功率至少是多少千瓦？（ g取10牛/千克）分析與解：要求P，需要知道 W和t。題目中已給出時(shí)間t，但功W沒

9、有直接給出，但可以通過水泵“把一個(gè)距水面 20米高，容積15米3的水池裝滿”這一條件求出。因?yàn)椋荷陞`姑姍卜州12千克/米弓彳1榊天巾牛/jp克*|i帥M牛答：水泵的功率至少為5千瓦例5、如 右圖所示，在滑輪組的作用下，物體A沿水平地面以0.2米/秒的速度前進(jìn)了 2米，已知物體A重為300牛，拉力F的功率為12瓦,不計(jì)繩和滑輪重，求拉力F的大小。分析與解：這是一道利用滑輪組在水平方向克服物體與水平地面間摩擦力做功的問題，知識(shí)的綜合性比較強(qiáng)。在解題過程中要 明確，在拉力F拉動(dòng)滑輪做功的同時(shí)動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體 A克服物體A與水平地面的摩擦力做功，這是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)做功過程。其中。拉力F做功的功率解法一：

10、拉力F拉動(dòng)滑輪所用的時(shí)間等于動(dòng)滑輪拉物體 A的時(shí)-廠=3 a2m = 6m0.間S= 3S1口 a7 xio|16m=20解法二：由公式P=Fv求出。物體A運(yùn)動(dòng)的速度為0.2m/s，拉力F拉繩的速度為0.6m/s例6、在測定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，裝置如下圖所示，每只滑輪重0.6牛頓，每只鉤碼重2牛頓，彈簧秤的量程為2.5牛頓，在實(shí)驗(yàn)中，勻速拉繩子時(shí)，彈簧秤實(shí) 際示數(shù)為2.5牛頓，若鉤碼升高10厘米，那么總功等于多 大？有用功多大？滑輪組的機(jī)械效率多大？分析與解：利用此裝置做功的過程中，提升重物做的功為有用功；拉力F所做的功為總功，W有與W總的比值就為機(jī)械效率因?yàn)?n = 3，貝U S=nh

11、=3 X 0.1 米=0.3 米達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1使用機(jī)械工作的過程， 跟的比值叫做機(jī)械效率。2. 機(jī)械效率總于1。3. 功率是表示程度的物理量。里完成的功，叫做功率。4. 功的單位是，功率的單位是 。5. 利用一個(gè)動(dòng)滑輪將重140牛的物體勻速提高了 3米，設(shè)動(dòng)滑輪重 10牛，繩重和摩擦不計(jì)，則利用動(dòng)滑輪做的有用功是 焦，額 外功是 焦，此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 。6. 有甲、乙兩臺(tái)機(jī)器，甲做功是乙的 2倍，但乙所用時(shí)間是甲的1/4，比較甲、乙兩機(jī)器的功率，貝U P甲:P乙是（）A. 3 : 2 B. 2 : 3 C. 1 : 2 D. 1 : 37. 某水泵的功率是5千瓦，用這臺(tái)水泵1小時(shí)能把多少米3的水抽到30米高的水塔上去？ （ g=10牛/千克）、拔高訓(xùn)練1.在圖所示的裝置中，重30牛的物體A在水平力F的作用下，以0.1米/秒 的速度在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)彈簧秤的示數(shù)是2牛。求1物 體A受到的摩擦力24秒鐘內(nèi)拉力所做的功；3拉力的功率。2.用如圖右所示的滑輪組提升重物，物重為 G = 85牛， 動(dòng)滑輪重20牛（繩重，摩擦不計(jì)）1使重物勻速上升2米，拉力F=牛，額外功 W額外