功與功率、簡單機(jī)

1、功與功率、簡單機(jī)械功和功率 1功的兩個必要條件：作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的_距離_，公式為：_WFs_，單位為_焦耳_，1 J_1_Nm。2功率是物體在_單位時間_內(nèi)所做的功，公式：_PW/t_，單位：_瓦特_，1 W1 J/s。3功率是表示物體_做功快慢_的物理量，不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。在進(jìn)行有關(guān)功與功率的計(jì)算時要注意單位的統(tǒng)一。【解析】力對物體做功的兩個條件：一是力，二是物體在力的方向上通過的距離。B選項(xiàng)，由于米袋在力的作用下，移動了距離，人對米袋做功；A選項(xiàng)舉著杠鈴原地不動，杠鈴沒有移動距離，所以人對杠鈴不做功；C選項(xiàng)提著水桶在水平地面上勻

2、速前進(jìn)，水桶移動方向和力的方向垂直，人對水桶不做功；D選項(xiàng)用300 N的力推汽車，汽車沒動，汽車沒有移動距離，人對汽車不做功。故選B。1(2014臨沂)下列事例中，人對物體做功的是( )A舉著杠鈴原地不動B扛著米袋慢慢登上樓梯C提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)D用300N的力推汽車，汽車沒動B 【解析】根據(jù)題意可知大人和小孩運(yùn)磚時的力相同，運(yùn)磚時的高度相同，根據(jù)公式WFS可知，大人和小孩對磚所做的功相同；大人運(yùn)磚用時10 S，小孩運(yùn)磚用時35 S，根據(jù)公式PW/T可知，大人對磚做功功率一定比小孩對磚做功的功率大。故選C。2(2014玉林)一個大人和一個小孩分別將5塊完全相同的磚運(yùn)到二樓，如圖所示，

3、這個過程中，下列說法正確的是( )A大人對磚做的功比小孩對磚做的功多B大人對磚做的功比小孩對磚做的功少C大人對磚做功的功率一定比小孩對磚做功的功率大D大人對磚做功的功率一定比小孩對磚做功的功率小C2(2014婁底)如圖是某運(yùn)動員在水平地面上做俯臥撐時的情景，她的重心在A點(diǎn)，體重為500 N，設(shè)地面對兩個手掌的支持力為F，在運(yùn)動員身體撐起的過程中( )A支持力F一定不做功 B支持力F一定做功C支持力F500 N D支持力F500 NB解：分析該題能看出，當(dāng)運(yùn)動員身體撐起的過程中，受到地面的支持力，該力的方向是向上的，且沿著向上的方向移動了一段距離，故支持力做了功；同時在上述過程中，人的腳與地面的

4、接觸點(diǎn)是支點(diǎn)，重力相當(dāng)于阻力，支持力相當(dāng)于動力，故此時的動力臂大于阻力臂，故此時動力應(yīng)該小于阻力，即支持力小于重力，即支持力F500N；故選B電梯的簡化模型如下圖甲所示?？紤]安全、舒適、省時等因素，電梯速度要經(jīng)過增大、不變和減小的過程，這一過程是通過改變拉力大小來實(shí)現(xiàn)的。某次上升過程中電梯所受拉力F隨上升高度h變化的圖像如圖乙所示。這個過程用時1分鐘，求這個過程中：(1)電梯上升的平均速度；(2)拉力做的功；(3)拉力做功的功率。杠桿的五要素與杠桿的分類： ：L1L2F1F2(動力動力阻力阻力)L1F2(動力動力阻力阻力)L1=L2F1=F2(動力動力=阻力阻力)分類：(2014鐵嶺)同學(xué)們的

5、文具盒里，有許多學(xué)習(xí)用品的使用屬于杠桿原理的應(yīng)用。例如：打開文具盒，將盒蓋上翻過程中，文具盒的盒蓋相當(dāng)于_(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿；用墨色水筆答題時，筆相當(dāng)于_(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿?！窘馕觥空页鲞@些日常用品中杠桿的“五要素”，即動力、動力臂、阻力、阻力臂、支點(diǎn)，從而根據(jù)杠桿分類的依據(jù)，判斷出文具中應(yīng)用的杠桿屬于哪一種類型。打開文具盒，將盒蓋上翻過程中，支點(diǎn)在一端，動力臂大于阻力臂，所以文具盒的盒蓋相當(dāng)于省力杠桿；用墨色水筆答題時，阻力在一端，動力臂小于阻力臂，筆相當(dāng)于費(fèi)力杠桿。省力費(fèi)力 如圖所示如圖所示,某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動?？蓪⑺暈橐荒惩瑢W(xué)在做俯臥撐運(yùn)動。可將他

6、視為一個杠桿。他的重心在個杠桿。他的重心在A點(diǎn)點(diǎn),重力為重力為500牛牛,那么他將身那么他將身體撐起，雙手對地面的壓力至少體撐起，雙手對地面的壓力至少 。若他在。若他在1分鐘內(nèi)做了分鐘內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4米，則他的功率至少為瓦。米，則他的功率至少為瓦。 300牛牛606(2014寧夏)如圖所示是列車上賣食品的手推車。當(dāng)前輪遇到障礙物時，售貨員就會豎直向下壓扶手，如圖甲所示，此時的支點(diǎn)在后輪C點(diǎn)；當(dāng)后輪遇到障礙物時，售貨員就會豎直向上提扶手，如圖乙所示。(1)請分別在圖甲和圖乙上畫出F1、F2對支點(diǎn)的力臂。(2)試說明哪種情況更省力，為

7、什么？(2)乙圖更省力。前后兩種情況，阻力、阻力臂一定，動力臂越長，越省力，乙圖中的動力臂較長，對應(yīng)的動力較小，更省力。1杠桿平衡包括杠桿靜止和杠桿勻速轉(zhuǎn)動。2杠桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂。也可以表示為F1l1F2l2。(2014常州)小明探究杠桿的平衡條件，掛鉤碼前，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿上每格距離相等，桿上A、B、C、D的位置如圖所示，當(dāng)A點(diǎn)掛4個鉤碼時，下列操作中能使杠桿在水平位置平衡的是( )AB點(diǎn)掛5個鉤碼 BC點(diǎn)掛4個鉤碼CD點(diǎn)掛1個鉤碼 DD點(diǎn)掛2個鉤碼D【解析】根據(jù)杠桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂。設(shè)每個鉤碼重力為F，每個小格長度為L，則O點(diǎn)左側(cè)力與力臂的積為：4

8、F3L12FL；當(dāng)D點(diǎn)掛2個鉤碼時，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：2F6L12FL，杠桿能平衡，故D正確。(2014柳州)小明利用鐵架臺、帶有最小刻度為1 cm的杠桿、細(xì)線、若干鉤碼等實(shí)驗(yàn)裝置探究杠桿的平衡條件。(1)在掛鉤碼前，小明發(fā)現(xiàn)杠桿左端高，右端低(如圖甲)，他應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向_調(diào)節(jié)(填“左”或“右”)，使杠桿在水平位置平衡。(2)接著小明在杠桿的兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，保持杠桿在水平位置平衡，則杠桿兩側(cè)受到的作用力大小_(填“大于”“等于”或“小于”)各自鉤碼所受重力大小。設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，則動力臂l1大小(如圖乙)為_cm。左等于10.0(3)改變

9、鉤碼數(shù)量與位置，獲取多組測量數(shù)據(jù)，填入記錄表中，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件為：F1l1F2l2，據(jù)此，實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)記錄表中第三次實(shí)驗(yàn)中的空格應(yīng)填_。實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)記錄表：實(shí)驗(yàn)次序動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.01.010.022.010.02.010.032.015.03.0(4)測量多組數(shù)據(jù)的目的是_(填“減小實(shí)驗(yàn)誤差”或“避免實(shí)驗(yàn)錯誤”)10.0減小實(shí)驗(yàn)誤差【解析】(1)由圖知，左端較高，所以平衡螺母應(yīng)向左調(diào)節(jié)；(2)杠桿兩側(cè)受到的作用力大小等于各自鉤碼所受重力大??；動力臂大小可以直接從杠桿上讀出為10.0 cm；(3)根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1F

10、2l2，代入數(shù)據(jù)：2.0 N15.0 cm3.0 Nl2，解得：l210.0 cm。(4)在實(shí)驗(yàn)中，獲取三組測量數(shù)據(jù)，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的偶然性，并減小實(shí)驗(yàn)誤差。9(2014佛山)如圖所示是某高壓蒸汽壓力控制裝置的示意圖。當(dāng)閥門S(底面積為2 cm2)受到的蒸汽壓力超過其安全值時，閥門就會被頂起釋放一些蒸氣來降低壓力，該裝置相當(dāng)于一個杠桿。杠桿的平衡條件是_；若OA0.2 m，AB0.6 m。物體C重25 N，那么杠桿平衡時桿上的A點(diǎn)所受的支持力為_N(忽略桿重)；當(dāng)鍋爐內(nèi)氣壓為4105 Pa時，蒸汽對閥門下表面的壓力是_N。F1l1F2l210080定滑輪和動滑輪 B、可以使作用力的方向改變、

11、可以使作用力的方向改變定滑輪特點(diǎn)：C、距離不變（自由端移動距、距離不變（自由端移動距 離與重物移動距離相等）。離與重物移動距離相等）。A、等臂、等臂 等力等力：F1=F2FG動滑輪動滑輪l2l1A:支點(diǎn)在邊緣支點(diǎn)在邊緣O處（可以移動）。處（可以移動）。B:動力臂動力臂l1為阻力臂為阻力臂l2的的2倍。倍。動力動力F為阻力為阻力G的的1/2倍倍12FG1：實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂：實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力倍的省力杠桿。杠桿。2：在上述情況下，動力是阻力的：在上述情況下，動力是阻力的1/212FG即即3：拉力的方向與重物的移動方向相同。：拉力的方向與重物的移動方向相同。結(jié)論：使用動滑輪可以，但不

12、能改變施結(jié)論：使用動滑輪可以，但不能改變施力的。移動距離呢？力的。移動距離呢？省力省力方向方向O.A：省一半力：省一半力：F1=2F2B：不能使作用力的方向改變：不能使作用力的方向改變C：費(fèi)距離（自由端是重物：費(fèi)距離（自由端是重物 距離的距離的2倍）倍）動滑輪特點(diǎn)：1定滑輪：能改變_力的方向_，不能_省力_。實(shí)質(zhì)是_等臂_杠桿。2動滑輪：能_省力_，不能_改變力的方向_。實(shí)質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的_省力_杠桿。3使用機(jī)械有的可以省力，有的可以省距離，但使用任何機(jī)械都不能省_功_。8(2014金華)如圖，用同一滑輪勻速提升同一重物(不計(jì)摩擦)，圖中F1、F2、F3、F4之間的大小關(guān)系正確的是(

13、)AF1F2BF3F4CF1 F3/4 DF2 F4/4B【解析】甲圖是一個動滑輪，能夠省一半的力，故F1(G物G動)/2；當(dāng)拉力與豎直方向有夾角，由于夾角越大，拉力越大，所以F2F1；乙圖是定滑輪，只能改變力的方向，不省力也不費(fèi)力，故F3F4G物。故選B。9(2014崇明)如圖所示，不計(jì)滑輪重與摩擦，重為50 N的物體A在豎直向上的拉力F作用下勻速上升2 m。(1)求拉力F；(2)求此過程中拉力所做的功。解：(1)不計(jì)滑輪重與摩擦?xí)r，動滑輪可省一半的力，拉力大小為：FG/21/250 N25 N(2)使用動滑輪時，n2，繩子自由端移動的距離：s2h22 m4 m，拉力所做的功：WFs25 N

14、4 m100 J10(2014桂林)小明利用如圖所示的簡單機(jī)械移動物體A時。當(dāng)沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動物體時，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是( )AF1F2F3 BF1F2F3CF1F2F3 DF1F2F311(2014武漢)如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40 N的物體A勻速移動，物體A受到地面的摩擦力為5 N，不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，拉力F的大小是( )A5NB10NC40ND20NDB 12(2014臨沂)如圖所示，重為100 N的物體A，在大小為20 N方向向左的水平拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動，經(jīng)過3 s，物體A在水平面上向左移動了30

15、 cm的距離，滑輪與繩子質(zhì)量不計(jì)，滑輪與繩子之間摩擦不計(jì)。則下列結(jié)論正確的是( )A物體運(yùn)動的速度為10 m/sB物體與地面之間的摩擦力為20 NC拉力F的功率為2 WD拉力F做的功是12 JD滑輪組和機(jī)械效率 滑輪組：由一個定滑輪和一個動滑輪組滑輪組：由一個定滑輪和一個動滑輪組成。成。拉力拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子股數(shù)的大小與吊起動滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。有關(guān)。使用滑輪組時，動滑輪被幾股繩子吊起，所用力使用滑輪組時，動滑輪被幾股繩子吊起，所用力就是物重和動滑輪的幾分之一即就是物重和動滑輪的幾分之一即1nFG滑輪組機(jī)械效率的定義 ： 有用功跟總功的比值 額有總WWW總有WW總有WW有用功 ：對人們有用的功有用W額外功 ：人們不需要但又不 得不做的功額W總功 ：有用功與額外功的總和總W 公式： 永遠(yuǎn)小于1 100%使用任何機(jī)械都不能省功二、機(jī)械效率【解析】BD斜面光滑所以沒有摩擦，即不做額外功，由功的原理可知：沿斜面所做的功都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功，即W有=W總=GH, 因?yàn)閮尚泵娓呦嗤?，工件相同，所?如圖所示，甲、乙是固定在水平地面上的兩個光滑斜面，長度分別為4m、5m，高度相同兩個工人分別沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件從斜面底端勻速地拉到斜面頂端，且速