功-功率-機(jī)械效率(基礎(chǔ))知識(shí)講解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)總復(fù)習(xí)：功 功率 機(jī)械效率（基礎(chǔ)）【考綱要求】1、理解功、功率的概念，能夠解決簡(jiǎn)單問(wèn)題，比較功和功率的大??；2、會(huì)測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率，知道有用功、額外功、總功和機(jī)械效率，知道影響機(jī)械效率大小的因素?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】 【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、功作用在物體上的力，使物體在力的方向上通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)這個(gè)物體做了功。要點(diǎn)詮釋：（1）理解判斷的依據(jù)：依據(jù)：做功的兩個(gè)必要因素。重點(diǎn)：抓住力作用在物體上是否有“成效”。（2）明白不做功的三種情況：A. 物體受力，但物體沒(méi)有

2、在力的方向上通過(guò)距離，此情況叫“勞而無(wú)功”。B. 物體移動(dòng)了一段距離，但在此運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有受到力的作用(如物體因慣性而運(yùn)動(dòng))，此情況叫“不勞無(wú)功”。C. 物體既受到力，又通過(guò)一段距離，但兩者方向互相垂直(如起重機(jī)吊起貨物在空中沿水平方向移動(dòng))，此情況叫“垂直無(wú)功”。（3）在分析做功情況時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：A. 當(dāng)物體的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向不垂直時(shí)，這個(gè)力就要做功。B. 一個(gè)物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用時(shí)，有一些力做了功，有些力沒(méi)有做功，因此講做功必須指出是哪一個(gè)力對(duì)哪一個(gè)物體做功。C. 什么叫物體克服阻力做功：若物體在運(yùn)動(dòng)方向上受到一個(gè)與此方向相反的力F的作用，我們通常說(shuō)物體克服阻力F做了功。比如：在

3、豎直向上，物體克服重力做功，功的大小為WGh；在水平方向上，物體克服摩擦力做功，功的大小為Wfs。考點(diǎn)二、對(duì)公式WFS的理解1.公式： 一般式 WFs常用式 WGh(克服重力做功)，或Wf阻s (克服摩擦阻力做功)2.單位： 焦耳(J)要點(diǎn)詮釋：（1）有力才有可能做功，沒(méi)有力根本不做功。（2）F與s的方向應(yīng)在同一直線上（初中要求）（比如一個(gè)人提著一重物G，從山腳順著一之字形的山路爬到山頂，此時(shí)人克服重力做功所移動(dòng)的距離并不是山路的長(zhǎng)，而是從山腳到山頂?shù)母摺＃?）做功的多少，由WFs決定，而與物體的運(yùn)動(dòng)形式無(wú)關(guān)?？键c(diǎn)三、功率1.物理意義：表示物體做功的快慢。2.定義：功與做功所用時(shí)間之比叫做功

4、率。3.計(jì)算式 4.單位 瓦(W)要點(diǎn)詮釋： （1） 注意區(qū)別功與功率：功率與功是兩個(gè)不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣，只有在做功時(shí)間相同時(shí)，做功多的就做功快；否則，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是說(shuō):功率與功和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)。（2）由PW/t變形為PFv可知：功率一定時(shí)，力F與速度v成反比。（3）將上述歸納： 功（W）功率（P）概念當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力作用下通過(guò)一段距離。這個(gè)力對(duì)物體做了功功與做功所用時(shí)間之比單位功的單位是力的單位與距離的單位的乘積牛米，也叫焦耳。1J=1Nm。功率的單位

5、也是復(fù)合單位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S計(jì)算W=Fs其它以下三種情況力對(duì)物體不做功：1“不勞無(wú)功”，物體通過(guò)了距離，但沒(méi)有力作用在物體上；2“不動(dòng)無(wú)功”有力作用在物體上，物體靜止不動(dòng)，沒(méi)有通過(guò)距離；3“勞而無(wú)功”，有力作用在物體上，物體也通過(guò)了距離，但力的方向和通過(guò)的距離方向互相垂直，沿力方向上物體沒(méi)有通過(guò)距離。比較做功快慢的方法有：1比較相同時(shí)間內(nèi)做的功，做功多的做功快；2比較做相同的功所用時(shí)間，所用時(shí)間少的做功快；3比較功和時(shí)間的比值，比值大的做功快?？键c(diǎn)四、機(jī)械效率（高清課堂力學(xué)5：功和機(jī)械能機(jī)械效率）為了表示有用功在總功中所占的比例，物理學(xué)中引入了機(jī)械效率，它等于有用功W有與總功

6、W總之比，符號(hào)為。要點(diǎn)詮釋： （1）公式為，式中表示機(jī)械效率，它是一個(gè)百分?jǐn)?shù)。的值越大，表明有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械的效率越高。（2）的值總小于100%，由于機(jī)械本身的摩擦力或重力不可能為零，所以額外功總是存在的，即有用功總是小于總功?！镜湫屠}】類型一、基礎(chǔ)知識(shí)1、下面情況中，人對(duì)物體做功的是（ ）A. 舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)B. 人用力卻沒(méi)有把重物提起C. 某同學(xué)提著水桶在水平路面勻速行走D. 旅客提著行李走上樓梯【思路點(diǎn)撥】本題要抓住做功的兩個(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；二者缺一不可?！敬鸢浮緿【解析】A、B均屬于“不動(dòng)無(wú)功”型，有力作用但沒(méi)通過(guò)

7、距離；C屬于“勞而無(wú)功”型，桶運(yùn)動(dòng)方向與施力方向垂直；D具備做功的兩個(gè)必要因素，人對(duì)行李施力，行李沿拉力方向有移動(dòng)距離，D選項(xiàng)中人對(duì)行李箱用向上的力，并且在力的方向上移動(dòng)了距離，所以人對(duì)物體做了功。【總結(jié)升華】做功要滿足的兩個(gè)要素是：作用在物體上的力；在力的方向上通過(guò)的距離。舉一反三：【變式】（多選）小車重200N，人用30N的水平力推小車沿水平路面勻速前進(jìn)50m的過(guò)程中，下列判斷正確的是（ ）A重力沒(méi)做功 B人對(duì)車做功10000JC人對(duì)車做功1500JD小車受到的阻力是230N【答案】AC2、某人用50N的力，將重30N的鉛球拋到7m遠(yuǎn)處，這個(gè)人對(duì)鉛球做的功為（ ）A、350J B、210J

8、 C、0 D、無(wú)法計(jì)算【思路點(diǎn)撥】人推鉛球，對(duì)鉛球施加了力，并且鉛球在該力的方向上移動(dòng)了距離，根據(jù)功的公式W=Fs分析判斷?！敬鸢浮緿【解析】鉛球的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是人推鉛球，第二個(gè)階段是鉛球在空中飛行。在第一個(gè)階段人用力推動(dòng)鉛球，對(duì)鉛球做功；在第二個(gè)階段，鉛球離開了人，人不再對(duì)鉛球做功。注意：在第一個(gè)階段，在人推力的作用下，鉛球移動(dòng)了一段距離，但這個(gè)距離不是7m；具體是多少，題中未給出，無(wú)法判斷。【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生對(duì)功的公式的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵是掌握做功的兩個(gè)必要條件（一是力，二是在力的方向上移動(dòng)的距離）。舉一反三：【變式】（2015無(wú)錫）現(xiàn)有30包大米，總質(zhì)量為150

9、kg，小明想盡快將它們搬上10m高處的庫(kù)房，如圖為小明可以提供的用于搬動(dòng)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖象，由圖可知他可以提供的最大功率為_W；為 盡可能快地將大米搬上庫(kù)房，他每次應(yīng)搬_包，若每次下樓時(shí)間是上樓時(shí)間的一半，則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地所用的時(shí)間是_s。（g=10N/kg）【答案】50；3；4503、如圖所示，用滑輪組提起重400牛頓的貨物，所用的拉力F是250牛頓，繩子的自由端被拉下4米，求總功、有用功、滑輪的機(jī)械效率各是多少?【思路點(diǎn)撥】首先根據(jù)滑輪組裝形式，確定滑輪組的繩子段數(shù)n=2，計(jì)算出物體上升高度h，然后利用公式W總=FS計(jì)算總功、W有用=Gh計(jì)算有用功，最后

10、用有用功除以總功就是機(jī)械效率?！敬鸢概c解析】 W總Fs250牛4米1000焦耳重物升高的高度hs24米22米W有Gh400牛頓2米800焦耳【總結(jié)升華】本題考查有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式的應(yīng)用，難點(diǎn)是對(duì)動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)的判斷。舉一反三：【變式】通過(guò)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，可得出下列各措施中能提高機(jī)械效率的是（ ）A增加動(dòng)滑輪，減小拉力B改用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪C減少提升高度，減少做功D增加提升重物重力，增大有用功【答案】BD4、一臺(tái)拖拉機(jī)，它以20千瓦的功率勻速耕地，速度為7.2km/h。求：（1）這臺(tái)拖拉機(jī)耕地時(shí)的牽引力，（2）這臺(tái)拖拉機(jī)每小時(shí)所做的功。【思路點(diǎn)撥】（1）題中告訴了

11、功率和速度，由公式，則可得出：；（2）根據(jù)可得W=Pt?！敬鸢概c解析】（1）由P=Fv得：（2）W=Pt=2104W3600s=7.2107J【總結(jié)升華】本題主要考查功率的計(jì)算公式P=FV和W=pt的應(yīng)用。舉一反三：【變式】（高清課堂力學(xué)5：功和機(jī)械能例1）用大小為F的水平力，拉物體M由靜止開始，在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)一段距離，F(xiàn)做功為W1，功率為P1；若仍 用水平力F拉M在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)相同的距離，F(xiàn) 做功為W2，功率為P2。那么（ ）AW1W2；P1P2 BW1W2；P1P2 CW1W2；P1P2 DW1W2；P1P2【答案】B5、用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直

12、向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為_N，鉤碼總重G為1.0 N，鉤碼上升高度h為0.1 m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3 m，則杠桿的機(jī)械效率為_。請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：_。（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼鉤碼總重G/N鉤碼移動(dòng)距離h/m拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率1A點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B點(diǎn)2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛

13、鉤碼重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：_；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：_；_。【思路點(diǎn)撥】（1）彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格代表1N，每一個(gè)小格代表0.1N，正確讀數(shù)。（2）根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算：W有=Gh，W總=Fs，。（3）額外功產(chǎn)生的原因：克服機(jī)械的重做功、克服摩擦做功。（4）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論。（5）分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法?！敬鸢浮浚?）0.5 66.7 由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功（2）不能 兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置 僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的【解析】杠桿的機(jī)械效率。第（2）問(wèn)中研究杠桿的機(jī)械效率與所掛

14、鉤碼重的關(guān)系，應(yīng)控制其他量不變，所以應(yīng)保持兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼掛在同一位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出要進(jìn)行多次測(cè)量，減少偶然因素。【總結(jié)升華】注重控制變量法在物理中的應(yīng)用，其前提是在研究某兩個(gè)物理量之間的關(guān)系的時(shí)候，要注意控制其他物理量保持不變，而且要多次測(cè)量，減少偶然因素。類型二、知識(shí)運(yùn)用6、（多選）如圖所示，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組提起重力G1=G2的重物至相同的高度h，若所用拉力F1=F2，已知甲的機(jī)械效率50，則（不計(jì)繩重及摩擦）（ ）A乙的機(jī)械效率75%B乙的機(jī)械效率80%C拉力F1做的功與拉力F2做的功之比3:2D甲、乙兩個(gè)滑輪組中的動(dòng)滑輪重之比3:1【思路點(diǎn)撥】甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一物體勻速提升至相同的高度，在不計(jì)繩重和機(jī)械摩擦的情況下，有用功就是提升重物所做的功，總功就是拉力F所做的功，額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功，故W有用=Gh，W總=Fs，W額外=G動(dòng)h；不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)拉力和物重的關(guān)系F=（G輪+G物）比較拉力大小關(guān)系；甲圖有三段繩子在拉動(dòng)滑輪和重物，s=3h，乙圖有二段繩子在拉動(dòng)滑輪和重物，s=2h；機(jī)械效率用來(lái)分析比較?！敬鸢浮緼CD【解析】圖中，。，。A正確，