功、機械效率和功率基本定義

1、功、機械效率和功率一、教學目標1理解做功的兩個必要因素2、理解計算功的公式3、知道功的單位4、理解功的原理5、通過對事例的分析，了解什么是有用功、額外功和總功6、理解什么是機械效率，掌握機械效率的計算7、理解功率的概念及其計算公式8、知道功率的單位二、教學重點1做功的兩個必要因素2、如何判斷是否做功3、使用任何機械都要做額外功4、機械效率的計算5、組裝滑輪組和計算滑輪組的機械效率6、功率概念的理解三、教學難點1利用功的公式進行簡單計算2、 有用功、總功的正確判斷，理解機械效率的物理意義3、功率的計算四、基本知識一、功：1、力學里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向

2、 過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。鞏固：某同學踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因 是足球靠慣性飛出）。3、 力學里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS4、 功的單位：焦耳，1J= 1N m。把一個雞蛋舉高 1m，做的功大約是 0.5 J 。5、 應用功的公式注意：分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；公式中 S 一定 是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應。 功的單位“焦”（牛米=焦），不要和力和力 臂的乘積（牛米，不能寫成"焦”）單位搞混。二、功的原理：1、內(nèi)容：都不省功。2、 說明

3、：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？） 功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。 功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。 使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。 我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（ Gh）3、應用：斜面 理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵從功的原理； 理想斜面公式：FL=Gh其中：F:沿斜面方向的推力；L:斜面長；G:物重；h:斜面咼度。如果斜面

4、與物體間的摩擦為 f ,則：FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。三、機械效率：1、有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用=Gh （提升重物） =W總一Wb =n W總斜面：Wot = Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：血=W總一W有用=Gh （忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）斜面：血=f L3、總功： 定義：有用功加額外功或動力所做的功公式：W總=WZo + M=FS= W有用/n斜面：W總=fL+Gh=FL4、機械效率：定義：有用功跟總功的比值。 公式:斜面：定滑輪：動滑輪：=W 有用1W總_ Gh n = 7lGhGhGn = FS ：=Fh =F

5、=GhGhGn = FS =F2h =2FGhGh滑輪組n -FS =-Fnh有用功總小于總功，所以機械效率總小于GnF1。通常用百分數(shù)表示。某滑輪機械效率為60%表 示有用功占總功的 60%。 提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。5、機械效率的測量：=W有用_ Gh 原理：n W總 FS 應測物理量：鉤碼重力 G鉤碼提升的高度 h、拉力F、繩的自由端移動的距離 S 器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。 步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測 結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。B提升重物越重，做

6、的有用功相對就多。 C摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。四、功率：1 定義：單位時間里完成的功2、物理意義：表示做功快慢的物理量。3、 公式：=pv= _W4、單位：主單位 W_常用單位 kW mW馬力 換算：1kW=10W 1mW=10W 1 馬力=735W某小轎車功率 66kW它表示:小轎車1 s內(nèi)做功66000J5、機械效率和功率的區(qū)別：功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機 械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。五、例題（A組）1、 小明用100N的力踢一個重 5N的足球，球離腳后在

7、水平草地上向前滾動了20m.在球滾動的過 程中A. 小明對足球做功 2000JB.重力對足球做功100JC.小明對足球做功 2100JD.小明和重力對足球做功都是0J2、以下事例中，重力做功的是A. 跳水運動員下落B.皮劃艇在平靜水面快速滑行C.花樣滑冰運動員在水平的冰面上滑動D.舉重運動員把杠鈴舉起后停在空中靜止不動3、做值日時，小陽將一桶水從一樓提到二樓。此過程中，關于做功的說法正確的是（）A. 對桶做的功是有用功B 對水做的功是有用功C.對水做的功是額外功D 克服自身重力做的功是總功4、如圖所示，在大小為500 N的拉力F作用下，滑輪組將 800 N的重物提升了 1 m。在此過程中：A.

8、 做的有用功是 500 J ;c .滑輪組的機械效率是62. 5% ;B. 做的總功是 800 J;D .滑輪組的機械效率是80%.B 做功快的機器功率一定大5、對于功、功率、機械效率的理解，下列說法中正確的 是A. 功率大的機器做功一定多C. 做功快的機器機械效率一定高D 做有用功多的機器機械效率一定高6、關于功率概念的理解，下列說法中正確的是（）A.功率大的機械做的功多B 功率大的機械做功時用的時間少C.單位時間內(nèi)完成的功越多，則功率越大D 省力多的機械功率大7、售貨員用120N的水平力，推著 500N的售貨車在水平路面上前進了30m用了 40s的時間,則它所做的功和功率分別為：A、360

9、0J，375W;90W;B、3600J，C、1800J，465W;375W.D、1500J，六、練習（A組）1、下列現(xiàn)象中，力沒有對物體做功的是A.用力將鉛球擲岀C.騎自行車勻速前進路面上行走2、下列幾種情況下，沒有力對物體做功的是（）A. 在光滑水平面上勻速運動著的小球B. 某人從山腳跑到了山頂C. 汽車沿著斜面向上勻速行駛D. 起重機吊著重物勻速下降3、在下面的哪個情景中，人對物體做了功B 將書包背上樓D 人提著水桶在水平B小明用力搬石頭，但沒有搬動D.小紅把物理書從抽屜中拿到課桌）。B 人提水桶沿水平地面行走.D 天花板上的電線吊著電燈.A.小強舉著杠鈴靜止不動C.小華背著書包靜立在原地

10、上4、在下列哪一種情況下力對物體是做了功的（A.用力推講臺，講臺沒有動.C.沿斜坡方向把物體拉上去.5、下圖所描述的力，對物體做功的是6、某人背一個重 50N的書包從一層勻速上到二層，每層樓高3m樓梯長5m,則人肩的力對書包做功A. 150JD. 250JB . 600JC .200J7、搬運工人用200牛頓的水平力，把重700牛頓的物體，沿水平地面推動5米遠.在此過程中,工人做的功為：A.4500 焦;B. 3500 焦；C. 1000 焦；D.2500 焦.8、某同學把一本初中物理課本從課桌旁的地面上拿到桌面上，則該同學對物理課本所做功的大 小最接近于：A. 0.2J;B. 2J;C. 2

11、00J;D. 2000J.9、 放學后，某同學背著重40N的書包沿水平路面走了200m,又登上大約10m高的四樓才回到家， 則他在回家的過程中對書包所做的功約為：A 0J ;B400J ;C 2000J ;D 2400J.10、 曉亮同學從地面走上10m高的四樓教室，估計他克服重力做的功約為：A. 0J ;B. 500JC. 5J ;D. 5000J11、用水平力F拉著重為100N的物體，在水平地面上向左勻速移動了5m,物體所受地面的摩擦力大小為20N,則A. 重力做的功是 500J;B.拉力大小為 100N;C.拉力大小為 120N;D.拉力做的功為 100J.圖齊2012、 起重機將重2

12、X 103N的貨物勻速吊起18m然后又在水平方向上將貨物勻速移動2m,在這一過程中，起重機拉力做功：A. 4X 103J ;B. 4 X 104J ;C. 3.6 X 104J ;D.3.2 X 104J.13、 奧運會舉重冠軍楊霞在比賽時，第一階段把100 kg的杠鈴很快的舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中穩(wěn)穩(wěn)的停留了3 s，三名裁判都亮出了白燈，這次舉重成功，關于她舉重時對杠鈴做功的情況，下列說法中正確的是：A.她在第一階段內(nèi)沒有做功；B.她在第二階段內(nèi)沒有做功；C.她在兩個階段內(nèi)一直都在做功；D.她在兩個階段內(nèi)一直都沒有做功.14、 功的單位是焦，那么做功5 J的意思是：A. 作用在物體上的

13、力是 2N，物體在力的方向移動3 m，力做功為5 J;B. 物體在5 N的力作用下，在水平方向移動1 m，該力做功為5 J;C. 1 N的力作用在物體上，物體在這1 N力的方向上移動了5 m，該力做功5 J;D. 物體在3 N的力作用下，沿力的方向移動2 m，該力做功為5 J.15、對功的理解下列說法正確的是：A. 作用在物體上的力越大，力所做的功越多；B. 物體通過的路程越長，作用在物體上的力對物體做功越多；C. 有力作用在物體上，此力對物體一定做功D. 有力作用在物體上，物體在這個力的方向上通過了距離，這個力才對物體做了功16、關于簡單機械下列說法中正確的是A.定滑輪不僅能改變力的大小而且

14、能改變力的方向E.使用滑輪組不僅省力而且省功C.輪軸是一種省力機械D.斜面是一種省力機械17、關于機械效率，下列說法中正確的是：A、做功越多的機械，機械效率越低;B 、越省力的機械，機械效率越高；C、總功相同的情況下，額外功越多的，機械效率越低；D只要設計合理，對機械精密加工，機械效率可達100%.18、用一個重8N的動滑輪，下面掛 40N的重物，用24N的拉力拉繩子的自由端，使重物勻速上 升3m則這個動滑輪的機械效率是：A. 100 ;B. 83.3 ;C.60% ;D. 56.5%.19、下列說法正確的是：A. 用水桶從井中提水的時候，對桶做的功是有用功 ;B. 用水桶從井中提水的時候，對

15、水做的是總功 ;C. 桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時候，對桶做的功是有用功;D. 桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時候，桶里帶了一些水，對桶和水做的功是有用功.20、某同學用實驗的方法測定動滑輪的機械效率，得到以下幾個答案，其中有可能的是：A.0.75%；B.75%；C.100；D.101.5%.21、 一臺機器的機械效率為80，當它完成 1000J 的總功時，所做的有用功為：A. 1000J;B. 800J;C. 400J;D. 200J.22、 建筑工地上， 起重機幾分鐘內(nèi)就能把所需的磚送到樓頂，如果人直接用滑輪組來提升則需要 幾個小時，其原因是：A.起重機的功率大，做功多 ；B 起重機的

16、機械效率高，做功慢 ；C.起重機的功率大，做功快 ；D 起重機的機械效率高，做功多23、用滑輪組提起 2000N的貨物，所用的拉力是800N,繩子自由端被拉下4m,下面說法正確的是：A.總功是3200J,效率是40% ；B.有用功是 8000J,效率是40% ；C.有用功是 3200J,效率是62.5 % ; D.總功是3200J,效率是62.5 % .24、用如圖滑輪組提升重物，在10s內(nèi)將質(zhì)量為100kg的物體勻速提升 2n。已知工人向下的拉力為480N，則下面說法中錯誤的是：A、繩子自由端被拉下 6m ;B、工人做功的功率是 288W;C、工人所做的有用功是1960J，總功是2880J;

17、 D、滑輪組的機械效率是51%.25、如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用拉力為80NA. 1800J83 3%B. 2160J83. 3 %;則總功和滑輪組的機械效率分別是C. 1400J80% ;D. 1800J80 % .26、 有甲乙兩臺機器，甲做的功是乙做功的2倍，而乙做功所花的時間是甲的一半，由此可知( )。A.甲做功快.B 乙做功快.C 甲、乙做功一樣快.27、 兩臺機器的功率之比為5:4，若它們做的功相等，則所用時間之比為：A、5:4;B、4:5;C、1:1 ;D、16:25.28、兩名運動員，甲比乙高，如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用時間相等，則：A.甲

18、做功較多，功率較大B 甲做功較多，功率較小C. 甲做功較多，甲、乙功率相等；D 甲、乙做功相等，乙的功率較大.29、 石洞口電站第一臺發(fā)電機組的功率為3 X 105千瓦，它工作10分鐘，做的功是：A 3 X 106焦；B 1.8 X 1011 焦；C 3 X 109 焦；D 1.8X 10 6 焦.30、 某人手提重力為 45牛重的物體，在水平路面上行走50米，然后登上10米高的樓房。前面 用了 1分鐘時間，后面用了半分鐘時間。這個人登摟時所做功的功率是：A 15 瓦；B 5 瓦；C 30瓦；D 45瓦.31、關于力、距離、功與功率的關系，下列說法正確的是：A.力越大，功率越大；B 距離越長，

19、功率越大；C.做功越多，功率越大；D 做功越快，功率越大.32、關于功和功率下列說法正確的是：A機器做功少，功率一定小 ；B 功率小的機器做功不一定慢；C功率大的機器做功一定快 ；D功率大的機器一定比功率小的機器做功多七、例題（B組）1、下列過程，哪個情況小明對桶做了功A小明提著桶站立不動B小明提著桶水平移動C 小明提著桶站在勻速水平運動的車廂內(nèi)D.小明提著桶站在勻速向上運動的電梯內(nèi)2、圖5所示，已知物體 A和B質(zhì)量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。現(xiàn)它們分別在同樣大小的力F作用下沿F的方向分別移動了距離 S，則F對物體做的功A.對A做的功多C.對B做的功多B .對A和B做功一樣多D

20、條件不足，無法確定3、如圖所示，工人用 250N的力將重400N的物體勻速提升 2m,在此過程中滑輪組的機械效率和 所做的額外功分別為（）A. 80%800J B . 80%1000JC. 62.5%200J D . 80%200J4、 用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組把重150N的物體勻速提升1m不計摩擦和繩重， 滑輪組的機械效率為 60% 則下列選項錯誤的是A 拉力太小一定是 125NB.有用功一定是 150 JC .總功一定是 250 JD .動滑輪重一定是 100N5、當汽車上坡時，駕駛員往往換低檔減速行駛，這是為了A、減小汽車動能，增大勢能B、增大汽車爬坡牽引力C、節(jié)約汽油，保證

21、安全行車D、提高發(fā)動機的效率6、 某同學用一滑輪組分別將兩個質(zhì)量不等的重物在相等時間內(nèi)勻速提升相同高度（不計摩擦） 則兩次拉升重物過程中A.做的額外功相等B 做功的功率相等C 做的總功相等D 機械效率相等八、練習（B組）1、用繩子把一個在空氣中重60牛頓，體積為2dm3，浸沒在10m深水中的物體勻速提高 2m,則拉力對重物做功為（）A. 39.2JB. 80.8 JC. 120 JD. 0 J2、騎自行車上坡的人常走“S”形路線，是為了（A、可以省力、省功B、不能省力、省功C、不能省力，但可以省功D、能省力、但不能省功3、如圖3所示，物體A、B、C的質(zhì)量m，在同樣大小的力F作用下，三個物體都沿

22、力的方向分別移動了距離S,比較力F對三個物體所做的功A. (a)多B. (b)多C. (c)多D. 樣多4、放學后，某同學背著重40N的書包沿水平路面走了 則他在回家的過程中對書包所做的功約為（）200m,又登上大約10m高的四樓才回到家,A. 0J B. 400JC. 2000J D.2400J5、門的把手一般都安裝在離門軸遠的一端，如圖所示。其中的科學道理是A.根據(jù)杠桿的知識，推開門時比較省距離B 根據(jù)杠桿的知識，推開門時比較省力C.根據(jù)功的知識，推開門時手對門做功較快D. 根據(jù)功的知識，推開門時手對門做功較少6、下列有關做功的估算錯誤的是A.將兩個雞蛋舉高1m做功約1JB.將一袋10kg

23、大米扛到肩上做功約150JC.重500N的人上一層樓克服重力做功約3000J D.將500mL礦泉水從地上拿起做功約10J7、如圖所示，用拉力 F使物體豎直勻速上升 ，下列說法正確的是（）A.對物體做的功是額外功B 拉力F做的功是有用功A三diC.拉力F移動的距離是物體移動距離的2倍D 增加物體重力可以增加滑輪組的機械效率8、右圖是歐洲中世紀建筑城堡和教堂時所使用的腳踩吊車，明顯影響吊車機械效率的主要因素是（ ）A.吊架安裝的高度C.安裝吊架的材料B吊架的合理結D被吊貨物的質(zhì)9、在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時，小林同學要用如圖4所示的甲、乙兩個滑輪組，來探究滑輪組的機械效率可能與下列

24、哪項有關（）A.動滑輪的個數(shù)B.被提升物體的質(zhì)量C.承擔繩子的段數(shù)D.物體被提升的高度10、如圖所示，用此滑輪組提升重物，如果不計摩擦和繩重，則下列措施中哪一種可以提高滑輪組 的機械效率A.改變繞繩方式B.增加提升高度C.減少提升高度D.增加重物的重力11、如圖一6所示，使用動滑輪提升貨物，動滑輪重為20N,繩子與動滑輪之間的摩擦及繩子重都不計。第一次把重為100N的貨物勻速提升 5m,這個過程中動滑輪的機械效率為n i ；第二次把重為200N的貨物勻速提升 3m這個過程中機械效率為n 2,則（）A、 n 1 > n 2C、n 1= n 2D、條件不足，無法判斷12、（ 10 樂山）如圖

25、所示，工人用滑輪組吊起質(zhì)量為40kg的箱子，工人施加的拉力為箱子被勻速豎直提升了2m,不計繩重和摩擦，去g=10N/kg，則滑輪組的機械效率為：250N，A. 62. 5 % B . 1 C . 80% D . 50 %13、小明和爸爸一起去登山，登到山頂時，小明用40 min，爸爸用45 min，爸爸的體重是小明B . 10WC. 100WD . 1000W的1. 5倍，則小明與爸爸的登山功率之比為A. 3 : 4B . 4 : 3C . 16 : 27D. 27 : 1614、某人騎一輛普通自行車，在平直公路上以某一速度勻速行駛，若人和車所受的阻力為20N,則通常情況下，騎車人消耗的功率最接近（）B.做的功相同，功D .甲做的功率15、甲、乙二人的體重相同，同時從一樓開始登樓，甲比乙先到三樓，則他們二人（）A.做的功相同，但甲的功率較大 率也相同C.甲做的功較多，但功率相同 多，功率也較大16、如圖4所示，一個質(zhì)量為 50kg的人，在10s內(nèi)連續(xù)向上跳12個臺階，已知每個臺階的高度77777為0.2m，則這個人在這段時間內(nèi)的功率是（ g取10N/kg ）A. 1200WB. 10WC. 12WD. 120W17、下列說法中正確的是A.機械效率越高，機械做功一定越快C.功率越大的機械做功一定越多B. 做功越多的機械，機械效率一定越高