功、功率、机械效率

2020/1/19功功率机械效率机械能第一课时功功率机械效率考点聚焦考点1功1．功的定义________作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了________，力的作用显示出成效，力学中就说这个力做了功。2．功的两个必要因素(1)作用在物体上的________；(2)物体在力的方向上通过的________。[点拨]常见不做功的三种情况：①有力无距：如搬而未起，推而未动；②有距无力：如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动；扔出的实心球③力与距离垂直：水平方向运动的物体，由于运动方向与重力方向垂直，故重力不做功。力距离力距离3．功的计算文字描述____与物体在力的方向上通过的_______的乘积公式表达W＝____功的单位________，1J＝1N·m感受功的大小把一个鸡蛋举高1m所做的功大约是0.5J[注意]力与物体移动的距离在方向上必须一致，力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。力距离Fs焦耳考点2功率单位时间功快慢快慢瓦特W103爬楼（山、杆）功率的测量：a.用体重计测出______，记作m；b.用卷尺测出楼层的_______，记作h；c.用秒表测出爬楼所用的______，记作t；表达式：________。时间质量高度P＝mghtFv(说明：当汽车发动机功率一定时，由可知，牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机换挡减速，以获得更大的牵引力)F＝P/v2020/1/191.有用功、额外功和总功有用功额外功总功定义对人们有用的功并非我们需要但又不得不做的功有用功加额外功或动力所做的功公式W有用＝Gh(提升重物)＝W总－W额＝ηW总W额＝W总－W有用＝G动h(忽略摩擦的动滑轮、滑轮组)W总＝W有用＋W额＝Fs＝W有用η考点3机械效率·江苏科技版2.机械效率(1)定义：有用功跟总功的________．(2)公式：η＝W有用W总.(3)机械效率是一个比值，常用百分数表示．由于使用机械时总会做一些额外功，因此，机械效率总________1.比值小于（4）机械效率通常用________表示，它______单位；（5）机械效率的高低表示有用功在总功中所占的________，与机械做功多少无关；（6）机械效率具有“可变性”：同一简单机械提升重物不同，机械效率可能不同。百分数没有比值大小提高机械效率的方法：减小机械自重、减小摩擦、增加物重。·江苏科技版2020/1/19[注意]计算机械效率时的常用公式：通用公式：η＝W有用W总；斜面：η＝GhFL；定滑轮：η＝GhFs＝GhFh＝GF；动滑轮：η＝GhFs＝GhF·2h＝G2F；滑轮组：η＝GhFs＝GhF·nh＝GnF.·江苏科技版2020/1/19[点拨](1)若不考虑绳重和摩擦，只考虑动滑轮重G动时，滑轮组的机械效率最终可表示为：η＝G物G物＋G动.(2)若滑轮组不是用来提升物体，而是拉着物体水平运动，则机械效率可表示为：η＝fLFs＝fLF·nL＝fnF.(3)有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.通常用百分数表示．某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%.(4)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦等．·江苏科技版2020/1/19测量滑轮组的机械效率考点机械效率的测量原理η＝W有用W总＝GhFs器材除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需_____________________测量的物理量钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s注意事项必须______________拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变影响因素①动滑轮越重，个数越多，则做的额外功相对就越多；②提升重物越重，做的有用功相对就越多；③各种摩擦越大，做的额外功就越多；④绳子越重，做的额外功就越多刻度尺、弹簧测力计匀速直线[说明]重物提升高度和速度不影响滑轮组的机械效率．►类型一功及功率例1下列情景中，重力对小球做功的是()A．小球由高处落下B．小球在地面上静止C．小球沿水平轨道运动D．小球悬挂在天花板上不动本题考查了同学们对做功概念的理解，题目典型，难度不大，是中考命题的热点。A2．在下列四种情境中，人对物体做功的是()A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动D．举着杠铃原地不动[解析]明确做功的两个必要因素：作用在物体上的力和沿力的方向移动的距离，二者缺一不可，故选B。B3．[2011·沈阳]举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是()A．W1＝W2，P1＝P2B．W1W2，P1P2C．W1W2，P1＝P2D．W1W2，P1P2[解析]由于两位运动员的身高不同，因此即使二人用相同时间把同样重的杠铃举起来，但二人做的功是不同的，身高较高者做的功多，且他的功率大，选B。B2020/1/194、[2011·无锡]小华同学用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其做匀速直线运动．若该物体在10s内移动5m，则在此过程中它的速度为______m/s，小华做的功是______J，功率是______W.500.5500[解析]小华做的功W＝Fs＝100N×5m＝500J，功率P＝Wt＝500J10s＝50W.5．学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图K29－1所示。则此过程中重力做的功为________J，重力的功率为________W。图K29－11503001[2011·无锡]用相同的滑轮和绳子分别组成如图15－2所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等2020/1/19C►类型二机械效率2020/1/19[解析]把相同的重物匀速提升相同的高度，由W＝Gh得有用功相等，对动滑轮做的功是额外功，都是一个动滑轮，上升的高度相同，所以额外功相等，总功等于有用功加上额外功，那么F1和F2做的总功相等．2.[2011·陕西]如图K29－2所示，用平行于斜面、大小为1.25N的拉力F，将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是________J，机械效率是_______。72%0.363.[2011·河北]如下表所示是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。项目数据次数动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率η10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.3(1)请在图K29－3中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)将表格中的数据补充完整。(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮自重所做的额外功外，其他额外功将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与__________和__________有关。(4)第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为____________W。66.7%物重变大摩擦0.14注意：水平放置4、如图，动滑轮对A物体的拉力为50N，A物体向左匀速移动0.5m，F的大小为18N，拉力F做功多少？拉力F的机械效率为多少？=——×100%=92.6%解：S=3S1=3×0.5m=1.5mW总=Fs=18N×1.5m=27JW有用=FIS1=50N×0.5m=25J%100×总有WW25J27J课堂训练参照说明与检测第72页填空题1、2、5选择题1、2