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(共16张PPT)
功、功率、机械效率
知识点1：功
知识点2：功率
知识点3：机械效率
中考复习：
能量
功
【公式】
一般式 W＝Fs
常用式 W＝Gh(克服重力做功)，或W＝f阻s (克服摩擦阻力做功)
【功】
作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功
（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功
（2）F与s的方向应在同一直线上
（比如一个人提着一重物G，从山脚顺着山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高）
（3）做功的多少，由W＝Fs决定，而与物体的运动形式无关
【单位】
焦耳(J)
能量
功
【注】
（1）理解判断的依据：
　　依据：做功的两个必要因素
　　重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”
（2）明白不做功的三种情况：
　　A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”
　　B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”
　　C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”
能量
功
【注】
（3）在分析做功情况时还应注意以下几点：
　　A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
　　B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出 是哪一个力对哪一个物体做功。
　　C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。
　　比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W＝fs
能量
功率
【物理意义】
表示物体做功的快慢
【定义】
功与做功所用时间之比叫做功率
【计算式】
【单位】
瓦(W)，千瓦（kW），毫瓦（mW）
【注】
（1） 注意区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
（2）由P＝W/t变形为P＝F·v可知：功率一定时，力F与速度v成反比。
能量
功率
　 功（W） 功率（P）
概念 当一个力作用在物体上，物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功 功与做功所用时间之比
单位 功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米，也叫焦耳。1J=1N·m。 功率的单位也是复合单位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S
计算 W=Fs P=W/t
其它 以下三种情况力对物体不做功：(1)“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上；(2)“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离；(3)“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。 比较做功快慢的方法有：(1)比较相同时间内做的功，做功多的做功快；(2)比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快；(3)比较功和时间的比值，比值大的做功快。
【总结】
能量
机械效率
【概念】
有用功与总功之比
【影响斜面机械效率的因素】
（1）物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大
（2）斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小
【滑轮组的机械效率】
不计绳重和轴摩擦
（1）当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大
（2）当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小
【注】
机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。直接原因是：机械内部有摩擦力，机械本身有重力等。
能量
随堂练习
1.体育课上两位同学进行爬杆比赛，假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。如果要粗略比较一下两人做功的大小，需要知道的物理量是（　　）
A．爬杆的速度 B．爬杆的时间 C．两人的体重 D．杆的具体高度
【解析】由W=Gh可知做功的多少与他们的体重和爬杆的高度有关，题目中爬杆的高度相等，则需要知道两人 的体重。故选C
2.下面情况中，人对物体做功的是（ ）
A. 举重运动员举着杠铃不动
B. 人用力却没有把重物提起
C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走
D. 旅客提着行李走上楼梯
【解析】A、B均属于“不动无功”型，有力作用但没通过距离；C属于“劳而无功”型，桶运动方向与施力方向垂直；D具备做功的两个必要因素，人对行李施力，行李沿拉力方向有移动距离。故选D
能量
随堂练习
3.某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（ ）
A、350J　　　　 B、210J 　　　　C、0 　　　　D、无法计算
【解析】
铅球的运动可以分为两个阶段：第一个阶段是人推铅球，第二个阶段是铅球在空中飞行。在第一个阶段人用力推动铅球，对铅球做功；在第二个阶段，铅球离开了人，人不再对铅球做功。
在人推力的作用下，铅球移动了一段距离，具体是多少，题中未给出，无法判断。故选D
4.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为________N，滑轮组的机械效率是________
【解析】
由图中读数可得弹簧测力计示数为2.4N
η=W有/W总=Gh/FS=Gh/nFh
=6N/2.4N0cm=83.3%
能量
随堂练习
5.如图所示（忽略滑轮重和摩擦），在水平拉力F=10N作用下，物体以2m/s的速度匀速前进5s，拉力F所做功_____J，功率_____ W，物体在匀速运动时，所受摩擦力_____N。
【解析】
物体前进了10m，则F绳子自由端移动了10,故拉力F做功为W=FS=10N5m=50J 功率P=W/t=50J/5s=10W
f=1/2F=5N
6.如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）
A．绳子自由端被拉下3m B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W D．滑轮组的机械效率是60%
【解析】
物体上升1m，则绳子自由端下拉2m;
物体做的有用功为W=Fs=800N=800J;
拉力的功率P=W/t=Fs/t=500N
η=W有/W总=800J/1000J=80% 故选B
能量
随堂练习
7.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、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
【解析】
在不计绳重和摩擦时， 故F1和F2大小不等
绳子自由端移动的距离s1＝2h，s2＝3h，故绳子自由端移动的距离不相等
故拉力F1和F2做的功相等；两次有用功都为 故选C
能量
随堂练习
8.如图所示，一个质量为45kg的人，在10 s内连续5次跳上每级高度为0.2m的台阶，则此人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg) ( )
A．450W
B．45 W
C．4.5W
D．4500 W
【解析】
9.如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是 ( )
A．滑轮组的机械效率是40%
B．物体重300 N
C．拉力F做的功是600 J
D．拉力F的功率是40 W
【解析】
物体沿斜面移动2m，则拉力F沿斜面移动6 m，拉力F做的功W总=600J，拉力的功率P=W/t=120W。由于不知道物体的重力大小，而=该装置的有用功等于克服重力做的功，因此无法计算有用功的大小和滑轮组的机械效率。故选C
能量
随堂练习
10.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：
（1）小张推木箱做了多少功？
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）
【解析】
（1）小张推木箱做的功是总功：W总=Fs=600N×3m=1800J；
（2）W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J；
η=W有/W总=1500J/1800J=83.3%
能量
随堂练习
11.如图所示，在拉力F的作用下，物重为G=500N的物体在水平面以4m/s的速度匀速前进12m，已知滑轮组的机械效率为60％，物体与地面间的滑动摩擦力为200N，绳端拉力F做功功率？物体克服摩擦力做功是多少？
【解析】
物体做匀速直线运动，则有用功即为克服摩擦力做的功，W有用=fs=200N2400J
η=60% 故W总=4000J
故绳子端拉力F做功功率P=W/t=4000J1333.3W
能量
随堂练习
12.工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）。求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力。
【解析】
（1）由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳端移动的距离：s′=2s=2×6m=12m
有用功：W有用=Gh=1200N×2m=2400J；η=80% ，W总=3000J，F=W总/s′=250N
（2）P=W总/t=3000J/10s=300W
（3）因为W总=W有用+W额，所以克服摩擦力做的额外功：W额=W总﹣W有用=3000J﹣2400J=600J
故f=W额/s=600J/6m=100N
THANKS

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