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《简单机械和功》复习
第三课时
3.2 机械能
3.2.2 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
3. 2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
例3 测量某种简单机械的机械效率。
3. 2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
课标要求
知识梳理
做功的多少
功
做功的必要因素
做功的效率
作用在物体上的力
有用功在总功中的比值
做功的快慢
影响做功多少因素
功率
机械效率
任何机械都不省功
在力的方向上通过距离
W=Fs
比较做功快慢的方法
估测人上楼时的功率
P
=
W
t
1．（2023 淮安模拟）开明中学大课间举行2分钟跳绳活动，同学们每天坚持练习，试估测一位同学每一次跳绳时克服重力做的功为（　　）
A．3J B．30J C．300J D．3000J
2．（2023 连云港）下列有关功的说法正确的是（　　）
A．用力推车没有推动，人对车也做了功
B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
典型例题
功
3．（2023 南通模拟）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　）
A． W1＝W2＜W3 B．W1＝W2＝W3
C．W2＜W1＝W3 D．W1＜W2＜W3
B
B
A
对物体做功的两个必要条件是：
一是：__________________________________，
二是：____________________________________。
物理学中机械功是指_____与物体在________方向上通过的_______的_________，简称_________。
力
力的
距离
乘积
功
W=Fs
对物体要有力的作用
物体要在力的方向上通过一定距离
思考：
1J的物理意义？
___牛的力作用在物体上，物体在_____________移动的距离为_____时所做的功。
1
力的方向上
1m
公式：
功
知识回顾
比较下图中力F所做功的大小。
思考：
s
F
s
F
s
F
甲：光滑平面
乙：粗糙平面
丙：斜面
功的估算
甲乙两同学分别将相同的砖搬到二楼，哪一个做功的快？
分析:
相同时间比做功
相同做功比时间
乙
甲
乙
甲
知识回顾
功率
功率：物理学中，将______与_______________ 的比，叫做功率。
功率的大小等于____________________。
功
做功时间
单位时间内做的功
公式：
P=
t
W
单位：功率的单位_______，简称____，符号：_____。功率的常用单位有：________（符号______）、_________（符号______）
瓦特
瓦
千瓦
兆瓦
W
kW
MW
麻雀飞行功率约8w
人正常骑车功率约60-80w
195柴油机功率约8.82kw
汽车起重机功率约320kw
内燃机车功率约2.65Mw
万吨远洋动力功率约7~23Mw
功率单位
知识回顾
功率
估测上楼时的功率
想一想:
如果要求估测出功率的大小，需要测量哪些物理量？应用什么测量工具？
P
=
W
t
=
Gh
t
测量的物理量有：
测量的工具有：
1
2
3
功率
/w
上楼的
时间/s
楼的高度
/m
体重
/kg
设计表格：
测量原理：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
①
②
知识回顾
功率
体重、楼的高度、上楼的时间
台秤、刻度尺、秒表（或手表）
4．（2021 常州模拟）如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，必须测量的物理量有（　　）
A．只需测量各自爬楼梯的高度
B．只需测量老人的质量、小孩的质量
C．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间
3．（2023 淮安模拟）如图所示，现在工地上都使用吊车，吊车的功率比较大，下列说法正确的是（　　）
A．吊车做功一定多 B．吊车做功所花时间一定少
C．吊车做功比较快 D．吊车做功比较省距离
1．（2023 常州）初中生小明回家上楼，用30s从一楼走到三楼，他上楼过程的功率大约为（　　）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
典型试题
C
2．（2020 淮安）小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（　　）
A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大 C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大
B
C
功率
C
典型试题
功率
5．（2023 南通）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。
解：（1）小明所受的重力为G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N（2）完成一个引体向上克服重力做的功W0＝Gh＝600N×0.5m＝300J（3）30s内克服重力做的功W总＝10×W0＝10×300J＝3000J
30s内克服重力做功的功率P＝
＝
答：（1）小明所受重力为600N； （2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J； （3）30s内克服重力做功的功率为100W。
＝100W
1 0.3 0.8 3.7 0.05
2 0.5 0.8 5.7 0.05
3 0.9 0.8 5.7 0.1
分析比较表中的数据，你有什么发现
① F＜G
② Fs＞Gh
利用斜面省力，但必定费距离。
实验表明：既省力又省距离的机械是不存在的
利用斜面可以省力。
测量提升物体所做的功
即使用任何机械都不省功
测量次数
F/N
s/m
G/N
h/m
Fs/(J)
Gh/(J)
0.24 0.185
0.4 0.285
0.72 0.57
知识回顾
机械效率
提升物体
克服物体重力所做的功
克服动滑轮、绳子重及摩擦所做的功
额外功:
目 的:
有用功:
总 功:
人对动滑轮
所做的功
提升物体
移动物体
克服物体与地面摩擦所做的功
克服物体重力所做的功
克服物体与斜面间摩擦所做的功
克服滑轮的轮与轴之间的摩擦所做的功
人拉小车做的功
人对滑轮组
所做的功
知识回顾
机械效率
⑤ 0.5 20 0.35 0.3 60 0.1 0.18
1.动滑轮的机械效率与_______、__________有关。
2.动滑轮的机械效率与______________、____________无关。
同一动滑轮，提升的物体重力越大，其机械效率越_____。
提升同一物体，动滑轮重力越大，其机械效率越_____。
物重
动滑轮重
高
低
提升物体高度
绳子股数
④ 0.5 30 0.25 0.4 60 0.15 0.24
测量 次数 物重 G/N 上升 高度 h/cm 动滑 轮重 G0/N 拉力 F/N 绳端移动 s/cm 直接 提升 W有用/J 利用
动滑轮
W总/J
① 0.5 20 0.25 0.4 40 0.1 0.16
② 0.5 20 0.35 0.45 40 0.1 0.18
③ 2 20 0.25 1.2 40 0.4 0.48
η
62.5%
55.6%
83.3%
83.3%
知识回顾
机械效率
55.6%
1.（2023 连云港）下列关于机械效率的说法正确的是（　　）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
典型试题
D
2.（2022 扬州）在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（　　）
A．转轴加润滑油 B．增加提升高度
C．增大提升速度 D．减小物体质量
A
3.（2023 无锡模拟）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（　　）
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2
C．F1＜F2 η1＜η2 P1＜P2 D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2
B
机械效率
4.（2023 常州模拟）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。则杠杆的机械效率为________，若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__________（变大/变小/不变）（不考虑摩擦）。
典型试题
90%
变大
66.7
2
相同
5.（2023 扬州）现用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与所挂物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系，如图乙所示。若不计绳重和摩擦，动滑轮自重是______N；当G物＝4N时，该滑轮组机械效率是______%；仅改变图甲中的绕绳方式，重复上述实验，所得到的η﹣G物图线与图乙所示曲线______（相同/不同）。
机械效率
6.（2022 南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
典型试题
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 　 　cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 　 　N，第2次实验滑轮组的机械效率为 　 　%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 　 　；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 　 　；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
30
2.5
80
低
不变
变小
机械效率
1．（2023 镇江）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（　　）
A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功
C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功
检测反馈
2．（2023 南京模拟）如图所示，水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成，AB＝BC。磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，M在AB和BC段运动的时间分别为t1、t2，拉力做的功分别为W1、W2。则（　　）
A．t1＝t2 W1＝W2 B．t1＜t2 W1＝W2
C．t1＝t2 W1＞W2 D．t1＞t2 W1＜W2
C
C
3．（2023 常州模拟）如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别约为（　　）
A．200J 100W B．100J 50W C．2J 1W D．1J 0.5W
D
4．（2023 常州模拟）一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同，对木箱施加一个方向不变的水平推力F（如图甲），F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．在0～2s内木箱所受摩擦力为2N
B．在2～4s内木箱所受摩擦力为3N
C．在0～2s内推力F对木箱所做的功为2J
D．在4～6s内推力F对木箱做功的功率为8W
检测反馈
D
5．（2023 连云港模拟）关于功、功率和机械效率，以下说法正确的是（　　）
A．做功越多的机械，功率一定大 B．功率越大的机械，机械效率也越高
C．做有用功越多的机械，机械效率越高 D．功率越大的机械，做功一定越快
6．（2020 盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（　　）（不计绳重和摩擦）
A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
D
A
7．（2023 扬州模拟）俯卧撑主要锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉。如图所示，小明做俯卧撑时可视为一个杠杆，其重心在A处，手掌作用在地面B处，已知小明体重600N，1min内可做50个俯卧撑，每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时可视为_______杠杆，图示位置时两只手掌对地面的压力共为_______N，每次俯卧撑小明做的功为_______J，做俯卧撑的功率为_______W。
检测反馈
省力
480
240
200
8．（2023 扬州模拟）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为_________J，杠杆的机械效率为_________%。
9．（2023 润州区二模）如图，小明将一个重为200N的小车以0.2m/s的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为120N，小车沿斜面移动的距离s＝2m，上升的高度h＝1m。在此过程中小明做的有用功为________J，斜面的机械效率为________%，摩擦力大小为________N，支持力做功为________J。
200；83.3；20；0。
2；90。
2
90
200
83.3
20
0
检测反馈
10．（2023 海安市模拟）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，各小组所用实验装置如图所示。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 绳自由端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
3 3 0.1 1.2 0.3
（1）在实验操作中应竖直向上 　 　拉动弹簧测力计；
（2）第一组同学正确操作并记录数据如上表。则第3次机械效率为 　 　；
（3）分析表中的实验数据及测量结果可知：影响滑轮组的机械效率的因素是 　 　 　 　；
（4）第二组同学也利用1N、2N、3N的钩码进行三次实验，每次测得的机械效率均大于第一组同学的测量值，不可能的原因是 　 　。A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升C．第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组
匀速
83.3%
物体重力
B
检测反馈
11．（2023 苏州模拟）建筑工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，（滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg）
（1）动滑轮的重力是多大？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；
（3）滑轮组机械效率为80%时，运送建材的重力是多大？
解：（1）由图象可知，当建材重为G1＝300N时，滑轮组的机械效率η1＝50%，摩擦力及绳重忽略不计，则滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝
所以动滑轮的重力：G动＝
×G1＝
×300N＝300N
＝
＝80W
此时运送建材的重力：G2＝
＝
答：（1）动滑轮的重力是300N；（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，拉力的功率为80W；（4）滑轮组的机械效率为80%时运送建材的重力是1200N。
×100%＝
×100%＝
×100%
（2）1min内绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×12m＝24m，拉力做的功：W＝Fs＝200N×24m＝4800J；拉力的功率：P＝
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，根据η＝
＝1200N

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