功和机械能第1讲功功率机械效率.ppt
第七单元,功和机械能,第1讲,功,功率,机械效率,1理解功包含两个必要因素,2理解功的公式、功的计算和单位3了解功的原理,4理解功率的物理意义、计算和单位,5理解有用功和总功，知道额外功，理解机械效率，能测,机械效率,6了解提高机械效率的途径和意义,一、功,距离,1做功：物体在力的方向上移动了_，就说这个力做了功2做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的_，另一个是物体在这个力的方向上_,3功的计算：,力,移动的距离,(1)功的定义：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功,(2)功的定义式：_.,WFs,4功的单位：_，简称焦，符号是_.1 J,1 Nm.,焦耳,J,距离,力,省功,5功的原理：人们使用机械时，省力必然费_，省距离必然费_，也就是使用任何机械都不_二、机械效率及各种功1有用功：(1)定义：对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功,(2)计算公式：W 有用Gh_.,mgh,2额外功：(1)定义：一般指人对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功(2)计算公式：W 额外W 总W 有用3总功：(1)定义：有用功和额外功之和，一般拉力做的功为总功,(2)计算公式：W 总Fs_.4机械效率：(1)定义：有用功跟总功的比值(2)公式：_100%.(3)任何机械的机械效率都小于 100%.,Fnh,科目一考试网 科目一模拟考试2016科目四考试网 科目四模拟考试,Grammar,三、功率,单位时间内,1.定义：物体在_所做的功，叫功率,2公式：_.,P,Wt,3单位：_，简称瓦，符号是 W.其他单位：千瓦，,符号是 kW.,瓦特,单位换算：1 W1 J/s,1 kW103 W.4推导式：当物体在力 F 的作用下，以速度 v 做匀速直线,时，F 与 v 成_,Fv,反比,考点 1,功,1不做功的三种情况：(1)物体受力的作用，但没有移动如小明用力搬石头没搬动(2)物体不受力的作用，由于惯性移动了一段距离如足球飞出后，人对足球无作用力，对足球不做功(3)物体受力作用，也移动了，但移动的距离与力的方向垂直如提水时水平前进，人对水桶不做功,2功的计算：,(1)使用 WFs 计算功时，一定要考虑清楚哪一段距离 s 是,在这个力 F 的方向上移动的距离,(2)计算时单位必须统一,例 1(2011 年广安)在下列的四种情境中，人对物体做功,的是(,),B,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举着杠铃原地不动思路点拨：判断物体是否做功，关键是看物体在力的方向上有没有移动距离,例 2如图 711 所示，已知物体 A 和 B 质量相等，A 在粗糙的水平地面，B 在光滑的斜面现它们分别在同样大小的力 F 作用下沿 F 的方向分别移动了距离 s，则 F 对物体做的功,(,),B,图 711,A对 A 做的功多C对 B 做的功多,B对 A 和 B 做功一样多D条件不足，无法确定,思路点拨：由功的定义式 WFs 知，功等于力与在力的方向移动的距离的乘积,考点 2,机械效率测量滑轮组的机械效率,1实验原理：,W 有用W 总,GhF 拉 s,.,2要测量的量：钩码重 G、钩码提升的高度 h、拉力 F 拉、绳的自由端移动的距离 s.3实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计4实验结论：影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的质量、物体的质量、滑轮和绳子间的摩擦,5实验拓展：(1)必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计的示数不变(2)提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组，机械效率越低(3)同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越大,械效率与绳子的股数 n 无关,W有用Gh,1计算式：,斜面的机械效率,W总 Fs,.,2影响因素：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度3提升同一重物时，斜面坡度越大，越不省力，机械效率越高,例 3某实验小组在“测定滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第 1、2、3 次实验的装置分别如图 712 中的甲、乙、丙所示,图 712,(1)比较第 1 次实验和第 2 次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率_(2)填写实验 3 中的机械效率，比较第 2 次实验和第 3 次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_,(3)如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为 4 N 时，测力计的拉力为 1 N，那么当钩码重为 9 N 时，该滑轮组的机械效率是_思路点拨：(1)使用相同的滑轮组提升不同质量的钩码时，滑轮组做的额外功相同，提升的钩码越重，做的有用功越多，,机械效率越高(2)实验 3 中，,0.4 J0.55 J,72.7%.使用不同的滑,轮组提升相同的重物时，滑轮组做的有用功相同，动滑轮的个数越多，滑轮组做的额外功越多，机械效率越低(3)当丙图中钩码重 4 N 时，G 轮5FG5 N4 N1 N，当钩码重 9 N,Gh 9N时，GhG 轮 h 9 N1 N,90%.,【答案】(1)越高,(2)72.7%,越低,(3)90%,4物体在恒力作用下做匀速直线运动时，P,考点 3,功率,1相同时间内，做功多的功率大2做功相同时，用时多的功率小注意：功、功率和机械效率之间没有必然的联系，做功多，功率不一定大；功率大，机械效率不一定高,W Fst t,Fv.,1(2012 年广州)图 713 的剪刀剪纸的机械效率为 80%，,这表示(,),D,A若动力是 1 N，则阻力是 0.8 NB若阻力是 1 N，则动力是 0.8 NC若动力做功 1 J，则有 0.2 J 的功用于剪纸D若动力做功 1 J，则有 0.8 J 的功用于剪纸,2(2012 年茂名)如图 714 所示，工人通过滑轮组使重 600 N 的箱子以 0.4 m/s 的速度从地面升到 12 m 高的五楼上求：,(1)若箱子平放时与楼板的接触面积为 0.15,m2，箱子对楼板的压强为多大？,(2)工人吊起箱子的过程中做的有用功是多,少？,(3)若滑轮组的机械效率为 80%，则工人做,功的功率为多少？,600 N0.15 m2,300 W.,W 有用W 总,箱子对楼板的压强为 p,(3)箱子上升所用的时间为 t,根据,W有用 7.2103 J,W总 9103 J,【答案】解：(1)箱子对楼板的压力为 FG600 N,FS,4103 Pa.,(2)工人对箱子做的有用功为W有用Gh600 N12 m7.2103 J.,h 12 mv 0.4 m/s,30 s.,得,拉力做的总功 W 总,80%,9103 J,拉力的功率为 P,t 30 s,3(2011 年广州)用图 715 甲、乙两种方式匀速提升重为 100 N 的物体，已知滑轮重 20 N、绳重和摩擦力不计则,(,),D,图 715A手的拉力：F 甲F 乙；机械效率：甲乙B手的拉力：F 甲F 乙；机械效率：甲乙C手的拉力：F 甲F 乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F 甲F 乙；机械效率：甲乙,4(2011 年广东)在水平地面上，工人用 100 N 的水平推力推动重 150 N 的箱子，4 s 内前进了 6 m，在这个过程中，木箱所受的重力对木箱做的功为_J；工人对木箱做的功为_J；箱子运动的平均速度为_m/s.图 716,0,600,1.5,5(2010 年肇庆)如图 716 所示，动滑轮的重量是 G0，物体的重量是 G(GG0)，提升距离仍是 h，此时动滑轮的机械效率为1，则1_(填“”、“”或“”).,Gh,G2F,
