第十章 简单机械和功 第一部分 教材同步复习 课时二 功 功率 机械效率 知识要点 归纳 1 定义： 在物理学中 ， 我们把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功 ， 简称功 2 做功的条件： 对物体做功有两个必要条件：一是对物体要有力的作用 ， 二是物体要在力的方向上通过一定的距离 3 公式： 若用 则功的公式为 W _. 4 单位： 在国际单位制中 ， 力的单位是牛 (N)， 距离的单位是米 (m)， 则功的单位是牛 米 (Nm) 人们将功的单位命名为焦耳 ， 简称焦 ， 用字母 1 J 1 Nm. 功 物理意义： 描述物体做功的快慢 2 定义： 物理学中 ， 将功与做功所用时间的比 ， 叫做功率 3 公式： 若用 用 ， 用 则功率的公式可写成 _. 4 单位： 在国际单位制中 ， 功的单位是焦 (J)， 时间的单位是秒 (s)， 则功率的单位是焦每秒 (J/s) 人们把功率的单位命名为瓦特 ， 简称瓦 ， 用字母 功率 (高频考点 ) P 【 备注 】 用功 、 功率公式进行计算时的解题和解题注意事项 公式 解题注意事项 解题步骤 拉力做的功 W 重力做的功 W 功的 计算 阻力做的功 W 先确定力的大小 再确定距离的多少 选择适当的公式进行计算 P 先计算功的多少 再找到时间 最后用该公式计算 功率的计算 P F v 注意单位的同一性：力的单位是N ，距离的单位是m ，功的单位才是J. 时间的单位是s ，功率的单位才是 W. 力的单位是N ，速度的单位是m/s. 注意物理量的对应性：物理量必须对应于同一段时间和同一物体 先找力的大小 再确定物体在该力方向上的速度 最后用该公式计算 公式 推导 P F F v 1 有用功： 人们为了达到工作目的必须要做的功 (机械对物体所做的功 ) 2 额外功： 利用机械时不需要但又不得不做的功 (外力克服机械自重 、 阻力等所做的功 ) 3 总功： 外力所做的功 ， 即有用功和额外功的总和 即 _ 机械效率 (高频考点 ) 4 机械效率 (1) 定义 ：有用功与 _ _ 的比值，用字母 表示 (2) 公式 ： W 有W 总 100 % . (3) 规律 ：对于实际的机械，由于额外功的存在，总有 W 有用 W 总 ，因此机械效率小于 100 % . 总功 【 备注 】 (1)同一滑轮组 ， 载重越大 ， 机械效率越高 ， 所以滑轮组在满载情况下工作 ， 以增大有用功占总功的比例来提高机械效率 (2)相同载重的情况下 ， 动滑轮重力越小 ， 机械效率越高 ， 所以减小滑轮组中动滑轮的自重 ， 以减小额外功占总功的比例来提高机械效率 (3)改进机械结构 ， 在滑轮的转轴上加润滑油 ， 以减小摩擦阻力 ， 减小额外功占总功的比例来提高机械 总功和机械效率之间的关系 简单 机械 物理量 有用功 物体重力 G 上升的高度为h ，所做的功 W 有 物体 G 上升高度为 h 所做的功 W 有 总功 拉力 ( 推力 ) F 移动 s 所做的功 W 总 拉力 F 移动 s 所做的功 W 总 s n 为动滑轮上绳子承担重物的段数 ) 机械 效率 W 有W 总 100% 100% W 有W 总 100% 100% 100% 实验方法 指导 命题点 1 在实验中 ， 克服物体自身重力所做的功为_ 2 在实验中 ， 绳子自由端拉力做的功为 _ 实验一 测量滑轮组的机械效率 有用功 总功 100% 实验原理： _ . 实验器材： 刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、滑轮组、细线 实验步骤 (1) 用弹簧测力计测量出钩码的 _ _ _ (2) 按图安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置 (3) _ _ _ _ 拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 的值，用刻度尺测出钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s . (4) 算出有用功 W 有 、总功 W 总 、机械效率 . (5) 改变钩码的数量，重复上面的实验 重力 匀速 实验结论： 使用同一滑轮组提升不同重物时 ， 机械效率不同 重物越重 ， 机械效率 _ 注意事项： 拉动弹簧测力计时应竖直向上匀速拉动 ， 使弹簧测力计示数稳定 ， 便于读出拉力大小 ， 准确测出物体受到的向上的拉力 越高 探究影响滑轮组机械效率的因素 ” 的实验中 ， 小明用如图甲所示的滑轮组分别做了三次实验 ， 第1、 2、 3次实验装置分别如图中的甲 、 乙 、 丙所示 ， 实验得出的数据如下表所示： (1)在实验操作中应竖直向上 _拉动弹簧测力计 序号 钩码重 G/N 钩码上升高度h/m 有用功 J 测力计拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 总功J 机械效率 1 2 2 4 3 4 _ 匀速 (2)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 _ (3)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钩码时 ， 动滑轮的个数越多 ， 滑轮组的机械效率 _ (4)如果绳重不计 ， 摩擦不计 ， 图丙中钩码重为 4 测力计的拉力为 1 N， 那么当钩码重力为 9 该滑轮组的机械效率是 _. 越高 越低 90% 命题点 改变斜面的_. 改变斜面的 _. 改变物体的 _. 实验二 测量斜面的机械效率 倾斜程度 粗糙程度 重力 实验原理： _ . 测量仪器： 长木板一块，带钩的长方形木块、刻度尺、弹簧测力计、细绳 W 有用100% 实验步骤 (1)将一块长木板一端垫高 ， 组成一个较缓的斜面； (2)用刻度尺测出斜面的长为 s， 高为 h； (3)用细绳拴好长木块 ， 挂在弹簧测力计下 ， 测出木块的重力为 G； (4)从斜面底端沿斜面匀速拉动木块 ， 使它沿斜面上升 同时读出测力计示数 F； (5)再将长木板垫高两次 ， 一次相对较陡 ， 另一次最陡 ，重复前面的实验 实验结论： 其他条件相同的情况下 ， 斜面的倾斜程度越大 ， 斜面的机械效率 _ 越高 注意事项： 斜面的机械效率不仅与斜面的倾斜程度 有关 ， 还与物体和斜面之间的 _有关 ， 斜面越粗糙 ， 摩擦力越大 ， 机械效率 _ 摩擦力 越低 斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响 ” 时 ， 某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想： 斜面机械效率越大； 斜面机械效率越小； 他们用如图所示的装置 ， 在斜面的不同的倾斜程度下做了三次实验 请回答下列问题 (1)每次实验时 ， 斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该 _(填 “ 相同 ” 或 “ 不相同 ” )；改变斜面的倾斜程度是指改变 _(填 “ 斜面的长度 ” 、 “ 斜面的高度 ” 或 “ 斜面与水平面的夹角 ” )；实验时应把物体沿着斜面往上缓慢拉动 相同 斜面与水平面的夹角 (2)在以下六个物理量中：被拉物体的重量 G、 弹簧测力计的拉力 F、 斜面的长度 L、 斜面的高度 H、 物体在斜面上通过的距离 s、 物体上升的高度 h， 实验必须要测量的物理是_(只填所测物理量符号 )； 用需要测量的物理量符号表示的斜面机械效率的计算式是 _. W 有用W 总 100% G、 F、 s、 h (3)如果猜想 则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中 ， 由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该 _(填 “ 逐渐增大 ” 、 “ 逐渐减小 ” 或 “ 基本不变 ” ) 如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中 ， 用实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大 ， 说明猜想 _是正确的 基本不变 A 三年中考 讲练 题型一 填空类 【例 1 】 (2014 陕西 28题 ) 图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置， 个杠杆， O 为支点， 用于装载货物的小车自重为 50 0 N ，若搬运 2 000 N 的货物，电动卷扬机拉钢丝绳力 F 甲 1 600 N ，该 滑轮组的效率 甲 _ ；若用同样的滑轮按图乙组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为 F 乙 ，该滑轮组的效率为 乙 ，考虑实际情况，则 _ _ F 乙 ， 甲 _ 乙 ( 填 “ ” 、 “ ” 或“ ” ) 【 答案 】 【解题思路】 本题考查机械效率和拉力的计算题图甲中 n 2 ，所以 甲 100 % 2 000 1 600 N 100 % ；题图乙中， n 3 ，易判断 F 甲 F 乙 ；这两个滑轮组如果匀速提升相 同的货物到相同的高度，则它们所做的有用功相同，但题图乙中滑轮组克服绳子与滑轮间摩擦所做的功较多，所以总功较大，机械效率较小，故有 甲 乙 题型二 综合类 【 例 2】 (2015陕西 33题 )如图甲所示 ， 工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢 ， 货物移动的距离 在此期间 ， 工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为 594 N， 此斜面的长为 5 m， 高为 1 m， 这箱货物重为 1 500 N. (1)0 5 这箱货物处于 _