第一部分第七单元功和机械能第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：_.WFs4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_.mgh2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三、功率单位时间内1.定义：物体在_所做的功，叫功率2公式：_.PWt3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()BA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 711A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Gh1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次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m有用功W 有用/J测力计的拉力F/N测力计移的动距离s/m总功W 总/J机械效率120.10.20.90.30.2774.1%240.10.41.60.30.4884.3%340.10.41.10.50.55(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 J72.7%.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 N90%.【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 tFv.例 4(2011 年沈阳)举重是我国的优势体育项目一位身高 180 cm 的运动员和一位身高 160 cm 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()BAW1W2，P1P2CW1W2，P1P2BW1W2，P1P2DW1W2，P1P2思路点拨：相同时间内，做功多的功率大功率P 208.3W.例 5(2012 年泉州)质量为 50 kg 的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用 12 s 爬到了 5 m 高的杆顶(1)何勇受到的重力是多少？(2)何勇在爬杆过程中做了多少功？功率多大？思路点拨：要看清楚是求功还是求功率，两者不能混淆【答案】解：(1)何勇受到的重力为Gmg50 kg10 N/kg500 N.(2)何勇做功 WGh500 N5 m2 500 JW 2 500 Jt 12 s1(2012 年广州)图 713 的剪刀剪纸的机械效率为 80%，这表示()DA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 0.15m2，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 JW总 9103 J【答案】解：(1)箱子对楼板的压力为 FG600 NFS4103 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/s30 s.得拉力做的总功 W 总 80%9103 J拉力的功率为 Pt 30 s3(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 71606001.55(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“”).GhG2F