第22讲功功率机械功率.ppt

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1、第第2222讲讲 功功 功率功率 机械功率机械功率第第2222讲讲 功功 功率功率 机械功率机械功率2021/9/231第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦考点聚焦考点聚焦考点考点1 1 功功定定义义一个一个_作用在物体上，物体在作用在物体上，物体在这这个力的方向移个力的方向移动动了一段了一段_，就，就说这说这个力做了功个力做了功必要必要因素因素作用在物体上的作用在物体上的_；物体在力的方向上移物体在力的方向上移动动的的_力力距离距离力力距离距离2021/9/232第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦不做功的三种情况不做功的三种情况示意示意图图特点特点物体水平方物体水平方向不受力，因向不受力，因惯惯性而性

2、而动动物体受力，但物体受力，但静止静止有力有距离，有力有距离，力的方向与距力的方向与距离的方向垂直离的方向垂直举举例例踢出去的足踢出去的足球球推而未推而未动动，搬，搬而未起而未起人提水桶水人提水桶水平前平前进进，提水，提水桶的力和重力桶的力和重力不做功不做功2021/9/233第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦功的功的计计算算表述表述力与物体在力的方向上通力与物体在力的方向上通过过的距离的的距离的_公式公式W W_单单位位_(_(符号：符号：J)J)；1 J1 J1 N1 Nm m大小大小把两个把两个鸡鸡蛋蛋举举高高1 m1 m所做的功大所做的功大约约是是1 J1 J说说明明做功的做功的过过程程实

3、质实质上是能量上是能量转转化的化的过过程。程。计计算做功多少算做功多少时时，要注意三个，要注意三个“同一同一”性：即性：即力与物体移力与物体移动动的距离在方向上必的距离在方向上必须须一致、力一致、力与物体移与物体移动动的距离必的距离必须对应须对应于同一物体且同于同一物体且同一段一段时间时间乘积乘积FsFs焦耳焦耳2021/9/234第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦功的原理功的原理内容内容使用机械使用机械时时，人，人们们所做的功，都不会少于所做的功，都不会少于直接用手所做的功，即使用任何机械都直接用手所做的功，即使用任何机械都_说说明明功的原理是一个普遍功的原理是一个普遍结论结论，对对于任何机于任

4、何机械都适用；械都适用；使用机械省力必使用机械省力必须费须费距离，省距离必定距离，省距离必定费费力，既省力又省距离的机械是没有的；力，既省力又省距离的机械是没有的；人用理想机械人用理想机械时时所做的功所做的功(FsFs)等于直等于直接用手接用手对对重物所做的功重物所做的功(GhGh)不省功不省功2021/9/235第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦考点考点2 2 功率功率 定定义义_内所做的内所做的_物理意物理意义义表示做功表示做功_的物理量。所以功率大，的物理量。所以功率大，说说明做功明做功_，单单位位时间时间内做的功多；内做的功多；功率小，功率小，说说明做功明做功_，单单位位时间时间内做内做的

5、功少的功少公式公式P PW/tW/t单单位位时间时间功功快慢快慢快快慢慢2021/9/236金手指驾校网 http:/ http:/ Focus2021/9/237第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦单单位位_(_(符号：符号：_)_)；换换算关系：算关系：1 kW1 kW_W_W，1 W1 W1 J/s1 J/s备备注注功率的公式功率的公式P P是指平均功率，即在是指平均功率，即在t t时间时间内的平均功率，而不是某一内的平均功率，而不是某一时时刻的瞬刻的瞬时时功率；功率；当物体在力当物体在力F F作用下，以速度作用下，以速度v v匀速运匀速运动时动时，有：有：W WFsFs，v vs/ts/t，

6、可得：，可得：P PW/t W/t Fs/t Fs/t _ 点点拨拨 功率表示做功快慢，不表示做功多少；做功率表示做功快慢，不表示做功多少；做功多少由功率和功多少由功率和时间时间共同决定。共同决定。瓦特瓦特W W10103 3FvFv2021/9/238考点考点3 3 机械效率机械效率三种功三种功概念概念计计算方法算方法有用功有用功为为了达到目的而必了达到目的而必须须做的功做的功W W有用有用_额额外功外功我我们们不需要但又不不需要但又不得不做的功得不做的功W W额额外外G G动动h h(适用适用于滑于滑轮组轮组且不考且不考虑虑摩擦摩擦)总总功功有用功和有用功和额额外功外功_W W总总_第第2

7、2讲讲 考点聚焦考点聚焦G G物物h(h(或或fs)fs)之和之和W W有用有用W W额外额外2021/9/239认识认识“机械效率机械效率”定定义义有用功和有用功和总总功的功的_，用符号，用符号_表示表示公式公式_说说明明机械效率是一个比机械效率是一个比值值，通常用百分数表，通常用百分数表示，由于有用功示，由于有用功总总_总总功，故机械效功，故机械效率率总总_意意义义机械效率是衡量机械做功性能好坏的物机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低与使用机械是省理量，但机械效率的高低与使用机械是省力力还还是是费费力无关力无关第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦比比值值W W有用有用/W/W

8、总总小于小于小于小于1 12021/9/2310考点考点4 4 机械效率的测量机械效率的测量名称名称测测斜面的机械效率斜面的机械效率测测滑滑轮组轮组的机械效率的机械效率原理原理_示意示意图图第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦2021/9/2311操作操作沿斜面沿斜面_拉拉动动物体物体沿沿_方向方向_提升重物提升重物工具工具_、_所所测测量量物重物重G G、物体上升高度、物体上升高度h h、拉力、拉力F F、测测力力计计移移动动的距的距离离s s得出得出结论结论斜面的机械效率与斜面斜面的机械效率与斜面的的_和和_有关。斜面越有关。斜面越陡、越光滑，机械效率越陡、越光滑，机械效率越_a a同一滑同一滑

9、轮组轮组，提升，提升重物越多，机械效率越重物越多，机械效率越_；b b提升相同重物，滑提升相同重物，滑轮组轮组中中动动滑滑轮轮个数越多，个数越多，机械效率越机械效率越_，但越省力但越省力第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦竖竖直直匀速匀速匀速匀速弹弹簧簧测测力力计计刻度尺刻度尺倾倾斜程度斜程度粗糙程度粗糙程度高高高高低低2021/9/2312第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦光滑光滑增大增大减小减小减小减小增加增加2021/9/2313第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦2021/9/2314知识纵横知识纵横简单简单机械的三种功和机械效率机械的三种功和机械效率图图22221 1第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦2

10、021/9/2315第第22讲讲 考点聚焦考点聚焦简单简单机械机械做功做功目的目的有用功有用功(W(W有用有用)总总功功(W(W总总)额额外功外功(W(W额额)机械效机械效率率()()(杠杆杠杆甲甲)提升提升物体物体GhGhFsFsFsFsGhGh滑滑轮组轮组(乙乙)提升提升物体物体GhGhFsFsFsFsGhGh斜面斜面(丙丙)提升提升物体物体GhGhFsFsFsFsGhGh滑滑轮组轮组(丁丁)平移平移物体物体fsfs1 1FsFs2 2FsFs2 2fsfs1 12021/9/2316命题角度：命题角度：(1)(1)功的基本概念；功的基本概念；(2)(2)通过生活实例考查做功的两个必要因素

11、；通过生活实例考查做功的两个必要因素；(3)(3)功的简单计算；功的简单计算；(4)(4)利用功的原理解释生活中的功现象。利用功的原理解释生活中的功现象。归类示例归类示例第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2317例例1 1 20122012大理大理 如图如图22222 2所示的情景中，人对物所示的情景中，人对物 体做功的是体做功的是()A A归类示例归类示例类型一类型一 功功图图22222 2第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2318 点点评评：本题考查对做功概念的理解，题目典型，本题考查对做功概念的理解，题目典型，难度不大，是中考命题的热点；该类型的习题还会难度不大，是中

12、考命题的热点；该类型的习题还会涉及功的简单计算和功的原理。涉及功的简单计算和功的原理。第第22讲讲归类示例归类示例 解析解析 判断人对物体是否做功：一看是否有判断人对物体是否做功：一看是否有力作用在物体上，二看物体是否在力的方向上通过力作用在物体上，二看物体是否在力的方向上通过距离。距离。B B图中图中“力与距离垂直力与距离垂直”不做功；不做功；C C图中图中“有有力无距离力无距离”不做功，不做功，D D图中图中“有距离无力有距离无力”不做功，不做功，故选故选A A。2021/9/2319类型二类型二 功率功率 命题角度：命题角度：(1)对功率概念的理解；对功率概念的理解；(2)功率的物理意义

13、；功率的物理意义；(3)熟悉生活中的一些机器的功率；熟悉生活中的一些机器的功率；(4)设计实验测量功率的大小。设计实验测量功率的大小。第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2320例例2 2 20122012无无锡锡 学学习习了功率的知了功率的知识识后，小明后，小明 和几位和几位同学准同学准备备开展开展“比一比比一比谁谁的功率大的功率大”的活的活动动，他，他们设计们设计了三了三套方案：套方案：测测量出各自的体重、爬楼用的量出各自的体重、爬楼用的时间时间和爬楼的高和爬楼的高度，算出爬楼的功率并度，算出爬楼的功率并进进行比行比较较；控制爬楼的控制爬楼的时间时间相同，相同，测测量出各自的体重、

14、爬楼的高度，算出爬楼做的功并量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进进行行比比较较；控制爬楼的高度相同，控制爬楼的高度相同，测测量出各自的体重、爬楼量出各自的体重、爬楼的的时间时间，算出体重和，算出体重和时间时间的比的比值值并并进进行比行比较较。其中可行的。其中可行的是是()A A只有只有 B B只有只有 C C只有只有 D D都可以都可以第第22讲讲归类示例归类示例 D D2021/9/2321 点点评评：这个题目的命题立意是将相关物理知识与日这个题目的命题立意是将相关物理知识与日常生活中常见的一些现象进行整合，引导师生共同关注常生活中常见的一些现象进行整合，引导师生共同关注生活实际。

15、生活实际。第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2322类型三类型三 机械效率及测量机械效率及测量 命题角度：命题角度：(1)通过具体事例考查有用功、额外功及总功的含义；通过具体事例考查有用功、额外功及总功的含义；(2)探究探究“滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率”注意事项及数据处理；注意事项及数据处理；(3)探究探究“斜面的机械效率斜面的机械效率”注意事项及数据处理；注意事项及数据处理；(4)对于不同机械分析判断影响其机械效率的因素。对于不同机械分析判断影响其机械效率的因素。第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2323图图22223 3例例3 320122012绵绵阳阳 在探究在

16、探究“斜面的斜面的倾倾斜程度斜程度对对斜面机械斜面机械效率的影响效率的影响”时时，某物理，某物理兴兴趣小趣小组组的同学提出了三种不同的同学提出了三种不同的猜想：的猜想：A A.斜面越斜面越倾倾斜，斜面机械效率越大；斜，斜面机械效率越大；B B.斜面越斜面越倾倾斜，斜面机械效率越小；斜，斜面机械效率越小；C C.斜面的机械效率与斜面的斜面的机械效率与斜面的倾倾斜程度无关。他斜程度无关。他们们用如用如图图22223 3所示探究装置，在不同所示探究装置，在不同的的倾倾斜程度下做了三次斜程度下做了三次实验实验。请请回答下列回答下列问题问题：第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2324 (1)(

17、1)每次每次实验时实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体拉的物体应该应该_(_(选选填填“相同相同”或或“不相同不相同”)”)；改改变变斜面的斜面的倾倾斜程度是指改斜程度是指改变变_(_(选选填填“斜面的斜面的长长度度”、“斜斜面的高度面的高度”或或“斜面与水平面的斜面与水平面的夹夹角角”)”)；实验时应实验时应把把物体沿着斜面向上物体沿着斜面向上缓缓缓缓拉拉动动。第第22讲讲归类示例归类示例 相同相同斜面与水平面的斜面与水平面的夹夹角角2021/9/2325 (2)(2)在以下六个物理量中：被拉物体的重量在以下六个物理量中：被拉物体的重量G G；弹弹簧簧测测力力计

18、计的拉力的拉力F F；斜面的；斜面的长长度度L L；斜面的高；斜面的高度度H H；物体在斜面上通；物体在斜面上通过过的距离的距离s s；物体上升的高；物体上升的高度度h h。实验时实验时必必须须要要测测量的物理量是量的物理量是_(_(只填所只填所测测物理量的符号物理量的符号)；用需；用需要要测测量的物理量符号表示的斜面机械效率的量的物理量符号表示的斜面机械效率的计计算算式是式是_。第第22讲讲归类示例归类示例 G G、F F、s s、h h2021/9/2326 (3)(3)如果猜想如果猜想C C是正确的，是正确的，则则在三次在三次倾倾斜程度逐斜程度逐渐渐增增大的大的实验实验中，由中，由实验实

19、验数据代入斜面机械效率的数据代入斜面机械效率的计计算式得算式得到的到的值值就就应该应该_(_(选选填填“逐逐渐渐增大增大”、“逐逐渐渐减小减小”或或“基本不基本不变变”)”)；如果在三次；如果在三次倾倾斜程度逐斜程度逐渐渐增大的增大的实验实验中，由中，由实验实验数据代入斜面机械效率的数据代入斜面机械效率的计计算式得到的算式得到的值值逐逐渐渐增大，增大，说说明明实验实验前的猜想前的猜想_是正确的。是正确的。第第22讲讲归类示例归类示例 基本不基本不变变A A2021/9/2327第第22讲讲归类示例归类示例 点评点评机械效率的探究是中考命题的热点，涉及滑机械效率的探究是中考命题的热点，涉及滑轮组

20、、斜面、杠杆的机械效率的考查，命题较全面，轮组、斜面、杠杆的机械效率的考查，命题较全面，综合考查分析归纳、计算的能力。综合考查分析归纳、计算的能力。2021/9/2328命题角度：命题角度：(1)重力做功或克服重力做功的计算；重力做功或克服重力做功的计算；(2)有用功、额外功及总功的计算；有用功、额外功及总功的计算；(3)机械效率的计算；机械效率的计算；(4)机械效率变化的分析；机械效率变化的分析；(5)与功、机械效率相结合的计算。与功、机械效率相结合的计算。类型四类型四 功、功率、机械效率的相关计算功、功率、机械效率的相关计算 第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2329例例4 4

21、2012东营东营 以前，我国北方经常用辘轳将水从井以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如图里提上来，如图224所示。辘轳的本质是可以连续转动的所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是杠杆。已知吊桶的质量是2 kg，容积是，容积是8103 m3；井中水；井中水面到地面的高度为面到地面的高度为5 m，水的密度是，水的密度是1.0103 kg/m3，不计，不计摩擦及绳和摇柄的质量，摩擦及绳和摇柄的质量，g取取10 N/kg。图图22224 4第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2330(1)(1)当人通当人通过辘轳过辘轳用用20 20 s s的的时间时间，将装，将装满满水

22、的吊桶水的吊桶从水面匀速提升到地面从水面匀速提升到地面时时，人所做的有用功是多少，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？人所做有用功的功率是多大？该该机械的机械效率机械的机械效率是多少？是多少？(2)(2)当人通当人通过辘轳过辘轳将装半桶水将装半桶水(体体积为积为4104103 3 m m3 3)的吊桶匀速提升到地面的吊桶匀速提升到地面时时，该该机械的机械效率是多机械的机械效率是多少？少？(3)(3)根据上面的根据上面的计计算算结结果，提出改果，提出改进进吊桶的吊桶的办办法，法，以提高以提高该该机械的机械效率。机械的机械效率。(4)(4)请请列列举举使用使用该该机械比人直接提升吊桶的

23、好机械比人直接提升吊桶的好处处。(答出两条即可答出两条即可)第第22讲讲归类示例归类示例 400 J400 J20 W20 W80%80%66.7%66.7%减小吊桶减小吊桶质质量或增大吊桶容量或增大吊桶容积积省力，能改省力，能改变变力的方向力的方向2021/9/2331第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2332第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2333例例5 2012成都成都 如如图图225所示所示为为小小刚设计刚设计的滑的滑轮组轮组装装置。其中滑置。其中滑块块A置于表面各置于表面各处处粗糙程度相同的水平面上，粗糙程度相同的水平面上，动动滑滑轮轮重重G10 N,重物重物B

24、的重力的重力GB可改可改变变。下表是小。下表是小刚刚在在某次使用某次使用该该装置装置时记录时记录的一些数据。若不的一些数据。若不计绳计绳重及重及绳绳与滑与滑轮间轮间的摩擦，跨的摩擦，跨过过滑滑轮轮的的绳绳或或竖竖直或水平，直或水平，A距水平面上距水平面上的定滑的定滑轮轮、B距水平面均足距水平面均足够远够远。求：。求：图图225第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2334时间时间t t0 02 2 s s2 24 4 s s4 46 6 s sG GB B/N N202050502727A A的运的运动动情况情况静止静止速度由速度由0 0逐逐渐渐增大增大到到2 2 m m/s s以以2

25、2 m m/s s的速度做的速度做匀速运匀速运动动A A在水在水平面上平面上通通过过的的距离距离s/s/m m0 02 24 4第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2335(1)(1)在在4 46 6 s s内，水平内，水平绳对绳对A A的拉力做的功。的拉力做的功。(2)(2)在在2 24 4 s s内，重力内，重力G GB B做功的功率。做功的功率。(3)(3)在在0 02 2 s s和和2 24 4 s s两段两段时间时间内，内，A A受到的摩受到的摩擦力大小。擦力大小。第第22讲讲归类示例归类示例 74 J25 W15 N18.5 N2021/9/2336第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2337第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2338 点评：点评：机械效率的计算是中考的必考点，综机械效率的计算是中考的必考点，综合考查对功、机械效率计算公式的灵活运用，通合考查对功、机械效率计算公式的灵活运用，通常以斜面或滑轮组为载体进行命题常以斜面或滑轮组为载体进行命题第第22讲讲归类示例归类示例 2021/9/2339