功和功率和效率
功率和效率的计算和比较
功率和效率的计算和比较在物理学和工程学中，功率和效率是两个重要的概念，用来描述能量转化和利用的效果。
本文将介绍功率和效率的概念及其计算方法，并比较二者之间的关系和差异。
一、功率的计算和意义功率（Power）是描述单位时间内能量转移或转化的速率。
它的计算公式为：功率 = 能量转移的大小 / 能量转移的时间以电功率为例，当电能以P的功率被消耗或利用时，电流I通过电压V的电路元件上消耗的功率可以用下式计算：功率 = 电流 x 电压功率的单位通常使用瓦特（W）来表示，1瓦特等于1焦耳/秒。
功率的大小反映了单位时间内的能量转化速率，即单位时间内完成的工作量或能量转换量。
二、效率的计算和意义效率（Efficiency）是指能量或功率转换过程中的利用率或损耗情况。
它用来衡量能源的利用程度或设备工作时的有效性。
效率的计算公式为：效率 = 有用输出 / 输入例如，热机的效率可以用以下公式计算：效率 = (有用功 / 热量输入) x 100%能量转换过程中总会存在一定的损耗，所以效率一般小于1。
对于电器设备而言，效率可以衡量其能否高效地将电能转化为其他形式的能量，比如热能、光能等。
三、功率和效率的比较功率和效率都是描述能量转化和利用效果的指标，但二者从不同的角度出发。
功率着重于单位时间内的能量转化速率，反映了完成工作所需的能力大小。
效率则强调能量利用的效果，是指输入与输出之间的比例关系。
举例来说，一个电灯泡的功率为50瓦，表示它每秒消耗50焦耳的电能。
而灯泡的效率则可以衡量它将电能转化为光能的利用效果。
若其光功率为5瓦，那么灯泡的效率为10%。
这意味着有90%的电能被转化为了热能，而不是光能。
在实际应用中，功率和效率通常是相互关联的。
当我们需要比较两个设备的能量转化效果时，可以通过比较它们的功率和效率来判断。
如果两个设备的功率相同，但一个设备的效率更高，那么它将以较少的能量损耗产生相同的输出功效。
综上所述，功率和效率在能量转化和利用的过程中起到了重要的作用。
功和功率,机械效率
100
滑轮组水平拉动物体时:
W有＝f h W总＝F s S=n h
斜面
在物理中，这些都叫什么？
省力
省功吗？
思考：工人师傅利用斜面提升物
体做功时，哪些做的是有用功？ 哪些是额外功？哪些是总功？
W有用=Gh W总=Fs
W额外=fs W额外= W总-W有用
斜面的机械效率怎么计算？
5.如图，把重为10N的物体推上高为0.5m的斜面， 斜面的长为1m所用的推力为12N,沿斜面向上,求 推力所做的功和斜面的机械效率?
要实现目的，完成有 实验原理 用功,必须施加动力F 对机械做功，是总功
W总=F S
.
Gh W总 Fs
F
W有
需要测量 的物理量
F
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、 要提升G，同时必须 铁架台、滑轮、细线、钩码。 将动滑轮也提升。你
要克服本滑轮重力和 摩擦而额外做功，否 G 注意事项 则你不能完成任务。 该功无利用价值而又 不得不做，是额外功。 竖直向上，匀速拉动测力计。
2、势能 ①重力势能：物体由于被举高而具有的能。 物体质量越大，举高的高度越高，重力势 能越大。 通常认为在地面上的物体的重力势能 为零。
②弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的 能。 同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大。
练习
10. 如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于 其机械能的变化情况，下列说法中正确的是 B A.重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能 B.重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能
提升G是目的， 有利用价值， 是有用功 W有=Gh
滑轮组提高重物时: W有＝ G物 h
W总 ＝ F s
功和功率 机械效率
初三物理下期（1）功和功率机械效率一、重难点知识精讲（一）功和功率1、功：物体在力的作用下动能或势能发生了变化，我们就说力对物体做了功。
对物体没有做功有两种情况：（1）力没有使物体在它的作用下移动，动能和势能没有变化；（2）力与物体运动方向垂直，力没有使物体在它的方向上移动距离。
2、功的计算（1）物理学中，把力和在力的方向上移动的距离的乘积，叫做功。
（2）公式、符号的意义及单位：W=F·sW（功）—焦耳（J）F（力）—牛顿（N） s（距离）—米（m）做功的多少就表示物体动能、势能增加（或减少）的多少，所以功的单位和能的单位一样，都是焦耳，简称焦，符号J。
3、功的原理:使用机械做的功等于不用机械直接用手做的功，或者说使用任何机械都不能省功，人们使用机械的目的是为了省力，或省距离。
例1、在图所示的四种情景中，其中力对物体没有做功的是（）例2、重200N的木箱，在40N水平拉力作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动，当木箱在50N的水平拉力的作用下，沿同一水平地面前进10m的过程中（）A．拉力做功500J B．重力做功2000J C．木箱受到的摩擦力为50N D．木箱受到的重力和支持力的合力为零4、功率（1）单位时间内所做的功叫做功率，它是用来表示物体做功快慢的物理量。
（2）公式：（3）符号及单位：P（功率）—瓦特（W） W（功）—焦耳（J） t（时间）—秒（s）5、比较功率的大小的方法（1）在做功时间相同时，比较做功的多少。
在时间相同时，做的功越多，功率就越大（2）在做的功相同时，比较做功时间的长短。
做相同多的功，用时越短，功率就越大。
（3）在做功的时间和做功的多少都不相同时，直接计算出功率的大小。
例3、如图所示，人拉绳子的力F=10N，使货物以V=2m/s的速度匀速上升，求拉力做功的功率。
（二）机械效率1、有用功、额外功和总功（1）有用功：为了达到某一目的必须做的功。
如提沙子上楼时对沙子所做的功就是有用功。
12.总复习：功-功率-机械效率(基础)知识讲解
总复习：功功率机械效率（基础）【考纲要求】1、理解功、功率的概念，能够解决简单问题，比较功和功率的大小；2、会测量简单机械的机械效率，知道有用功、额外功、总功和机械效率，知道影响机械效率大小的因素。
【知识网络】【考点梳理】考点一、功作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。
要点诠释：（1）理解判断的依据：依据：做功的两个必要因素。
重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。
（2）明白不做功的三种情况：A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。
C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。
（3）在分析做功情况时还应注意以下几点：A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。
比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W ＝fs 。
考点二、对公式W ＝FS 的理解 1.公式： 一般式 W ＝Fs常用式 W ＝Gh (克服重力做功)，或W ＝f 阻s (克服摩擦阻力做功) 2.单位： 焦耳(J) 要点诠释：（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。
（2）F 与s 的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物G ，从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高。
） （3）做功的多少，由W ＝Fs 决定，而与物体的运动形式无关。
功功率和机械效率计算公式
功功率和机械效率计算公式功：功是物体由于受到外力而产生的能量转化或传递的过程中所做的功。
在物理学中，功的计算公式可以由下述公式得到：功（Work）=力× 距离× cosθ其中，力（Force）是施加在物体上的力的大小，距离（Distance）是力作用的距离，cosθ是力和移动方向之间的夹角的余弦值。
功单位通常为焦耳（J）或牛·米（N·m），在国际单位制中，1焦耳等于1牛·米。
功率：功率是指单位时间内执行功的速度，它是评估能量转化或传递过程的效率的重要指标。
在物理学中，功率的计算公式可以由下述公式得到：功率（Power）= 功/时间或者功率（Power）= 力× 速度其中，时间（Time）是完成功所需的时间，速度（速率）是物体在一段时间内移动的距离。
功率单位通常为瓦特（W），在国际单位制中，1瓦特等于1焦耳/秒。
机械效率：机械效率是指物体在进行能量转化或传递过程中所做的有效功与总的输入功之间的比值。
机械效率可以通过下述公式计算得到：机械效率（Mechanical Efficiency）= 有效功/总输入功× 100%其中，有效功（Effective Work）是物体在能量转化或传递过程中所做的有用功，总输入功（Total Input Work）是物体接收到的所有输入功的总和。
机械效率通常以百分比的形式表示。
在实际应用中，这些公式可以用于计算各种机械设备的功、功率和机械效率。
例如，对于一个电动机，我们可以通过测量施加在电动机上的力和电动机转动的距离来计算功，然后根据完成这个功所需的时间计算功率，最后通过测量电动机的有效功和总的输入功来计算机械效率。
在以下实例中，我们将使用上述公式来计算一个简单机械系统的功、功率和机械效率：假设我们有一个起重机，重物的重量为1000牛顿（N），起重机每秒抬起重物的高度为2米（m）。
现在我们来计算：1.功：力=1000N距离=2m夹角θ=0°（因为力和移动方向是同一个方向）根据功的计算公式：功= 1000 N × 2 m × cos(0°)=2000J2.功率：功=2000J时间=1s根据功率的计算公式：功率=2000J/1s=2000W3.机械效率：有效功=2000J（假设所有输入的功均被转化为有用功）总输入功=2000J（假设没有能量损失）根据机械效率的计算公式：机械效率=2000J/2000J×100%=100%这个例子中，起重机完成了2000焦耳的功，功率为2000瓦特，并且机械效率达到了100%。
功率和效率的关系
功率和效率的关系功率和效率是物理学中常用的两个概念，二者都与能量转换和能量利用有关。
功率指的是单位时间内完成的功或能量转变的速率，通常用单位时间内所完成的功来衡量。
而效率用来描述能量转换或能量利用的效果，它表示能量输入与输出的比例。
在物理学中，功率的定义是功除以时间，即P = W / t，其中P表示功率，W表示功，t表示时间。
功是力在运动方向上的作用所做的功，其计算公式为W = F * d * cosθ，其中F表示力，d表示位移，θ表示力和位移之间的夹角。
功率的单位是瓦特（W），常用的子单位是千瓦特（kW）和兆瓦特（MW）。
效率则是表示能量利用效果的指标。
对于某一个能量转换过程，效率定义为输出功率与输入功率的比值，即η = P_out / P_in。
其中η表示效率，P_out表示输出功率，P_in表示输入功率。
效率的取值范围在0到1之间，通常用百分比表示。
功率和效率之间存在着密切的关系。
一般而言，功率越大，表示单位时间内完成的功越多，也就是能量转换或利用的速率越高。
而效率则表示能量转换或利用的效果，即输入能量转变为有用输出能量的比例。
高功率并不意味着高效率，因为能量在转换或利用过程中可能会有一定的损耗，从而导致效率的降低。
以机械能为例，当我们使用机器进行功的转换时，一般有输入功率和输出功率之分。
输入功率是机器所消耗的能量，即输入能量的转换速率。
而输出功率则是机器所输出的有用功，即机器对外界所做的有用工作的转换速率。
当输入功率和输出功率相等时，机器的效率达到最大值，此时能量的损耗最小。
在实际应用中，功率和效率在许多领域中都有重要的意义。
在电力工程中，我们关注发电机和电机的功率和效率，以提高能源利用效率和减少能量损耗。
在工业生产中，我们也需要关注机器和设备的功率和效率，以提高生产效率和降低能耗。
在交通运输领域，我们关注汽车、火车、飞机等交通工具的功率和效率，以提高运输能源的利用效率和降低对环境的影响。
功与功率的计算与机械效率
功与功率的计算与机械效率在物理学中，功和功率是两个基本概念，它们在机械能转化与利用中起着重要作用。
本文将通过对功与功率的计算公式的介绍与案例分析，探讨机械效率与功率的关系。
一、功的计算功是物体在外力作用下沿着力的方向移动所做的功或者克服某种阻力或劲力所做的功。
在物理学中，功的计算公式可表示为：功 = 力 ×位移× cosθ其中，力单位通常使用牛顿（N），位移使用米（m），角度θ为力方向和位移方向之间的夹角。
例如，一个物体受到100N的力作用，沿着力的方向移动了10米，且力和位移方向相同（θ=0°），则该物体所做的功为：功 = 100N × 10m × cos0° = 1000焦耳（J）二、功率的计算功率是用来描述物体做功速度的大小。
在物理学中，功率的计算公式可表示为：功率 = 功 / 时间其中，功单位使用焦耳（J），时间单位通常使用秒（s），功率的单位为瓦特（W）。
例如，一个物体所做的功为1000J，花费的时间为5秒，则该物体的功率为：功率 = 1000J / 5s = 200瓦特（W）三、机械效率与功率的关系机械效率是描述机械设备能够将输入的能量转化为有用输出能量的比例。
机械效率通常使用百分比表示。
在实际应用中，机械设备往往存在能量损耗，导致输出功率比输入功率低。
机械效率 = 有用输出功率 / 输入功率 × 100%例如，一台发电机的输入功率为10000瓦特，输出功率为9000瓦特，则该发电机的机械效率为：机械效率 = 9000W / 10000W × 100% = 90%当输入功率和输出功率相等时，机械效率为100%，说明能量损耗很小。
但实际上，能量损耗是难以避免的，往往会因为摩擦、阻力等因素而导致机械效率降低。
四、案例分析为了更好地理解功、功率与机械效率的关系，我们以汽车为例进行案例分析。
假设一辆汽车的发动机输出功率为150马力，转速为5000转/分钟。
物理知识点功功率和效率的计算
物理知识点功功率和效率的计算物理中，功、功率和效率是非常重要的概念，它们用来描述物体进行功的能力以及能量转换的效率。
本文将从理论和计算两个方面介绍功、功率和效率的概念，并提供一些实际应用的例子。
一、功的概念及计算方法在物理中，功表示力对物体作用而产生的效果。
具体而言，如果一个力作用在物体上使其发生位移，那么这个力所做的功可以用如下公式表示：功（W）= 力（F） ×位移（s）× cosθ其中，F表示力的大小，s表示物体的位移，θ表示力和位移之间的夹角。
如果力的方向和位移方向一致，夹角θ为0，那么cosθ为1，此时功的值为最大值；如果力的方向和位移方向垂直，夹角θ为90°，那么cosθ为0，此时功的值为0。
二、功率的概念及计算方法功率是描述工作效率的物理量，它定义为单位时间内所做功的大小。
功率的计算公式如下：功率（P）= 功（W）/ 时间（t）功率的单位是瓦特（W），代表每秒做的功。
如果力的大小不变，但是作用时间减少，那么功率将增加；如果力的大小不变，但是作用时间增加，那么功率将减小。
三、效率的概念及计算方法功率和效率密切相关，效率描述了能量转换的有效性。
效率的计算公式如下：效率（η）= 有用的输出功率（Poutput）/ 输入的总功率（Pinput）× 100%其中，有用的输出功率表示物体实际转化为有用形式的功率，输入的总功率表示输入系统的总功率。
四、实际应用举例下面通过几个实际问题来应用功、功率和效率的计算方法：例1：一台电动机每秒将100焦耳的电能转化为80焦耳的机械能，求这台电动机的效率。
解：根据效率的计算公式，有用的输出功率为80W，输入的总功率为100W。
将数值代入公式，可得：效率（η）= 80W / 100W × 100% = 80%例2：一辆汽车在40秒内以500瓦特的功率加速，求汽车的动力。
解：根据功率的计算公式，功为 P × t，即功 = 500W × 40s = 20000焦耳。
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精心整理
1、小明用如图所示的动滑轮提升重物，将重为200N的物体A以0.1m/s的速度匀速提升了1m（不计摩擦，忽略绳、滑轮的重力）求：
（1）拉力F的大小；（2）拉力F所做的功；（3）拉力F做功的功率．2、用50N的水平拉力拉着重200N的物体沿着水平面匀速直线运动了10m，所用时间为
（1
（2
（3
3、400km
（1
（2
4、．（1
（2
5、某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N。
在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：?
（l）发动机所提供的牵引力大小；?
（2）汽车行驶10min牵引力所做的功；
（3）汽车行驶速度的大小。
6、凯里市环节部门为了保持声调的清洁，环节洒水车常在主干道进行洒水保洁．已知洒水车自重5吨，满载时装水10吨，共有个轮胎，在某水平直线路段匀速行驶，其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍，当汽车满载且未洒水时，g取10N/kg．求：（1）洒水车与水共重多少牛顿？
（2）洒水车在3分钟内行驶1440米，洒水车牵引力做功的功率．
74s 内沿水平直线运动了
（1
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（3
8
⑴
9
间为
（1
（2
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102，工人用如图所示的滑轮组，在20s内将涂料桶提高了5m，工人对绳子自由端施加的拉力F为150N．试求：
（1）涂料桶放在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）拉力F所做的功是多少？
（3）拉力F做功的功率是多少？
11、某同学参加跳绳测试时，1min内连续跳了150次。
已知该同学的质量为45kg，每只鞋底与地面的接触面积为150cm2时，跳起时重心升高的平均高度为4cm，取g=10N/kg。
求该同学
（1）站在操场上时对地面的压强；
（2）跳绳一次所做的功；
（3
12
，求：（g
（1
（2
13
）求：
（1
（2
（3
14
是
(1)?发动机所提供的牵引力大小；(1分)??(2)?行驶5min牵引力所做的功。
15、工地上用如图26所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土。
将一筐泥土以0.3m/s的速度竖直向上匀速提升时，卷扬机对绳的拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%。
不计绳重与轴摩擦，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组中动滑轮受到的重力；
（3）在提起泥土上升4m的过程中，拉力F所做的有用功。
16、如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m．求：
（1）重物受到的拉力大小；
（2
（3
17物匀
（1
（2
18、拉力力F绳与
（1
（2
（3
193m，
所用时间为20s，求：
（1）拉力F做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）动滑轮的机械效率．
20、某装修工人用如图所示的滑轮组在10s时间内将重G=600N的装修材
料提升了4m，在提升装修材料的过程中所做的额外功为600J．试求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）工人提升装修材料的过程中所用的拉力F．
21、如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀
速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取?g＝
(1)
(2)
(3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？
22
重
拉力
求：
（2
23
1min
（g取10N/kg）
（1）小坤爸爸的功率有多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？。