功、功率、机械效率的计算
机械效率的计算(滑轮组)
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
跟踪练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某 同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块 没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为 25N，求石块在上升过程中： （1）石块受到的浮力为多少？ （2）绳的自由端拉力做功为多少？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
2、在图所示的滑轮组中，动滑轮的总重是100N（绳 的自重和轮轴间摩擦均不计）。求：（1）当提起 400N的物体时，绳自由端拉力F至少应是多少?滑轮 组的机械效率；（2）若绳子能承受的最大拉力是 200N时， 滑轮组最大的机械效率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
2、用如图所示滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时 滑轮组的机械效率； （2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m 时，绳端拉力做功的功率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
四、巩固练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、小红同学用如图所示的滑轮组提高重6N的小车。 若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数 是 N；若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示 数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是 ；当动滑 轮总重超过 N时，使用该滑轮组提该小车不再 省力。(不考虑摩擦和绳重)
二、知识储备
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
机械效率5个常用公式
机械效率5个常用公式机械效率是指机械设备在工作中所发挥的能力与其实际消耗的能量之间的比率。
提高机械效率对于工业生产和能源利用都具有重要意义。
在实际应用中，我们可以通过一些常用的公式来计算机械效率。
下面将介绍五个常用的公式，分别是机械效率的计算公式、功率的计算公式、效率的计算公式、能量转换效率的计算公式以及热机效率的计算公式。
一、机械效率的计算公式机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 输出功率 / 输入功率其中，输出功率是指机械设备所产生的有用功率，输入功率是指机械设备所消耗的总功率。
通过计算机械效率，我们可以评估机械设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
二、功率的计算公式功率是机械设备能够完成单位时间内所做的功的大小，可以通过以下公式进行计算：功率 = 功 / 时间其中，功是指机械设备所做的功，时间是指完成这个功所用的时间。
功率的计算可以帮助我们了解机械设备的运行状态，判断其是否具有高效率的特点。
三、效率的计算公式效率是指机械设备所实现的输出能量与输入能量之间的比率，可以通过以下公式进行计算：效率 = 输出能量 / 输入能量其中，输出能量是指机械设备所产生的有用能量，输入能量是指机械设备所消耗的总能量。
通过计算效率，我们可以评估机械设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
四、能量转换效率的计算公式能量转换效率是指能量转换过程中的输出能量与输入能量之间的比率，可以通过以下公式进行计算：能量转换效率 = 输出能量 / 输入能量其中，输出能量是指能量转换过程中转换出来的有用能量，输入能量是指能量转换过程中所消耗的总能量。
能量转换效率的计算可以帮助我们评估能量转换设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
五、热机效率的计算公式热机效率是指热机设备在能量转换过程中所实现的输出功与输入热能之间的比率，可以通过以下公式进行计算：热机效率 = 输出功 / 输入热能其中，输出功是指热机设备所产生的有用功，输入热能是指热机设备所消耗的热能。
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、功率、机械效率的综合计算 中考物理
空中足球（人不做功）
静止
功
单位
FV
做功所用时间
快慢 P=W/t
千瓦
瓦 1000
功率
功率的公式 (1)公式（填入字母或字母表达式）：
物理量
中文
国际单位
公式
P
功率
W
P=W/t
W
功
J
W=Pt
t
时间
s
t=W/P
备注：1 W＝1 J/s ；常用单位：千瓦(kW)， 1 kW＝1 000 W。
Gh
FS <
(2)W 额＝W 总－W 有； (3)公式法：W 额＝W 总·(1－η)。
4．机械效率：η＝W W
有，η＝
总
W
W有 有＋W
，
额
η＝Gh，η＝ G Fs nF
类型二 分清使用时不同的状态
1．利用滑轮组竖直提升重物的三种情况： (1)理想情况：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝0。 F＝G物/n，η＝1，Gh＝Fs (2)半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝ G动·h。 F＝(G物＋G动)/n，η＝G物/(G物＋G动) (3)实际情况：计动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮间的摩擦(题目不说明，表 明要考虑)。 η＝G物/Fn，F＝G物/nη
7.判断正误。正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)做功越少的机械，机械效率越低。( × ) (2)做功越快的机械，它的机械效率越高。( × ） (3)越省力的机械，机械效率越高。( × ） (4)任何机械设备的效率总小于1。( √ ）
(5)做相同的有用功，额外功少的机械，机械效率一定高。
(√) (6)同一滑轮组增加提升重物的重力和减少提升高度均能提 高机械效率。( × ) (7)用动滑轮和定滑轮把同一个重物提高相同的高度时，定 滑轮的机械效率高一些。( √ )
微专题三功功率机械效率的综合计算
微专题三功功率机械效率的综合计算在物理学中，功率是衡量一个系统或设备输出能量的速率，机械效率是评估机械系统能够将输入的能量转化为有用输出的程度。
功率和机械效率的计算是工程领域中重要的问题，经常遇到的计算包括三相电功率计算、转动机械功率计算和机械效率计算。
一、三相电功率计算在三相电路中，我们常常需要计算电路的功率，一般有三种方法可以计算三相电的功率，即有功功率、无功功率和视在功率。
1.有功功率（P）有功功率定义为真实功率，是电路中引起功耗的功率。
其单位是瓦（W）。
公式：P = √3 × U × I × cosθ其中，√3表示根号下3，U表示电压的有效值，I表示电流的有效值，cosθ表示功率因数。
2.无功功率（Q）无功功率是由于电容器或电感器对电流的落后或超前引起的，无功功率不做功耗，被视作无效功率。
其单位是伏安乘乘焦（VAR）。
公式：Q = √3 × U × I × sinθ其中，√3表示根号下3，U表示电压的有效值，I表示电流的有效值，sinθ表示功率因数的余弦。
3.视在功率（S）视在功率等于有功功率和无功功率的矢量和，表示电路对电源的功率需求，它与功率因数有关。
视在功率由电压和电流的有效值乘积得到。
其单位是伏安乘（VA）。
公式：S=√3×U×I其中，√3表示根号下3，U表示电压的有效值，I表示电流的有效值。
二、转动机械功率计算转动机械功率是指机械设备在单位时间内所做的功，表示为Pm，单位是瓦（W）。
公式：Pm=2π×N×T其中，2π表示圆周率，N表示转速（单位为转每分钟或弧度每秒），T表示扭矩（单位是牛顿米）。
三、机械效率计算机械效率是机械设备的输出功率与输入功率的比值，表示为η。
公式：η=Pm/Pi其中，Pm表示机械设备的输出功率，Pi表示机械设备的输入功率。
四、综合计算实例假设一个机械设备的输入功率为10 kW，转速为1000 rpm，扭矩为100 Nm。
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。
功常用公式
常用公式：W=pt
3、机械效率（符号η）：有用功跟总功的比值
滑轮G：物体的重斜面G：物体的重
h：物体上升的高度h：斜面的高度
F：拉力大小F：拉力(推力)大小
S：绳子末端通过的距离（S=nh）S：斜面的长度单位：m
W总功=W有用+W额外W额外=W总功-W有用
常见机械：
1、动滑轮
如图：S=2h (物体+动滑轮)
例如：物体升高1m，h=1m；
绳子移动2m，S=2m。
2、滑轮组
如图：S=2h (物体+动滑轮)
例如：物体升高1m，h=1m；
绳子移动2m，S=2m。
如图：S=3h (物体+动滑轮)
例如：物体升高1m，h=1m；
绳子移动3m，S=3m。
3、斜面
力与在力的方向上移动距离的乘积wfsf
功、功率、机械效率常用公式及常见机械
1、功符号W，单位：J（焦）：力与在力的方向上移动距离的乘积
W=FS
F：力的大小单位：N（牛）
S：物体在力的方向上移动的距离单位：m（米）
在匀速提升物体时做功的多少：W=Gh
G：物体重力h：提升高度
2、功率符号p，单位：w（瓦）：描述做功的快慢。
热力学过程的功率和机械效率的计算
热力学过程的功率和机械效率的计算1. 引言热力学是研究物质系统在恒温或非恒温条件下的状态变化和能量转换的科学。
在热力学中，功率和机械效率是两个重要的概念，它们在工程应用、能源转换和热机设计等方面具有重要意义。
本文将详细介绍热力学过程中功率和机械效率的计算方法。
2. 功率的计算2.1 定义功率是指单位时间内所做的功或能量转换的速率。
在热力学过程中，功率可以表示为热机从高温热源吸收的热量与低温冷源排放的热量之差，除以时间。
功率的单位是瓦特（W）。
2.2 计算公式热力学过程中功率的计算公式为：[ P = ]•( P ) 表示功率，单位为瓦特（W）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）；•( Q_C ) 表示低温冷源从系统吸收的热量，单位为焦耳（J）；•( t ) 表示时间，单位为秒（s）。
2.3 实例分析以一个简单的卡诺循环为例，假设高温热源温度为( T_H )，低温冷源温度为( T_C )，卡诺循环的热效率为( )，则循环的功率可以表示为：[ P = (Q_H - Q_C) ]•( ) 表示卡诺循环的热效率，无单位；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）；•( Q_C ) 表示低温冷源从系统吸收的热量，单位为焦耳（J）。
3. 机械效率的计算3.1 定义机械效率是指热力学过程中有用功与输入热量之比。
在热力学过程中，机械效率可以表示为热机输出功与高温热源输入热量之比。
机械效率的单位是百分比（%）。
3.2 计算公式热力学过程中机械效率的计算公式为：[ _{mech} = 100% ]•( _{mech} ) 表示机械效率，单位为百分比（%）；•( W_{out} ) 表示热机输出的功，单位为焦耳（J）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）。
3.3 实例分析以一个简单的热机为例，假设高温热源温度为( T_H )，热机输出的功为( W_{out} )，则热机的机械效率可以表示为：[ _{mech} = 100% ]•( _{mech} ) 表示热机的机械效率，无单位；•( W_{out} ) 表示热机输出的功，单位为焦耳（J）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题十 功、功率、机械效率的计算
一、内容解读：
（一）功
1、做功的两个因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
2、功的计算公式W Fs =，其中F 代表作用在物体的力，s 代表物体在力的方向上移动的距离，功的单位是J 。
（二）功率
1、单位时间是完成的功，叫做功率，它是反映机械做功快慢的物理量。
2、计算公式：功率=功时间，即t
ＷＰ＝将它变形得到两个变形公式。
W W Pt t P
==和，可分别求功和时间。
功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W ，常用单位还有kW ，叫千瓦，它与W 之间的换算关系为1kW=103W
3、对公式W P t =
的分析 根据W P t
=可知，当P 一定时，W 与t 成正比。
换句话说，使用功率相同的机械，做功时间长的做的功就多。
当W 一定时，P 与t 成反比。
换句话说，做相同的功时，时间用得少的机械的功率大。
当t 一定时，W 与P 成正比。
换句话说，做功时间相同时，功率大的那台机械做的功就多。
（三）机械效率
1、机械效率被定义为：有用功与总功的比值，用希腊字母“η”表示。
100W η=⨯有用
总Ｗ﹪
2、滑轮组机械效率的计算 100%%n
η⨯⨯总有用Gh ＧＷ＝Ｇh,W =Fs,=＝Fs Ｆ，其中G 为提升的物重，h 为物体升高的高度，F 为施加在绳子自由端拉力，s 为绳子自由端移动的距离，n 为吊起动滑轮绳子的段数。
若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为：
100G η=⨯+物
动物％ＧＧ
3、斜面的机械效率
100%η⨯Ｇh ＝FJ
，其中G 为沿斜面向上推的物体受到的重力，h 为斜面的高，1为斜面的长，F 为沿斜面向上的推力
4、其他机械的机械效率
100W η=输出输入＝％Ｗ
二、专题训练
1、工人用类似图所示的滑轮组提起重为2000N 的物体。
（1）若不计摩擦和动滑轮重，
工人提起这个重物至少需用多大的力？（2）若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是
800N ，滑轮组的机械效率是多大？ （3）若工人用800N 的拉力在1分钟内将这个物体
提高3m ，他做功的功率是多少？
2、在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N 的重物，他用200N 的力拉绳，使物体上升3m ，滑轮组工作时的效率为75%，求（1）有用功、总功；（2）使滑轮组至少由几定几动组成。
3、如图所示，物体的重量为42.410 N ，物体在匀速运动时受到的阻力是物体重量的110
，且滑轮组的机械效率是80%，拉力F 的功率为150W ，要把物体匀速拉动1m 。
求：（1）F 的大小； （2）物体移动的速度； （3）需要多长时间。
4、如图所示，有滑轮组拉着重为600N 的物体A 沿水平方向匀速移动，在40s 内物体移动了8m ，拉力F 做的功为1280J 。
求：（1）拉力F 的大小及拉力的功率
（2）若动滑轮的重为12N （不计绳重及摩擦）滑轮组的机械效率为多少？
5、在水平地面上有3块密度均匀的正方体木块如图（a ）所示，边长为20cm ，密度为0.75×103kg/m 3,某
小孩把3块木块逐一竖直堆叠起来如图（b）所示。
（1）一块木块的质量是多少？
（2）三块木块堆叠起来后对地面的压强多在？
（3）小孩叠起这堆木块至少做了多少功？
6、如图所示，一个自重600N的人站在井口，他通过滑轮组在1分钟内将重为360N的物体从10m深的井底匀速提到井口，不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力，回答下列问题
（1）这个人在上述过程中做功的功率多大？
（2）这个人每只脚与井口地面的接触面积为200cm2，在提升重物时，这个人对地面的压强为多大？。