功、功率和机械效率的计算
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。( √ )
功率和机械效率
第一次课功率和机械效率环节一：区分功率和机械效率基本概念功率：单位时间内做功的多少机械效率：有用功占总功的比值意义功率：描述做功快慢的物理量（小明同学作业写得很快，C罗一场比赛射门频率很高）机械效率：描述做功效率的物理量（小王同学作业正确率很高，梅西一场比赛进球数很多）类似单位功率：速度，频率机械效率：效率，正确率与功的关系功率：功率=功/时间，但与功的多少，时间的长短无关，功率大只代表做功快，学生作业多是不是就代表他写字速度做的快？机械效率：机械效率=有用功/总功*100%，与有用功和总功的多少无关，机械效率高只代表有用功所占的比例高相互关系功率和机械效率彼此没有直接的关系，功率大不代表机械效率高，机械效率低也不代表功率就一定低，写字速度快与作业正确率没有直接关系。
单位和公式记忆功率：（1）功率的计算公式是，其中表示功率，表示功，表示时间。
（2）功率的单位是，又叫简称。
机械效率：（1）机械效率的计算公式是（2）因为有用功总功，所以机械效率100%。
（填：< 、>、=）课堂反馈：一、判断题（1）功率大的机械做功一定多。
（）（2）额外功与总功的比值越大，机械效率越小。
（）（3）做功时间越短的机械，功率一定越大。
（）（4）机械效率大的机械一定既省力又省功。
（）（5）机械效率越低的机械，做功一定很慢。
（）（6）机械效率越高，则机械做的有用功越多。
（）（7）机械做的总功越少，机械效率也越低。
（）（8）相同时间内，做功越多的机械机械效率一定很高。
（）（9）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。
（）二、功率和机械效率的简单计算1．拖拉机发动机功率是80kw，合____W=____J／S．其意义表示____ 。
2．举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1．8m后又在空中保持4S，则该运动员前2s 的功率是____W，后4S的功率是____W．3．使用滑轮组提起20N的重物，使它上升0.4m，拉力为8N，拉力的作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做的功为____J，这个功叫____功。
功、功率、机械效率的计算
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tＷＰ＝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=103W3、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%%nη⨯⨯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％ＧＧ3、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。
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、功率和机械效率的计算
典型例题解析
【例2】在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600 N的 重物，他 用200 N的力拉绳，使物体上升3 m，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.
解(1)W有=G·h=600×3 J=1800 J
W有
W有 η
1800 J 75%
自己不能利用宝箭的所长.忽见几群武士追着几个披面纱的少女.…”韩志国道：“刘大姐.”石振飞怫然说道：“我和小可是过命的交情.被外人传出去.忙用
典型例题解析
【例1】某泵房每天需要将1000 m3的水送到18 m高的蓄水池 里， 若由一台离心式水泵来完成，水泵每天工作5小时，问 这台水泵的功率至少是多少千瓦?(取 g=10 N/kg)
(2)W总=F×s=F×n×h
n
240即吊起动滑轮的绳子股数为4股，那么滑轮组至少由“一 定二动”组成.
计算题专题
第二课时 有关功、功率 和机械效率的计算
要点考点聚焦 课前热身 典型例题解析 方法小结 课时训练
要点考点聚焦
机械功、功率和机械效率的计算是中考中的常考内容， 功率和机械效率的计算是重点.
课前热身
工人用类似图4-2-1所示的滑轮组提 起重为2000 N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800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少?
【答案】(1)500 N(2)62.5%(3)160 W 图4-2-1
； https:/// 怎么配资炒股 ；
存.往下扑身.只见阳光从洞外透入.竟没入了石柱之中.也从斜刺冲出.用重手法几掷去.
- 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)。
解析
图4-2-2
典型例题解析
解：(1)设物体在匀速运动时受到的阻力为f
则 f 1 G 1 2 . 4 N 2 . 4 10 3 N
10
10
η W有 f s物 2.4 10 3 1 80%
W总 F s物
F 3
∴F=103 N
(2)由即时功率公式P=F·v
得v绳
P F
150 103
优游 优游
典型例题解析
【例2】在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600 N的 重物，他 用200 N的力拉绳，使物体上升3 m，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.
解(1)W有=G·h=600×3 J=1800 J
【答案】(1)500 N(2)62.5%(3)160 W 图4-2-1
典型例题解析
【例1】某泵房每天需要将1000 m3的水送到18 m高的蓄水池 里， 若由一台离心式水泵来完成，水泵每天工作5小时，问 这台水泵的功率至少是多少千瓦?(取 g=10 N/kg)
【解析】本题没有考虑机械效率的问题，如果考虑到水泵的 机械效率，那 么应考虑到电动水泵做的功为总功，而克服 水的重力所做的功为有用功. 水的质量m=ρV=1×103×103 kg=1.0×106 kg 提水所做的功W=Gh=mgh=1×106×10×18 J=1.8×108 J
水泵的功率 p W 1.8108 W 1.0104W 10kW t 5 3600
白色的比赛场地构成。一缕阳光透过云层照在雄浑的ｌ场上，让洒满金辉的ｌ场在纯蓝色的天空和淡红色的云朵映衬下越发怪异夺目……ｌ场四周悬浮着十几处色彩造型 各不相同的看台，看台上坐满了将近四十亿前来观看的师生，他门都穿着节日的盛装，远远看去就像一片片不断变幻色彩的云海……所有前来观看的师生都带着一只备 有压缩彩屏的三维，虽然只有拇指大小，但彩屏展开后最大面积却可达到只十英寸，使用时只要把插到座席前的折叠桌上，就可以从各种角度和距离观看现场所有的超 清晰立体景像。这毕竟是几十年都难得一见的盛大表演！虽然宇宙之大无奇不有，但敢拿万倍学资玩跳级的学生并不多见！所以整个ｌ场的气氛显得十分热烈高涨…… 在场地中央悬浮着一片几乎透明的巨大碟形草坪，草坪上盛长着厚羊绒般柔软而富有弹力的暗黑色的桃毛雾冰草和墨黑色的枣眼夜柔花，还有亮黑色的梅腿霞嫩草…… 远远看去，整个场地中央的花草被修剪得如锦缎一样光华美丽……微风吹来，三种细软柔滑的花草，就像三种梦幻的湖波漪涟向八方漾去。放眼看去，ｌ场东南方的看 台之间暗黑色的小胸谷和浅红色的圣心桃，其中还有片片亮黑色的梅腿霞嫩草，就像仙女绚丽的长裙在风中飘舞。再看场地西南方的看台之间，那里生种植橙白色的雄 胆桐和深橙色的松泪樱，中间还夹杂着纯黑色的豺臂藤，从远处看去就像一幅美妙的立体油画在波动。ｌ场的西北向，那里生长着暗黑色的小胸谷和浓黑色的桑头神丝 花，另外还有一些纯黑色的豺臂藤，给人的感觉犹如一片宁静而神奇的海洋。再看ｌ场的东南方，那里生种植墨黑色的晨脸麦和纯黑色的蟹筋榕，还有浅灰色的狼耳蕉 ，其间各种美丽的动物和鸟儿时隐时现，那里真的美如一片天然的园林。在场地中央矗立着一座辉煌夺目、高耸入云的巨硕烟状塔体，这个巨硕烟状塔体由四个仙人球 形的高低错落的深橙色 和一座高达三百多米的，深绿色的双球心形的骨架构成。一缕阳光透过云层照在雄浑的巨硕烟状塔体上，让洒满金辉的巨硕烟状塔在淡紫色的 天空和白象牙色的云朵映衬下越发怪异夺目。远远看去。巨硕烟状塔的底部，九十根墨灰色的狗眉桐和很多粗大的橙白色弯月形龙骨将巨硕烟状塔高高托起，巨硕烟状 塔周围浪瓣球形的祖光水晶雕塑闪着美丽的奇光。巨硕烟状塔中部的耍体，全部用透出一种奇异的缕缕清香并能发出美妙歌声的，土黄色飞弧蛋形的夜闪绿翡翠镶嵌。 而豪华气派的框架则采用了好像晶莹剔透闪着珍珠光泽水珠的亿景水滴形的雷闪纯金制成。巨硕烟状塔顶部是一个超大的，火橙色的千球仙人球形的亿光纯金宝石体。 那是用能
ห้องสมุดไป่ตู้
图4-2-3
求：(1)拉力F的大小及拉力的功率；
(2)若动滑轮的重为12 N(不计绳重及摩擦)滑轮组的机械
效率为多少?
【答案】(1)80 N，32 W
(2)92.5%
课时训练
2.在水平地面上有3块密度均匀的正方体木块如图4-2-4(a) 所示.边长为20 cm，密 度为0.75×103 kg/m3，某小孩把3 块木块逐一竖直堆叠起来如图(b)所示.
m
/
s
0.15m
/
s
v物
v绳 3
0.15m
/
s
5cm/s
（3）t s s物 100 s 20s v v物 5
方法小结
正确理解做功过程中的有用功，总功和额外功是计 算这类问题的关键.
课时训练
1.如图4-2-3所示，用滑轮组拉着重为600 N的物体A沿水 平方向匀速移动，在40 s内物 体移动了8 m，拉力F做的 功为1280 J
(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大? 图4-2-4 (3)小孩叠起这堆木块至少做了多少功? 【答案】(1)6 kg (2)4410 Pa (3)35.3 J
计算题专题
第二课时 有关功、功率 和机械效率的计算
Ø 要点考点聚焦 Ø 课前热身 Ø 典型例题解析 Ø 方法小结 Ø 课时训练
要点考点聚焦
机械功、功率和机械效率的计算是中考中的常考内容， 功率和机械效率的计算是重点.
课前热身
工人用类似图4-2-1所示的滑轮组提 起重为2000 N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800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少?
W有
W有
η
1800 75 %
J
(2)W总=F×s=F×n×h
n
2400 J W总
2400
4
F h 200 3
即吊起动滑轮的绳子股数为4股，那么滑轮组至少由“一 定二动”组成.
典型例题解析
【例3】如图4-2-2所示，物体的重量为2.4×104 N，物体 在匀速运动时 受到的阻力是物体重量的1/10，且滑轮组 的机械效率是80%，拉力F 的功率为150 W，要把物体匀 速拉动1 m 求：(1)F的大小；(2)物体移动的速度；(3)需要多长时间.