功 功率 机械效率(基础)知识讲解 含答案

总复习：功功率机械效率（基础）

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【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。

考点三、功率

1.物理意义：表示物体做功的快慢。

2.定义：功与做功所用时间之比叫做功率。

3.计算式 t

W P =

4.单位 瓦(W) 要点诠释：

（1） 注意区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说:功率与功和时间两个因素有关。 （2）由P ＝W/t 变形为P ＝F ·v 可知：功率一定时，力F 与速度v 成反比。 （3）将上述归纳：

考点四、机械效率（高清课堂《力学5：功和机械能》机械效率）

为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W 有与总功W 总之

比，符号为η。 要点诠释： （1）公式为总

有W W =

η，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占

的比例越大，机械的效率越高。

（2）η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。

【典型例题】

类型一、基础知识

1、下面情况中，人对物体做功的是（ ） A. 举重运动员举着杠铃不动 B. 人用力却没有把重物提起

C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走

D. 旅客提着行李走上楼梯

【思路点拨】本题要抓住做功的两个必要因素：

1．作用在物体上的力；2．物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。 【答案】D

【解析】A 、B 均属于“不动无功”型，有力作用但没通过距离；C 属于“劳而无功”型，桶运动方向与施力方向垂直；D 具备做功的两个必要因素，人对行李施力，行李沿拉力方向有移动距离，D 选项中人对行李箱用向上的力，并且在力的方向上移动了距离，所以人对物体做了功。

【总结升华】做功要满足的两个要素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。 举一反三：

【变式】（多选）小车重200N ，人用30N 的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m 的过程中，下列判断正确的是（ ）

A ．重力没做功

B ．人对车做功10000J

C ．人对车做功1500J

D ．小车受到的阻力是230N

【答案】AC

2、某人用50N 的力，将重30N 的铅球抛到7m 远处，这个人对铅球做的功为（ ）

A 、350J

B 、210J

C 、0

D 、无法计算

【思路点拨】人推铅球，对铅球施加了力，并且铅球在该力的方向上移动了距离，根据功的公式W=Fs 分析判断。 【答案】D

【解析】铅球的运动可以分为两个阶段：第一个阶段是人推铅球，第二个阶段是铅球在空中飞行。在第一个阶段人用力推动铅球，对铅球做功；在第二个阶段，铅球离开了人，人不再对铅球做功。注意：在第一个阶段，在人推力的作用下，铅球移动了一段距离，但这个距离不是7m ；具体是多少，题中未给出，无法判断。

【总结升华】本题考查了学生对功的公式的掌握和运用，关键是掌握做功的两个必要条件（一是力，二是在力的方向上移动的距离）。 举一反三： 【变式】（2015•无锡）现有30包大米，总质量为150kg ，小明想尽快将它们搬上10m 高处的库房，如图

为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象，由图可知他可以提供的最大功率为_____W；为尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬_____包，若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是_____s。（g=10N/kg）

【答案】50；

3；450

3、如图所示，用滑轮组提起重400牛顿的货物，所用的拉力F是250牛顿，绳子的自由端被拉下4米，求总功、有用功、滑轮的机械效率各是多少?

【思路点拨】首先根据滑轮组装形式，确定滑轮组的绳子段数n=2，计算出物体上升高度h，然后利用公式W 总=FS计算总功、W有用=Gh计算有用功，最后用有用功除以总功就是机械效率。

【答案与解析】

W

总

＝Fs＝250牛×4米＝1000焦耳

重物升高的高度h＝s／2＝4米／2＝2米

W

有

＝Gh＝400牛顿×2米＝800焦耳

【总结升华】本题考查有用功、总功、机械效率的计算，关键是公式的应用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断。

举一反三：

【变式】通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（）

A．增加动滑轮，减小拉力

B．改用质量小的动滑轮

C．减少提升高度，减少做功

D．增加提升重物重力，增大有用功

【答案】BD

4、一台拖拉机，它以20千瓦的功率匀速耕地，速度为7.2km/h。求：

（1）这台拖拉机耕地时的牵引力，（2）这台拖拉机每小时所做的功。

【思路点拨】（1）题中告诉了功率和速度，由公式Fv

t

Fs

t

W

P=

=

=，则可得出：

v

P

F=；（2）根

据

t

W

P=可得W=Pt。

%

80

1000

800

=

=

=

焦耳

焦耳

总

有

W

W

η