功和功率.ppt

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1、功 和 机械能机机械械能能动动 能能势势 能能转转 化化知识点知识点功功和和功功率率功功功率功率 机械效率机械效率功的原理功的原理一、功什么叫功？ 当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离时，就说这个力对这个物体做了功。hGG某同学踢足球，球离脚后飞出某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出远，足球飞出10m的过程中的过程中人不做功人不做功。（原因是足球靠惯性飞。（原因是足球靠惯性飞出）。出）。3、功的计算公式公式：W = F S 功 力 距离 (Nm) (N) (m)单位：焦耳，简称焦 即为J.( 1Nm=1J)2、定义：力、定义：力学里规定：学里规定：功功等于力跟物体等

2、于力跟物体在力的方向上在力的方向上通过的距离的通过的距离的乘积。乘积。 把一个鸡蛋举高把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是，做的功大约是0.5 J 功的计算练习马拉着重100N的车在水平公路上匀速前进，2 分钟走了100m，如果马的拉力是50N，那么马在这段时间内所做的功是多少？ 如何计算？1.先根据功的两个要素分析力是否在做功？2.在运用公式进行有关功的计算时，要明确S是沿这个力的方向通过的距离。 4、应用功的公式注意：、应用功的公式注意： 分清哪个力对物体做功，计算时分清哪个力对物体做功，计算时F就是就是这个力。这个力。 公式中公式中S 一定是在力的方向上通过的一定是在力的方向上通过的距离，

3、强调对应。距离，强调对应。5、功的原理、功的原理内容：内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 典型例题典型例题 例1、(06北京)如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是 （ ）C 例例2、 (06广州广州)下列关于力做功的说法，正确的是下列关于力做功的说法，正确的是 （ ） A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功做功 B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功做功 C

4、汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功车有做功 D过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功客没有做功A二、功率1、定义：单位时间里完成的功叫做功率。功率是表示做功快慢的物理量。2、公式：P = W / t 功率 功 时间（J/S） （J） （S）单位：瓦特，简称瓦（W） 1瓦特=1J/S 常用的还有：千瓦、兆瓦 1MW=106 W 1kW=103W 导出式：导出式： 根据功率的导出式：根据功率的导出式：PFv可知功率一定时，可知功率一定时，要增大要增大F，必须减小，必须减小v，即汽车上坡

5、时要换低即汽车上坡时要换低速档。速档。W=PtT=W/P如：某小轿车功率如：某小轿车功率66kW，它表示：，它表示：小小轿车轿车s 内做功内做功66000J 练习：1.若起重机的功率为10KW，则它表示的物理意义是什么 ？2.功率大的机械做的功一定比功率小的机械多，对吗？3、比较做功的方法：、比较做功的方法：（1）做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，）做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。做功越多功率越大。（2）、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多）、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大的功，用时越短，功率越大 例例1、图是中国

6、科学家在建造、图是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚的世界上第一个全超导核聚变变“人造太阳人造太阳”。在组装时，。在组装时，需要用如图所示的滑轮把重需要用如图所示的滑轮把重为为1000牛的物体匀速提升牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力米，则作用在滑轮上的拉力F为为_N，绳子对重物所，绳子对重物所做的功做的功_J，若提升，若提升重物所用的时间为重物所用的时间为1分钟，则分钟，则绳子对重物做功的功率为绳子对重物做功的功率为_W。 典型例题典型例题1000120002000 例例2、（、（06广东）一质量为广东）一质量为3000kg的汽车沿着长的汽车沿着长为为5.4km的盘山公路匀速

7、行驶，当它从山脚行驶的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为到高为0.5km的山顶时，耗时的山顶时，耗时15min，汽车发动，汽车发动机的牵引力为机的牵引力为4000N。求：。求： （1）汽车行驶的速度。）汽车行驶的速度。 （2）汽车发动机牵引力做的功。）汽车发动机牵引力做的功。 （3）汽车发动机牵引力的功率。）汽车发动机牵引力的功率。 例例3、(06韶关韶关)如图小明同学体重如图小明同学体重为为50kg，背着重为，背着重为60N的书包，的书包，书包带与小明书包带与小明 的肩部接触的总面积为的肩部接触的总面积为300cm2求：求： (1)书包带对小明肩部的压强书包带对小明肩部的压强. (2)小

8、明背着书包走到了三楼的课小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功室，在这过程中他做的功 (3)此过程小明用了此过程小明用了20s他做功他做功的功率是多少的功率是多少三、机械效率 1、有用功（提升重物G所做的功） 2、额外功（克服滑轮自重和摩擦所做的功） 3、总功：总功为作用在绳端上的动力所做的功。G滑轮自重滑轮自重摩擦摩擦滑轮对滑轮对重物的重物的提力提力作用在作用在绳端上绳端上的拉力的拉力物体升高物体升高的高度的高度h4、机械效率、定义：有用功和总功的比值叫机械效率。公式： = W有用 / W总 100 % 无单位 焦 耳 （用百分数表示） 总是小于1，为什么？、物理意义：如果一个机械

9、的效率是60%，它表示的物理意义是什么？ 即：此机械做功时，有用功占总功的60%。机械效率练习 建筑工人用滑轮组把一摞砖匀速拉到3 m高的楼上，已知砖重4000N，所用拉力为500 N，绳端移动的距离为30m，求这个工人所做的有用功、总功、额外功，以及此没轮组的机械效率？ 分析：先分析所做功的哪部分是有用功，以及总功怎样计算； 再求额外功和机械效率。机械效率练习已知：物重G=4000N 提升的高度h=3m 拉力F=500N 绳端移动的距离s=30mW有用=Gh=4000N3m=12000JW总=Fs=500N30m=15000JW额外= W总W有用=15000J-12000J=3000J =W

10、有用 / W总 100 % =12000J/15000J 100 %=80 % 注意：注意：在滑轮组中机械效率计算公式：GhFS=W有有W总总=GhFnh=GnF(n为吊在动滑轮上绳子的段数。）为吊在动滑轮上绳子的段数。）机械效率的测量机械效率的测量 1.原原 理：理： 2.应测物理量：钩码重力应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高、钩码提升的高度度h、拉力、拉力F、绳的自由端移动的距离、绳的自由端移动的距离S 3.器器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需还需 刻度尺、弹簧测力计。刻度尺、弹簧测力计。 4.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升步骤：必须匀速拉动弹

11、簧测力计使钩码升高，目的：高，目的：保证测力计示数大小不变。保证测力计示数大小不变。 5.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：素有： 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。多。 提升重物越重，做的有用功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法绕线方法和和重物提升高度重物提升高度不影响滑轮机不影响滑轮机械效率械效率。=W有有W总总=GhFSh功、功率、机械效率三个概念的区别1. 功率越大的机械，它的机械效率是否就一定越高？提高功率是否

12、就等于提高机械效率？2. 机械效率越高是否一定越省功？是否一定越省力？做的功越多是否机械效率就一定越高？3、 人们使用简单机械的目的是为了省功？为了增大功率？为了提高机械效率？为了省力或便于工作？4、 功率所指的是：机械做功的多少？机械所做有用功的多少？机械所做有用功与总功的比值？功率大的机械比功率小的机械做功多？ 功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。有用功。 例例1、

13、(06兰州兰州)利用如图利用如图3所示装置将重为所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是知斜面的长是5m，高是，高是2m，拉力为，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为则该装置的机械效率为 ( ) A40 B50 C80 D100典型例题典型例题图3C例例2（06烟台）在不计绳重和摩擦的情况下，利用烟台）在不计绳重和摩擦的情况下，利用图图4所示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体所示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用匀速提升相同的高度若用甲甲、 乙乙 表示甲、乙表示甲、乙两装置的机械效率，两装置的机械效率，W

14、甲甲、W乙乙表示拉力所做的功表示拉力所做的功（ ）A甲甲乙乙，W甲甲W乙乙B甲甲乙乙，W甲甲W乙乙C甲甲乙乙，W甲甲W乙乙D甲甲乙乙，W甲甲w乙乙A 例例3、（、（06湖州）在某次升国旗的仪式上，湖州）在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮小强同学通过滑轮 组将组将质量为质量为08千克的国旗缓缓匀速千克的国旗缓缓匀速升高升高15米，如图所示。问：米，如图所示。问：(1)小强匀速小强匀速拉绳的力为多少拉绳的力为多少?(2)此过程巾，小强对此过程巾，小强对旗做了多少功旗做了多少功?(3)如果升旗用了如果升旗用了50秒的秒的时间，则小强做功的功率为多大时间，则小强做功的功率为多大?(不计不计滑轮与绳

15、的摩擦，滑轮、绳的质量忽略滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略不汁，取不汁，取g=10牛千克牛千克) 例例4、（、（06南宁）图南宁）图16是工厂车间里是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用意图，钢丝绳用2000N的力将重为的力将重为6000N的物体匀速吊起若在的物体匀速吊起若在1min内，货物从地面被提升到内，货物从地面被提升到6m高处，高处，求：求： （1）钢丝绳提升货物时所做的有用）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；功和有用功率； （2）滑轮组的机械效率；）滑轮组的机械效率； （3）要提高滑轮组的机械效率，可）要提高滑轮组的机械效率，可

16、采用哪些方法？（答出采用哪些方法？（答出2种方法即可）种方法即可） 四、机械能四、机械能 1、动能、动能 定义：定义：物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素：决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动物体速度越大、质量越大，动能就越大能就越大 2、势能、势能 （1）重力势能）重力势能 ： 定义：定义：物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量。 决定其大小的因素：决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高，势物体质量越大、举得越高，势能就越大能就越大 （2）弹性势能：）弹性势能： 定义：定义：发生形变的物体具有的能量发生形变的物体具有的能量。 决定其大小的

17、因素：决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能物体弹性形变越大、弹性势能就越大就越大 3、机械能：、机械能：动能和势能统称为机械能。动能和势能统称为机械能。 理解：理解：有动能的物体具有机械能；有动能的物体具有机械能；有有势能的物体具有机械能；势能的物体具有机械能；同时具有动能同时具有动能和势能的物体具有机械能。和势能的物体具有机械能。 4、动能和势能的转化、动能和势能的转化动能动能重力重力弹性弹性 例例1、（宿迁市、（宿迁市2006） 超市的自动扶梯把小明从一楼匀超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（速送到二楼的过程中，小明的（ ） A动能减小，势能增大，机械能不变动能

18、减小，势能增大，机械能不变 B动能增大，势能增大，机械能增大动能增大，势能增大，机械能增大 C动能不变，势能增大，机械能增大动能不变，势能增大，机械能增大 D动能不变，势能不变，机械能不变动能不变，势能不变，机械能不变典型例题典型例题例例2：广州市：广州市2006用绳子把一个铁锁悬挂起用绳子把一个铁锁悬挂起来把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松来把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图手，头不动（如图16），铁锁由开始位置），铁锁由开始位置a沿弧沿弧线线ac向另一侧的最高点向另一侧的最高点c运动，然后再从运动，然后再从c往回运往回运动（动（l）从）从a点到最低点点到最低点b点的

19、过程中，铁锁的动点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？能、重力势能如何变化？ （2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。否碰到鼻子。 例例3、2006年杭州市年杭州市 下图表示撑杆下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：量的转化情况是： .助跑阶段，运动员消耗体内的化助跑阶段，运动员消耗体内的化学能学能_ (选填选填“大于大于”、“小小于于”或或“等于等于”)运动员和撑杆获得运动员和撑杆获得的动能。的动能。 .撑杆起跳阶段，运动员的撑杆起跳阶段，运动员的_能增加。能增加。 .运动员越过横杆后，运动员将运动员越过横杆后，运动员将_能转化能转化_能。能。助跑撑杆起跳越横杆例4、如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项主要任务，图3是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度。请说明这种设计可以节能的理由。