功與功率、簡(jiǎn)單機(jī)

功與功率、簡(jiǎn)單機(jī)械功和功率

1．功的兩個(gè)必要條件：作用在物體上的力和物體在力的方向上通過(guò)的__距離___，公式為：__W＝Fs___，單位為__焦耳__，1J＝___1___N·m。2．功率是物體在__單位時(shí)間___內(nèi)所做的功，公式：__P＝W/t__，單位：__瓦特__，1W＝1J/s。3．功率是表示物體__做功快慢__的物理量，不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。在進(jìn)行有關(guān)功與功率的計(jì)算時(shí)要注意單位的統(tǒng)一。【解析】力對(duì)物體做功的兩個(gè)條件：一是力，二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。B選項(xiàng)，由于米袋在力的作用下，移動(dòng)了距離，人對(duì)米袋做功；A選項(xiàng)舉著杠鈴原地不動(dòng)，杠鈴沒有移動(dòng)距離，所以人對(duì)杠鈴不做功；C選項(xiàng)提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，水桶移動(dòng)方向和力的方向垂直，人對(duì)水桶不做功；D選項(xiàng)用300N的力推汽車，汽車沒動(dòng)，汽車沒有移動(dòng)距離，人對(duì)汽車不做功。故選B。

1．(2014·臨沂)下列事例中，人對(duì)物體做功的是()A．舉著杠鈴原地不動(dòng)B．扛著米袋慢慢登上樓梯C．提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)D．用300N的力推汽車，汽車沒動(dòng)B

【解析】根據(jù)題意可知大人和小孩運(yùn)磚時(shí)的力相同，運(yùn)磚時(shí)的高度相同，根據(jù)公式W＝FS可知，大人和小孩對(duì)磚所做的功相同；大人運(yùn)磚用時(shí)10S，小孩運(yùn)磚用時(shí)35S，根據(jù)公式P＝W/T可知，大人對(duì)磚做功功率一定比小孩對(duì)磚做功的功率大。故選C。

2．(2014·玉林)一個(gè)大人和一個(gè)小孩分別將5塊完全相同的磚運(yùn)到二樓，如圖所示，這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．大人對(duì)磚做的功比小孩對(duì)磚做的功多B．大人對(duì)磚做的功比小孩對(duì)磚做的功少C．大人對(duì)磚做功的功率一定比小孩對(duì)磚做功的功率大D．大人對(duì)磚做功的功率一定比小孩對(duì)磚做功的功率小C2．(2014·婁底)如圖是某運(yùn)動(dòng)員在水平地面上做俯臥撐時(shí)的情景，她的重心在A點(diǎn)，體重為500N，設(shè)地面對(duì)兩個(gè)手掌的支持力為F，在運(yùn)動(dòng)員身體撐起的過(guò)程中()A．支持力F一定不做功B．支持力F一定做功C．支持力F＝500ND．支持力F＞500NB解：分析該題能看出，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員身體撐起的過(guò)程中，受到地面的支持力，該力的方向是向上的，且沿著向上的方向移動(dòng)了一段距離，故支持力做了功；

同時(shí)在上述過(guò)程中，人的腳與地面的接觸點(diǎn)是支點(diǎn)，重力相當(dāng)于阻力，支持力相當(dāng)于動(dòng)力，故此時(shí)的動(dòng)力臂大于阻力臂，故此時(shí)動(dòng)力應(yīng)該小于阻力，即支持力小于重力，即支持力F＜500N；

故選B．電梯的簡(jiǎn)化模型如下圖甲所示?？紤]安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯速度要經(jīng)過(guò)增大、不變和減小的過(guò)程，這一過(guò)程是通過(guò)改變拉力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。某次上升過(guò)程中電梯所受拉力F隨上升高度h變化的圖像如圖乙所示。這個(gè)過(guò)程用時(shí)1分鐘，求這個(gè)過(guò)程中：(1)電梯上升的平均速度；(2)拉力做的功；(3)拉力做功的功率。杠桿的五要素與杠桿的分類支點(diǎn)(o)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力(F1)：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力杠桿：在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒

動(dòng)力臂(L1)：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力臂(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離F1F2l1l2F2F1l2l1l2l1杠桿類型杠桿特點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿L1>L2F1<F2(動(dòng)力<阻力)省力費(fèi)距離省距離費(fèi)力既不省力也不省距離L1<L2F1>F2(動(dòng)力>阻力)L1=L2F1=F2(動(dòng)力=阻力)分類：(2014·鐵嶺)同學(xué)們的文具盒里，有許多學(xué)習(xí)用品的使用屬于杠桿原理的應(yīng)用。例如：打開文具盒，將盒蓋上翻過(guò)程中，文具盒的盒蓋相當(dāng)于_______(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿；用墨色水筆答題時(shí)，筆相當(dāng)于______(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。【解析】找出這些日常用品中杠桿的“五要素”，即動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂、支點(diǎn)，從而根據(jù)杠桿分類的依據(jù)，判斷出文具中應(yīng)用的杠桿屬于哪一種類型。打開文具盒，將盒蓋上翻過(guò)程中，支點(diǎn)在一端，動(dòng)力臂大于阻力臂，所以文具盒的盒蓋相當(dāng)于省力杠桿；用墨色水筆答題時(shí)，阻力在一端，動(dòng)力臂小于阻力臂，筆相當(dāng)于費(fèi)力杠桿。省力費(fèi)力如圖所示,某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)?？蓪⑺暈橐粋€(gè)杠桿。他的重心在A點(diǎn),重力為500牛,那么他將身體撐起，雙手對(duì)地面的壓力至少＿＿＿。若他在1分鐘內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4米，則他的功率至少為＿＿＿瓦。

300牛606．(2014·寧夏)如圖所示是列車上賣食品的手推車。當(dāng)前輪遇到障礙物時(shí)，售貨員就會(huì)豎直向下壓扶手，如圖甲所示，此時(shí)的支點(diǎn)在后輪C點(diǎn)；當(dāng)后輪遇到障礙物時(shí)，售貨員就會(huì)豎直向上提扶手，如圖乙所示。(1)請(qǐng)分別在圖甲和圖乙上畫出F1、F2對(duì)支點(diǎn)的力臂。(2)試說(shuō)明哪種情況更省力，為什么？(2)乙圖更省力。前后兩種情況，阻力、阻力臂一定，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，越省力，乙圖中的動(dòng)力臂較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)力較小，更省力。1．杠桿平衡包括杠桿靜止和杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。2．杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。也可以表示為F1·l1＝F2·l2。(2014·常州)小明探究杠桿的平衡條件，掛鉤碼前，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿上每格距離相等，桿上A、B、C、D的位置如圖所示，當(dāng)A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，下列操作中能使杠桿在水平位置平衡的是()A．B點(diǎn)掛5個(gè)鉤碼B．C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼C．D點(diǎn)掛1個(gè)鉤碼D．D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼D【解析】根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。設(shè)每個(gè)鉤碼重力為F，每個(gè)小格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則O點(diǎn)左側(cè)力與力臂的積為：4F×3L＝12FL；當(dāng)D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：2F×6L＝12FL，杠桿能平衡，故D正確。(2014·柳州)小明利用鐵架臺(tái)、帶有最小刻度為1cm的杠桿、細(xì)線、若干鉤碼等實(shí)驗(yàn)裝置探究杠桿的平衡條件。(1)在掛鉤碼前，小明發(fā)現(xiàn)杠桿左端高，右端低(如圖甲)，他應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向______調(diào)節(jié)(填“左”或“右”)，使杠桿在水平位置平衡。(2)接著小明在杠桿的兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，保持杠桿在水平位置平衡，則杠桿兩側(cè)受到的作用力大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)各自鉤碼所受重力大小。設(shè)右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施的力為動(dòng)力F1，則動(dòng)力臂l1大小(如圖乙)為______cm。左等于10.0(3)改變鉤碼數(shù)量與位置，獲取多組測(cè)量數(shù)據(jù)，填入記錄表中，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件為：F1l1＝F2l2，據(jù)此，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表中第三次實(shí)驗(yàn)中的空格應(yīng)填____。實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表：實(shí)驗(yàn)次序動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.01.010.022.010.02.010.032.015.03.0……………(4)測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的是_______________(填“減小實(shí)驗(yàn)誤差”或“避免實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤”)10.0減小實(shí)驗(yàn)誤差【解析】(1)由圖知，左端較高，所以平衡螺母應(yīng)向左調(diào)節(jié)；(2)杠桿兩側(cè)受到的作用力大小等于各自鉤碼所受重力大小；動(dòng)力臂大小可以直接從杠桿上讀出為10.0cm；(3)根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1＝F2l2，代入數(shù)據(jù)：2.0N×15.0cm＝3.0N×l2，解得：l2＝10.0cm。(4)在實(shí)驗(yàn)中，獲取三組測(cè)量數(shù)據(jù)，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的偶然性，并減小實(shí)驗(yàn)誤差。9．(2014·佛山)如圖所示是某高壓蒸汽壓力控制裝置的示意圖。當(dāng)閥門S(底面積為2cm2)受到的蒸汽壓力超過(guò)其安全值時(shí)，閥門就會(huì)被頂起釋放一些蒸氣來(lái)降低壓力，該裝置相當(dāng)于一個(gè)杠桿。杠桿的平衡條件是_________；若OA＝0.2m，AB＝0.6m。物體C重25N，那么杠桿平衡時(shí)桿上的A點(diǎn)所受的支持力為______N(忽略桿重)；當(dāng)鍋爐內(nèi)氣壓為4×105Pa時(shí)，蒸汽對(duì)閥門下表面的壓力是______N。F1l1＝F2l210080定滑輪和動(dòng)滑輪B、可以使作用力的方向改變定滑輪特點(diǎn)：C、距離不變（自由端移動(dòng)距離與重物移動(dòng)距離相等）。A、等臂

等力：F1=F2FG動(dòng)滑輪l2l1A:支點(diǎn)在邊緣O處（可以移動(dòng)）。B:動(dòng)力臂l1為阻力臂l2的2倍。動(dòng)力F為阻力G的1/2倍12F＝G1：實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。2：在上述情況下，動(dòng)力是阻力的1/212F＝G即3：拉力的方向與重物的移動(dòng)方向相同。結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以＿＿＿，但不能改變施力的＿＿＿。移動(dòng)距離呢？省力方向O.A：省一半力：F1=2F2B：不能使作用力的方向改變C：費(fèi)距離（自由端是重物距離的2倍）動(dòng)滑輪特點(diǎn)：1．定滑輪：能改變__力的方向___，不能__省力__。實(shí)質(zhì)是__等臂__杠桿。2．動(dòng)滑輪：能__省力__，不能__改變力的方向__。實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的__省力__杠桿。3．使用機(jī)械有的可以省力，有的可以省距離，但使用任何機(jī)械都不能省___功___。8．(2014·金華)如圖，用同一滑輪勻速提升同一重物(不計(jì)摩擦)，圖中F1、F2、F3、F4之間的大小關(guān)系正確的是()A．F1＝F2

B．F3＝F4C．F1＝F3/4D．F2＝F4/4B【解析】甲圖是一個(gè)動(dòng)滑輪，能夠省一半的力，故F1＝(G物＋G動(dòng))/2；當(dāng)拉力與豎直方向有夾角，由于夾角越大，拉力越大，所以F2＞F1；乙圖是定滑輪，只能改變力的方向，不省力也不費(fèi)力，故F3＝F4＝G物。故選B。9．(2014·崇明)如圖所示，不計(jì)滑輪重與摩擦，重為50N的物體A在豎直向上的拉力F作用下勻速上升2m。(1)求拉力F；(2)求此過(guò)程中拉力所做的功。解：(1)不計(jì)滑輪重與摩擦?xí)r，動(dòng)滑輪可省一半的力，拉力大小為：F＝G/2＝1/2×50N＝25N

(2)使用動(dòng)滑輪時(shí)，n＝2，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力所做的功：W＝Fs＝25N×4m＝100J10．(2014·桂林)小明利用如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械移動(dòng)物體A時(shí)。當(dāng)沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動(dòng)物體時(shí)，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說(shuō)法中正確的是()A．F1＝F2＜F3B．F1＜F2＜F3C．F1＞F2＞F3D．F1＝F2＝F311．(2014·武漢)如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物體A勻速移動(dòng)，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，拉力F的大小是()A．5NB．10NC．40ND．20NDB

12．(2014·臨沂)如圖所示，重為100N的物體A，在大小為20N方向向左的水平拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3s，物體A在水平面上向左移動(dòng)了30cm的距離，滑輪與繩子質(zhì)量不計(jì)，滑輪與繩子之間摩擦不計(jì)。則下列結(jié)論正確的是()A．物體運(yùn)動(dòng)的速度為10m/sB．物體與地面之間的摩擦力為20NC．拉力F的功率為2WD．拉力F做的功是12JD滑輪組和機(jī)械效率滑輪組：由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成。拉力F的大小與吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。使用滑輪組時(shí)，動(dòng)滑輪被幾股繩子吊起，所用力就是物重和動(dòng)滑輪的幾分之一即1nF＝G滑輪組機(jī)械效率的定義：有用功跟總功的比值

有用功：對(duì)人們有用的功額