初中物理導(dǎo)與練課件 第22課時(shí) 功 功率 機(jī)械效率

初中物理考復(fù)習(xí)中第十章

簡單機(jī)械和功

課時(shí)22功功率機(jī)械效率1．做功有兩個(gè)必要條件：一是

；

二是

．2．功的計(jì)算公式是

，功的基本單位是

，1J=

.3．功率是表示物體做功

的物理量，

與

之比叫做功率．4．功率的公式：P=

，功率與速度的關(guān)系是P=

．5．功率的基本單位是

，常用單位還有

、

等．

6．總功、有用功和額外功之間的關(guān)系是

，這個(gè)關(guān)系表明，物體要受到力的作用物體要在力的方向上通過一定的距離W=Fs焦耳1N?m快慢功做功所用時(shí)間

Fv瓦特千瓦兆瓦W總=W有用+W額外使用任何機(jī)械都不能省

.7．在物理學(xué)中將

與

的比值叫做機(jī)械效率，用公式表示為η=

×100%．8．對(duì)于實(shí)際機(jī)械，由于

功的存在，總是有W有用

W總，因此機(jī)械效率總是

100%．9．提高滑輪組機(jī)械效率方法：

、

、

．功有用功總功

額外小于小于增加物重減小動(dòng)滑輪重減小繩重及摩擦例1(2023·連云港)下列有關(guān)功的說法正確的是()A.用力推車沒有推動(dòng),人對(duì)車也做了功B.足球在水平地面上滾動(dòng)時(shí),重力對(duì)足球沒有做功C.運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴在空中靜止不動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功D.學(xué)生背著書包在水平路面勻速前進(jìn)時(shí),學(xué)生對(duì)書包做了功B

C

B

250035200變式3.1例3中斜面的機(jī)械效率為

%,箱子受到的摩擦力為

N.變式3.2如圖所示,杠桿的支點(diǎn)為

O,一水平向右的拉力

F

作用在杠桿的A

點(diǎn),OA

長為L,拉力

F

的大小不變.將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過30°的過程中,拉力

F

做功為

.71.4100

變式3.3*大偉同學(xué)用一個(gè)距離手3m高的定滑輪拉住重200N的物體,從滑輪正下方沿水平方向移動(dòng)4m,如圖所示.若不計(jì)繩重和摩擦,他至少做功

J.400例4甲、乙兩同學(xué)登樓比賽：看誰的功率較大，甲同學(xué)設(shè)計(jì)出記錄數(shù)據(jù)的表格，如表1所示．（1）請(qǐng)補(bǔ)全表格所測(cè)物理量的內(nèi)容．（2）該同學(xué)登樓的功率表達(dá)式為P=

（用所測(cè)物理量的符號(hào)表示）．（3）若甲、乙兩同學(xué)體重相同，但甲登樓比乙快，則測(cè)出的功率P甲

P乙（＞/＜/=）．自身的質(zhì)量m/kg登樓的高度h/m

登樓功率P/W

登樓時(shí)間t/s

>（4）乙同學(xué)認(rèn)為上述比賽活動(dòng)中還可以進(jìn)一步改進(jìn)，他們討論的方案有：①兩同學(xué)并肩同時(shí)登上相同的樓層，只需要測(cè)出自身體重即可；②兩同學(xué)都在10s內(nèi)登上不同的高度，測(cè)出自身的體重和登樓的高度即可；③兩同學(xué)登上相同的樓層，只需測(cè)出登樓所用的時(shí)間即可．這些方案中可行的有

（填序號(hào)）．①②例5(2023·北京)用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A,動(dòng)滑輪重為200N.在卷揚(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F作用下,物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m.在此過程中,不計(jì)繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.物體A上升的速度為0.4m/sB.滑輪組的有用功為2000JC.拉力F的功率為100WD.滑輪組的機(jī)械效率為80%D變式5.1用四個(gè)相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，用它們提起相同的貨物，不計(jì)繩重及摩擦．若甲、乙的拉力分別為F1和F2，機(jī)械效率分別為η1和η2，則()A.F1＜F2，η1＞η2 B.F1＞F2，η1＜η2

C.F1＜F2，η1=η2 D.F1＞F2，η1=η2C變式5.2如變式5.1圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重及摩擦，甲圖中物重60N，乙圖中物重38N，甲、乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下被勻速拉動(dòng)．則下列說法正確的是()A．因?yàn)槔ο嗟?，所以兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等

B．每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為6NC．如果重物上升的速度相同，則拉力的功率也相同D．如果重物上升的高度相同，則繩子自由端移動(dòng)的距離也相同B例6如圖所示，小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，用輕繩將重為90N的重物掛在杠桿的中點(diǎn)，用手豎直提起桿的右端，使物體緩慢勻速提升，則：（1）若不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，拉力F為

N；（2）若不計(jì)摩擦，杠桿是一根重為30N質(zhì)地均勻的硬棒，小明利用杠桿將重物勻速提升0.1m，則小明所做的有用功為

J，機(jī)械效率是

%；45975（3）下列小明采取的措施中，能提高該杠桿效率的有

．A．僅增加提升的高度 B．僅增加提升的物重C．僅將手提桿的點(diǎn)離支點(diǎn)近一點(diǎn)D．僅將重物懸掛點(diǎn)離支點(diǎn)近一點(diǎn)E．僅將重物懸掛點(diǎn)離支點(diǎn)遠(yuǎn)一點(diǎn)BE變式6.1

如圖，質(zhì)量分布均勻的金屬桿OA長4m，OC長2m，OD長3m，將某物體放在C點(diǎn)，在A點(diǎn)用始終豎直向上的力F拉杠桿，使杠桿A點(diǎn)緩緩移動(dòng)到B點(diǎn)，B比A的高了0.6m，這個(gè)過程中，杠桿的效率為80%；如果將該物體放在D點(diǎn)，同樣使點(diǎn)A緩緩移動(dòng)到點(diǎn)B，這時(shí)物體被抬高0.45m，那么杠桿的效率是______%．（保留一位小數(shù)）85.71．(2023·連云港)下列關(guān)于機(jī)械效率的說法正確的是()A.越省力的機(jī)械,機(jī)械效率越高B.做功越快的機(jī)械,機(jī)械效率越高C.所做有用功越多的機(jī)械,機(jī)械效率越高D.有用功與總功的比值越大的機(jī)械,機(jī)械效率越高D

牽引力40%3．(2023·無錫)如圖所示是安裝在某種塔式起重機(jī)吊臂一側(cè)的滑輪組,某次勻速起吊600kg的物體時(shí),上升5m,用時(shí)15s,滑輪組的機(jī)械效率是80%,則所做有用功是

J,總功是J

拉力

F

的功率是

W.(g取10N/kg)

4．(2023·天津)在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,用如圖所示的滑輪組先勻速提升重為G1的物體,額外功與有用功之比為1∶3,再勻速提升重為G2的物體,先后兩次繩子自由端的拉力之比為2∶5.若不計(jì)繩重和摩擦,則G1∶G2=2∶5G1∶G2=2∶3先后兩次滑輪組的機(jī)械效率之比為3:4先后兩次滑輪組的機(jī)械效率之比為5:6D5.

(2023·揚(yáng)州)在學(xué)習(xí)了機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)后,課外研究小組有同學(xué)猜想:同一個(gè)機(jī)械的機(jī)械效率是不變的.為了驗(yàn)證猜想,他們用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),改變鉤碼個(gè)數(shù),用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉著細(xì)繩,使鉤碼勻速向上運(yùn)動(dòng),測(cè)得的數(shù)據(jù)見表1.(1)分析表中的數(shù)據(jù),可知該同學(xué)的猜想是

(正確/錯(cuò)誤)的.表

1實(shí)驗(yàn)

次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升的

高度h/m繩端拉力

F/N繩端移動(dòng)

距離

s/m有用功

W有

用

/J總功W總

/J機(jī)械效率

η/%120.

11.

00.

30.

20.

3066.

7230.

11.

40.

30.

30.

4271.

4350.

12.

20.

30.

50.

6675.

8錯(cuò)誤(2)實(shí)驗(yàn)小組又進(jìn)行了如下的探究:改變滑輪的個(gè)數(shù)組成不同的滑輪組,仍用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向向上勻速拉動(dòng)細(xì)繩,測(cè)得的數(shù)據(jù)見表2.分析數(shù)據(jù)可知:物重相同,動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多越省力,但機(jī)械效率越

，

進(jìn)一步分析還發(fā)現(xiàn),當(dāng)滑輪組越來越省力時(shí),它的額外功越來越大,甚至?xí)霈F(xiàn)額外功

有用功的情況,所以設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械模型時(shí),既要考慮省力,還要考慮

.實(shí)驗(yàn)

次數(shù)動(dòng)滑輪

個(gè)數(shù)鉤碼重

G/N繩端拉力

F/N鉤碼上升

的高度h/m繩端移動(dòng)

距離

s/m有用功

W有

用

/J總功W總

/J機(jī)械效率

η/%4163.

60.

20.

41.

21.

4483.

35262.

40.

20.

81.

21.

9262.

56362.

20.

21.

21.

22.

6445.

5表

2低大于機(jī)械所做的額外功(3)根據(jù)表2中的數(shù)據(jù),如果增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將會(huì)出現(xiàn)的困難是

,你的改進(jìn)方法是

。實(shí)驗(yàn)

次數(shù)動(dòng)滑輪

個(gè)數(shù)鉤碼重

G/N繩端拉力

F/N鉤碼上升

的高度h/m繩端移動(dòng)

距離

s/m有用功

W有

用

/J總功W總

/J機(jī)械效率

η/%4163.

60.

20.

41.

21.

4483.

35262.

40.

20.

81.

21.

9262.

56362.

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