§15功、功率、机械效率计算专题

力学专题一：功、功率、机械效率的计算一、杠杆类1.家住农村的小李同学想测家中一头肥猪的重,家里只有一个量程较小的弹簧测力计,他利用杠杆平衡的原理,称出了猪的重力。

小李将猪用绳绑住挂在木棒上的B点，将棒的一端（O 点）放在石坎上，人用力通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端使木棒刚好到达水平位置，如图所示。

图18中弹簧测力计读数F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。

求：（1）根据杠杆平衡条件F×OA=G×OB，小李同学测出的猪重G是多少牛？（2）如果猪的实际重力为1200N，猪被拉离地面升高了0.1 m，小李做的有用功是多少焦？（3）小李用力F拉测力计向上升高了0.4 m，他做的总功是多少焦？（4）小李同学测猪重使用的杠杆装置的机械效率是多少？2（苏州市）如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．下表是提升物体时采集到的信息：（1）若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小．（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率．3.利用杠杆将重为200N的物体匀速举高20cm,动力作用点下降40cm如果此杠杆的机械效率为80％，测作用在杠杆的动力是多大？4、用一个杠杆来提升重物．已知动力臂是阻力臂的3倍，物体重600N，手向下压杠杆的动力是210N，物体被提升20cm．求：（l）手压杠杆下降的高度；（2）人做了多少总功；（3）人做了多少额外功；（4）杠杆的机械效率是多大．二、滑轮类（一）定滑轮1（福州）福州市政府投入巨资，对二环路沿街实施景观改造．施工中，一工人利用如图所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10m高处，沙重90N，所用的拉力是100N．求：(1)有用功是多少？(2)总功是多少？(3)定滑轮的机械效率是多大？2（2011南京）如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180N的物体，所用的拉力为200N，在5s内物体升高的高度为2m。

此过程中，求：（1）有用功；（2）总功的功率；（3）定滑轮的机械效率。

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。

高考物理功与能量：功率与机械效率专题在高考物理中，功与能量的相关知识一直是重点和难点，而功率与机械效率更是其中的关键部分。

理解和掌握这两个概念，对于解决物理问题、提高物理成绩至关重要。

首先，我们来聊聊功。

功是物理学中一个非常重要的概念，它描述了力在空间上的累积效果。

当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上发生了位移，我们就说这个力对物体做了功。

功的计算公式是W ＝Fs cosθ，其中 W 表示功，F 是力的大小，s 是位移的大小，θ 是力和位移之间的夹角。

接下来，我们引入功率的概念。

功率表示做功的快慢程度。

想象一下，两个人搬同样多的砖到相同的高度，一个人很快就完成了，另一个人则花费了更长的时间。

那么，完成得快的那个人功率就大。

功率的定义式是 P ＝ W/t，单位是瓦特（W）。

在实际问题中，我们常常会遇到瞬时功率和平均功率的区分。

瞬时功率是指某一时刻的功率，而平均功率则是在一段时间内的功率平均值。

比如，汽车在加速过程中，发动机的功率是不断变化的，我们需要根据具体情况来分析是瞬时功率还是平均功率。

再来说说机械效率。

机械效率是衡量机械性能优劣的重要指标。

以简单的滑轮组为例，我们用滑轮组提升重物时，拉力做的功是总功，而重物重力做的功是有用功。

机械效率就是有用功跟总功的比值，用公式表示为η ＝ W 有／ W 总 × 100%。

机械效率永远小于 1，这是因为在实际的机械中，总会存在各种摩擦力、阻力等因素，导致我们做的功一部分被损耗掉了。

比如，在一个斜面装置中，我们要把物体拉到斜面上，除了克服重力做功，还要克服摩擦力做功，而摩擦力做的功就是额外功。

那么，如何提高机械效率呢？一个常见的方法是减小额外功。

比如，给机器添加润滑油，减小摩擦；或者选择更合理的机械结构，减少无用的能量损耗。

在高考中，关于功率和机械效率的题目类型多种多样。

有时候会让我们计算某个机械的效率，有时候会让我们分析功率的变化情况。

例如，有这样一道题：一台起重机将质量为 1 吨的货物匀速提升 10 米，用时 20 秒，求起重机的功率和机械效率。

功和功率的计算专题34、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体,所用拉力为500N,2min后物体由井底升至井口,求：1物体由井底升至井口工人所做的有用功；2滑轮组的机械效率；3物体上升过程中工人做功的功率;36、一块水田面积为1800m2要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失,求：1所灌水的质量为多少kgρ水＝1.0×103kg/m32若这些水是用水泵抽水机从距水田2m深的水渠中抽上来的提示：抽水实际上就是利用水泵将水提升一定高度,水泵对水做了多少J的功3若水泵的功率为2kW,抽这些水要用多长时间37、如图所示,利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上,用时40s,卷扬机提供的拉力F做功的功率为1250W．求在此过程中：1拉力F做功多少2拉力F的大小为多少3滑轮组的机械效率为多少38、有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上,它的体积为8×10﹣3m3,某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．g=10N/kg1该物体的密度是多大2当人用250N的力向下拉绳子时,物体恰好能匀速上升,物体上升3m后恰好到达目标位置,求此过程中人所做的功3该定滑轮的机械效率是多大40、4分五一假期,小明全家驾车从高淳到南京游玩,出发前,爱学习的小明收集了相关数据,整理成下表,请你根据表中数据完成相关计算．12分匀速行驶lkm牵引力所做的功．22分全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量q汽油=4.6×107/kg．41、今年国庆期间,小佳坐着他家的小汽车匀速行驶了144km,用时2h,消耗汽油9kg,发动机的牵引力为1000N;求：1小汽车的速度和发动机的功率;2汽车匀速行驶时牵引力做的功;3汽车发动机的效率;=4.6×107J/kg42、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,若轿车行驶过程中所受到的阻力为1600N,轿车上的速度表如图所示.求：1在此过程中汽车的牵引力所做的功是多少J2该车行驶过程中的功率是多少W43、工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m,工人所用的拉力F 为600N,不计摩擦与绳重1人的拉力做的功为多少J2此滑轮组的机械效率为多少3若用此滑轮组提升重为1500N的物体,绳上拉力是多少N47、如图,质量为10kg的物体放在水平桌面上,求：1物体所受重力大小；2物体底面积为0.1m2,物体对桌面的压强大小；3用20N的水平推力,使物体在桌面上移动0.5m,推力对物体做的功．48、图是某建筑工地提升建材所用的升降机示意图;建材的重力是6300N,建材与货箱水平底面的接触面积是1.2m2;升降机在1min内将建材匀速提升了12m,钢丝绳自由端拉力F的功率是1800W;试求：1建材对货箱水平底面的压强是多少2拉力F所做的功是多少3该滑轮组提升这些建材的机械效率是多少参考答案：34.14800J280%350W36.解析试题分析：水泵抽水是克服水的重力做功,水的质量利用m=ρV计算;水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1800m2×0.1m=1.8×105kg功：W=Fs=Gh=mgh=1.8×105kg×10N/kg×2m=3.6×106J由可得,考点：功和功率的计算37.解析试题分析：1已知拉力的功率和做功时间,利用公式W=Pt得到拉力做的功；2由图知,作用在动滑轮上的绳子段数为2,已知物体上升的高度,可以得到绳子拉下的长度；已知拉力做的功和绳子拉下的长度,利用公式F=得到拉力的大小；3已知物重和上升高度,可以得到有用功；已知有用功和拉力做的功,利用公式η=×100%得到滑轮组的机械效率．拉力做的功为W总=Pt=1250W×40s=5×104J；2绳子拉下的长度为s=2h=2×10m=20m,∵拉力为F===2500N；3滑轮组做的有用功为W有用=Gh=4000N×10m=4×104J,滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=80%考点：功的计算；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的机械效率点评：此题考查的是机械效率、有用功和总功的计算,会正确判定作用在动滑轮上的绳子段数,清楚绳子拉下的长度与物体上升高度的对应关系,是解决此类问题的关键38.解析1已知质量m=20kg,体积v=8×10﹣3m3物根据密度计算公式可计算处密度2观察装置图可以发现机械装置为定滑轮,不省力不费距离只是改变力的方向,所以当物体上升3m时,拉力所拉的绳子自由端拉过的距离是3m,有知道拉力F=250N;那么人做的功3在重物上升3m的过程中,人工做功750J,而有用功仅限于克服重力做功,所以机械效率本题属于比较容易的习题,要求大家细心认真即可40.解析试题分析：1匀速运动牵引力等于阻力等于2000N,W=Fs=2000N×1000m=2×106 J2行驶l km耗油量是50g;高淳到南京距离100km使用汽油5kg,Q=mq=5kg×4.6×107/kg=2.3×108 J;考点：功,二力平衡,热值试题分析：在此题中先根据公式V=S/t计算出小汽车的速度,再利用P=FV计算发动机的功率；根据发动机的牵引力1000N和小汽车匀速行驶路程144km,计算汽车匀速行驶时牵引力做的功;应用公式W汽=mq计算汽车行驶时消耗汽油产生的能量,最后计算汽车发动机的效率;1小汽车的速度是V="S/t=" 144km/2h="72" km/h="20m/s,"发动机的功率是P=FV=20m/s×1000N=2×104W;2汽车匀速行驶时牵引力做的功W=FS=1000N×144km=1.44×108J,3汽车行驶时消耗汽油产生的能量是W汽=mq=9kg×4.6×107J/kg=4.14×108J,汽车发动机的效率n=W/W汽=1.44×108J/4.14×108J=35%考点：机械能的计算42.解析试题分析：汽车在匀速行驶时牵引力做功等于克服阻力做力,功率的大小可以由功率的计算公式变形得到,速度90km/h要换算成25m/s,牵引力的大小等于汽车受到的阻力;用P=Fv可解释实际中汽车上坡为什么要减速,在发动机输出功率一定的情况下,减速可以增大发动机的牵引力;功：W=Fs=fs=1600N×1.8×103m=2.88×106J功率：考点：功率的计算43.解析试题分析：滑轮组中人的拉力做的功是总功,克服物重做是有用功,克服绳重和摩擦做的是额外功;此滑轮组动滑轮上有两段绳子,拉力移动距离是物体上升高度的2倍,本题要注意拉力移动距离;在不计摩擦时,额外功是克服动滑轮重力做功,提升不同物体时,动滑轮重力不变;人的拉力做功：W=Fs=600N×0.5m×2=600J机械效率：由得G动=2F—G物=2×600N—900N=300N拉力：考点：滑轮组机械效率的计算47.解析试题分析：1根据G=mg求出物体重力；2物体对桌面的压力等于其重力,根据p=求出压强；3根据W=Fs求出推力做的功．解：1物体重力：G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；2物体对桌面的压力：F=G=98N,物体对桌面的压强：p===980Pa；3推力做的功：W=F′s=20N×0.5m=10J．考点：重力的计算；压强的大小及其计算；功的计算点评：此题主要考查的是学生对重力、压强、功的计算公式的理解和掌握,基础性题目48.解析1欲求压强应该知道压力与受力面积,压力的大小就等于建材重力的大小,受力面积还是已知的,故压强可求；2求拉力的功,由于题中已知功率和时间,直接用公式求出即可；3欲求机械效率,应该知道有用功和总功,有用功就是提起建材的功,总功就是拉力做的功,二者相除即可得到机械效率;。

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。

功与功率的计算与机械效率在物理学中，功和功率是两个基本概念，它们在机械能转化与利用中起着重要作用。

本文将通过对功与功率的计算公式的介绍与案例分析，探讨机械效率与功率的关系。

一、功的计算功是物体在外力作用下沿着力的方向移动所做的功或者克服某种阻力或劲力所做的功。

在物理学中，功的计算公式可表示为：功 = 力 ×位移× cosθ其中，力单位通常使用牛顿（N），位移使用米（m），角度θ为力方向和位移方向之间的夹角。

例如，一个物体受到100N的力作用，沿着力的方向移动了10米，且力和位移方向相同（θ=0°），则该物体所做的功为：功 = 100N × 10m × cos0° = 1000焦耳（J）二、功率的计算功率是用来描述物体做功速度的大小。

在物理学中，功率的计算公式可表示为：功率 = 功 / 时间其中，功单位使用焦耳（J），时间单位通常使用秒（s），功率的单位为瓦特（W）。

例如，一个物体所做的功为1000J，花费的时间为5秒，则该物体的功率为：功率 = 1000J / 5s = 200瓦特（W）三、机械效率与功率的关系机械效率是描述机械设备能够将输入的能量转化为有用输出能量的比例。

机械效率通常使用百分比表示。

在实际应用中，机械设备往往存在能量损耗，导致输出功率比输入功率低。

机械效率 = 有用输出功率 / 输入功率 × 100%例如，一台发电机的输入功率为10000瓦特，输出功率为9000瓦特，则该发电机的机械效率为：机械效率 = 9000W / 10000W × 100% = 90%当输入功率和输出功率相等时，机械效率为100%，说明能量损耗很小。

但实际上，能量损耗是难以避免的，往往会因为摩擦、阻力等因素而导致机械效率降低。

四、案例分析为了更好地理解功、功率与机械效率的关系，我们以汽车为例进行案例分析。

假设一辆汽车的发动机输出功率为150马力，转速为5000转/分钟。

《功、功率、机械效率计算专题》1．如图所示，工人用500 N的拉力F，将重为900 N的木箱匀速提升3 m，所用时间为20 s，求：(1)拉力F做的有用功；(2)拉力F做功的功率；(3)动滑轮的机械效率。

(第1题图)2．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120 N的物体匀速提升3 m，所用的拉力为50 N，不计绳重及摩擦。

求：(1)滑轮组的机械效率；(2)动滑轮的重；(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大？(第2题图)3．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。

已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m。

当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。

(g 取10 N/kg)求：(1)物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3)物体质量为10 kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。

(第3题图)4．如图所示，把重力为600 N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3 m，高为0.9 m，实际推力为300 N，求：(1)物体与斜面之间的摩擦力多大？(2)该斜面的机械效率。

(第4题图)5．建筑工人要向楼上运送重物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上。

运送重物时，工人用400 N的力拉绳子，重为500 N的重物在20 s内沿斜面匀速运动6 m，求此过程中：(1)重物的速度大小；(2)工人提升重物做的有用功；(3)该装置的机械效率。

(第5题图)6．把一棱长为10 cm，质量为8 kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。

如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。

求：(1)金属块的密度；(2)金属块受到的浮力；(3)金属块对容器底部的压强；(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升300 cm(金属块未露出水面，忽略水对物体的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？(第6题图)《功、功率、机械效率计算专题》课后作业答案1．解：(1)拉力F做的有用功为：W有＝Gh＝900 N×3 m＝2 700 J；(2)拉力F做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝500 N×2×3 m＝3 000 J；功率为：P＝W总t＝3 000 J20 s＝150 W；(3)动滑轮的机械效率为：η＝W有W总×100%＝2 700 J3 000 J×100%＝90%。

热力学过程的功率和机械效率的计算1. 引言热力学是研究物质系统在恒温或非恒温条件下的状态变化和能量转换的科学。

在热力学中，功率和机械效率是两个重要的概念，它们在工程应用、能源转换和热机设计等方面具有重要意义。

本文将详细介绍热力学过程中功率和机械效率的计算方法。

2. 功率的计算2.1 定义功率是指单位时间内所做的功或能量转换的速率。

在热力学过程中，功率可以表示为热机从高温热源吸收的热量与低温冷源排放的热量之差，除以时间。

功率的单位是瓦特（W）。

2.2 计算公式热力学过程中功率的计算公式为：[ P = ]•( P ) 表示功率，单位为瓦特（W）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）；•( Q_C ) 表示低温冷源从系统吸收的热量，单位为焦耳（J）；•( t ) 表示时间，单位为秒（s）。

2.3 实例分析以一个简单的卡诺循环为例，假设高温热源温度为( T_H )，低温冷源温度为( T_C )，卡诺循环的热效率为( )，则循环的功率可以表示为：[ P = (Q_H - Q_C) ]•( ) 表示卡诺循环的热效率，无单位；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）；•( Q_C ) 表示低温冷源从系统吸收的热量，单位为焦耳（J）。

3. 机械效率的计算3.1 定义机械效率是指热力学过程中有用功与输入热量之比。

在热力学过程中，机械效率可以表示为热机输出功与高温热源输入热量之比。

机械效率的单位是百分比（%）。

3.2 计算公式热力学过程中机械效率的计算公式为：[ _{mech} = 100% ]•( _{mech} ) 表示机械效率，单位为百分比（%）；•( W_{out} ) 表示热机输出的功，单位为焦耳（J）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）。

3.3 实例分析以一个简单的热机为例，假设高温热源温度为( T_H )，热机输出的功为( W_{out} )，则热机的机械效率可以表示为：[ _{mech} = 100% ]•( _{mech} ) 表示热机的机械效率，无单位；•( W_{out} ) 表示热机输出的功，单位为焦耳（J）；•( Q_H ) 表示高温热源向系统传递的热量，单位为焦耳（J）。

功率与机械效率计算在我们的日常生活和工作中，经常会涉及到各种机械的使用，而功率和机械效率是衡量机械性能的两个重要指标。

理解和掌握功率与机械效率的计算，对于我们正确选择和使用机械，提高工作效率，降低能源消耗都具有重要意义。

首先，我们来了解一下什么是功率。

功率是表示物体做功快慢的物理量。

简单来说，如果一个力在一段时间内做了一定的功，那么功率就是这段时间内所做的功与时间的比值。

功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于 1 焦耳每秒（1J/s）。

举个例子，假设一个人用 5 秒钟的时间把一个重 100 牛顿的物体抬高了 2 米，那么这个人所做的功就是：W ＝ F×s ＝ 100N×2m ＝ 200J （焦耳）。

而功率 P ＝ W ／ t ＝ 200J ／ 5s ＝ 40W。

这就意味着这个人在这 5 秒钟内的做功功率是 40 瓦特。

功率的计算有多种情况。

如果已知力 F 和速度 v ，功率 P 可以表示为 P ＝ F×v 。

比如一辆汽车以 20 米每秒的速度匀速行驶，牵引力为1000 牛顿，那么汽车的功率就是 P ＝ 1000N×20m/s ＝ 20000W ＝20kW（千瓦）。

接下来，我们说一说机械效率。

机械效率是指有用功跟总功的比值。

在实际的机械运作中，由于存在摩擦力、机械自重等因素，我们所做的功往往一部分用于有用的工作，一部分被消耗在克服无用的阻力上。

有用功与总功的比值就反映了机械的效率高低。

例如，用一个滑轮组吊起一个重物，我们对滑轮组所做的功就是总功，而重物被提升所做的功就是有用功。

如果总功是 1000 焦耳，有用功是 800 焦耳，那么机械效率η ＝有用功／总功 × 100% ＝ 800J ／1000J × 100% ＝ 80% 。

机械效率的计算关键在于明确有用功和总功。

对于不同的机械，有用功和总功的计算方式也不同。

比如在斜面问题中，有用功是克服物体重力所做的功，总功是沿斜面拉力所做的功。

《机械效率》计算专题1、用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求：（1）拉力F做功的功率．（2）滑轮组的机械效率．（3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大？2、如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。

已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？3、用如图所示的滑轮组将重为4.2N的物体匀速提升0.1m，所用时间为5s，拉力F大小为2N，求：（1）拉力的功率．（2）滑轮组的机械效率．4、在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．求：（1）故障车在30s内通过的路程；（2）拉力F在30s内所做的功；（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力．5、如图所示，用平行于斜面的力F，把重力为G的物体沿着长为L，高为h的斜面匀速拉到斜面顶端，这时物体受到的摩擦力大小为f，（η、F为已知，η为斜面的机械效率）试推导：f=F(1-η)．6、如图所示，用滑轮匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端的上升速度为2m/s，（不计绳重和摩擦）求：（1）作用在绳自由端的拉力多大？（2）滑轮组的机械效率为多大？（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？7、斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力．图示为倾角θ=30°的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面低端匀速拉上斜面，做了16J的功．（1）求斜面的高度；（2）若物体与斜面之间的摩擦力为f （克服摩擦力所做的功为额外功）．试推导：．8、图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。

第十五章 功和机械能§15.1 功一、力学中的功。

1、一个力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一段距离，这个力就做了功。

2、功包含两个必要因素：①是作用在物体上的力。

②是物体在这个力的方向上移动的距离。

二、功的计算。

1、力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。

2、W=FS3、1J=1N •m4、F= —5、W=Gh三、功的原理——使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功。

四、斜面。

1、FL=Gh F=G — 2、斜面长是斜面高的n 倍，推力就是物重的几分之一。

§15.2 机械效率一、有用功、额外功、总功。

1、有用功（W 有用）——利用机械工作时，对人们有用的功。

2、额外功（W 额外）——对人们没有用，但又不得不做的功。

3、总功（W 总）——有用功和额外功的总和。

4、W 有用=GhW 总 =FS二、机械效率——有用功跟总功的比值。

1、η= —— 2、η用%表示η=80%表示有用功跟总功的比值是80%3、η＜14、滑轮组和斜面：η=—— = — 三、斜面的机械效率。

1、省力多少与斜面的倾斜程度有关，斜面倾斜程度越大，越省力。

2、斜面的机械效率与它的倾斜程度无关。

§15.3 功率一、功率是表示物体做功快慢的物理量。

二、功率——单元位时间内所做的功。

1、P= — 2、单位：瓦特（W ）、千瓦（kW ）、兆瓦（MW ）1kW=103W1MW=106W3、1W=1J/SWS h L W 有用 W 总 W 有用 W 总 Gh FS W tP=8000W ——起重机每秒钟做功8000J 4、W=P t t= — 5、P=FV （∵W=FS 、V= — ∴P= — = — = FV ）§15.4 动能和势能一、能量——一个物体能够做功，表示它具有能量。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

二、动能——物体由于运动而具有的能，叫做动能。

功,功率和机械效率计算公式
功是指力在经过一定距离的作用下所做的功效，它通常用Joule （焦耳）来表示。

在物理学中，功通常表示力与位移的乘积，即：W = F × s，其中W表示功，F表示力，s表示位移。

如果力和距离的方向
相同，则功为正，如果方向相反，则功为负。

功率表示单位时间内所做的功，通常用Watt（瓦特）来表示。

其
计算公式为功率 = 功 / 时间，即：P = W / t。

我们通常所说的电器
功率就是指单位时间内消耗的电能，例如用100W的电灯泡照明1小时，消耗的电能为100瓦时。

机械效率用来衡量机械设备利用输入能量的效果。

机械效率通常用%表示，其计算公式为输出功率 / 输入功率× 100%。

例如，一臂
动力拔河机的输出功率为400W，输入功率为600W，则其机械效率为
400 / 600 × 100% = 66.7%。

机械效率是衡量机械装置好坏的重要指标之一。

当机械效率越高时，机械装置的能量利用效果就越高，能够更有效率地完成相应的工作；反之，当机械效率较低时，机械装置就能够很快地损耗掉能量，
使得工作效果大打折扣。

总之，功、功率和机械效率在物理学中是极为重要的概念。

在工
程实践中，我们通常会根据这些概念的公式进行实际计算，并将计算
结果用来评估机械装置的效率，然后再进行相应的改进和优化。

因此，
深入了解这些概念的公式和实际应用场景，有助于我们更好地理解机械装置的工作原理，从而更好地掌握机械加工和维护的技能。

功功率机械效率计算专题功、功率、机械效率计算1、水平地面上放着一个底面积为0.3m2，体积为0．2m3的均匀木块，小星用水平拉力F在1min内将木块匀速拉动了一段距离，拉力F做的功为7.2×103J。

已知运动过程中木块所受=0.6×103kg／m3，g取10N／kg）求：的阻力是木块重力的0.2倍。

（ρ木（1）木块对地面的压力和压强；（2）木块移动的速度。

2、小徐的体重为50千克，他想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率。

他用尺量出握拳时手臂的长度为0．6米，并测出自己连续拉上去5次的时间为10秒（如图所示），请计算：（g=10N/Kg）（1）小徐在这段时间内克服重力所做的功为多少？（2）小徐做引体向上运动的功率为多大？3、为了增强体能，全班同学进行爬楼梯训练。

体重500N的小刚在10s内连续爬楼梯的总高度为7m。

求：(1)小刚爬楼梯所做的功。

(2)小刚爬楼梯的功率。

4、在向车上装货物时，常常用木板搭个斜面，把货物推上去，这样可以省很多力。

如图20所示，工人师傅用600N的力沿着长4m的斜面，将重1200Ｎ的货物推到高为1.5m的车上。

（１）工人师傅做的有用功是多少？（２）工人师傅做的总功是多少？（３）该斜面的机械效率是多少？5、某汽车公司生产的小轿车，该车的质量为600kg ，每个轮胎与地面的接触面积为200cm 2。

(g=lON ／kg)求：(1)该小轿车对地面的压强多大?(2)该车在水平公路上匀速行驶9km 用了5min ，如果功率为60kW ，则该车的牵引力多大?6、在钦州港口作业区，工人师傅用一台起重机把一个质量为0.5t 的货物在15s 内匀速提升了6m ，如果在此过程中起重机的机械效率为80%，求：（1）起重机做的有用功；（2）起重机做的总功；（3）起重机提升货物的功率。

7、如右图所示，物体A 是正方体铁块，边长是20cm ，当水平拉力F =80N 时，物体A 恰好做匀速直线运动。

第十五章第二节机械效率课前预习学案一、预习目标：1、知道什么是有用功、额外功、总功。

2、知道机械效率的定义、公式和表示方法。

3、知道产生额外功的原因和提高机械效率的方法4、学习设计测量型实验，能够找出测量的原理、需要测量的物理量、实验中需要注意的问题。

二、预习内容：（预习要求：请同学们根据“预习目标”，仔细阅读课本第107页－110页的相关内容，简要回答以下几个问题，请将你的答案写在题目下面的空白处，并保证在20分钟之内独立完成。

）1．什么是总功、额外功、有用功？它们的表示符号分别是什么？2．什么是机械效率？计算公式是什么？3．机械效率总是1，原因是4．某起重机的机械效率是45%，它表示的意思是什么？5、产生额外功的原因有哪些？提高机械效率的方法有哪些？6、在探究“斜面的机械效率”的实验中，对斜面来说怎样计算总功、有用功？要测量哪几个物理量？弹簧测力计什么时候读数？三、在你预习的过程中，你还有哪些自己不能解决的疑问，请记录在你的笔记本上。

（每人至少要提出一个问题）课内探究学案一、明确学习目标：（请在小组内交流“预习导学案”中的问题，将在预习过程中自己解决不了的疑问在小组内汇总起来，写到黑板上）二、合作探究，自主研修：（一）如何理解有用功、额外功？“想想议议”中三种方法中做的有用功和额外功分别是多少？（二）探究斜面的机械效率（请各组长分好工，按照刚才设计的实验步骤进行实验，把数据记录在课本上的表格中。

做完实验后，分析表中数据，看能得到哪些结论，这些结论与你的猜想是否一致？你从中得到什么启发？先写在笔记本上，然后组内交流完善。

）（三）产生额外功的原因有哪些？提高机械效率的方法有哪些？三、全班交流，精讲拓展交流一：有用功、额外功的意义。

交流二：探究“斜面的机械效率”的实验中得到了哪些结论？交流三：产生额外功的原因有哪些？提高机械效率的方法有哪些？四、有效训练（请先独立完成以下题目，然后小组内交流，本组都有疑惑的题目，可以请其他小组的同学帮助解决，也可以请老师给予帮助。

第十五章《功和机械能》复习提纲一、功1、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。

2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。

（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。

公式4、国际单位：将N ·m 称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N ·m把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。

5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。

③功的单位“焦”（1牛·米 = 1焦）。

二、功的原理说明： ①功的原理对于任何机械都适用。

②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

三、机械效率１、有用功：对人们有用的功。

公式：（提升重物）W 有用＝Gh=W 总－W 额=W 总 η2、 额外功：并非我们需要但又不得不做的功动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）3、 总功：有用功加额外功或动力所做的功4、 机械效率：有用功跟总功的比值。

（1）公式：（2）有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ，通常用 百分数 表示。

例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

（3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5、机械效率的测量 ① 原 理： ②应测物理量：钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S ③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需 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高，目的：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素有：A 、动滑轮重力大小：提升同一物体用的动滑轮越重则额外功相对就多而有用功不变，机械效率就越低。