专题21:功 功率 机械效率2 基本概念 讲义
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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。
V功和功率〉机械效率考点复习考点1、功:1、力学里所说的功包括两个必要因素: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、不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:七某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中壓範卜(原因是足球靠惯性飞出)。
3、力学里规宦:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FS4、功的单位:焦耳,1J=1N E - 把一个鸡蛋举高lm ,做的功大约是0.5 J。
5、应用功的公式注意:①分淸哪个力对物体做功,计算时F就是这个力:②公式中S —泄是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③ 功的单位"焦"(牛•米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛•米,不能写成“焦”)单位搞混。
考点2、功的原理:1、内容: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:使用但可机械都不省功。
2、说明:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们: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。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)3、应用:斜而①理想斜而:斜面光滑②理想斜而遵从功的原理:③理想斜而公式:FLzGh其中:F:沿斜面方向的推力:L:斜面长:G:物重:h:斜面高庚。
如果斜面与物体间的摩擦为f,贝J: FL=fL+Gh:这样F做功就大于直接对物体做功Gh -考点3、功率:2、宦义:单位时间里完成的功2、物理意义:表示做功快慢的物理星。
t4、单位:主单位W常用单位kW mW 马力换算:lkW=l(TW lmW二106 W 1 马力=735W某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1 s内做功66000J 考点4、机械效率:1、有用功:左义:对人们有用的功。
学生:科目:科学第2阶段第1 次课教师:课题机械效率教学目标1.掌握有用功与额外功、总功的判断2.掌握机械效率的计算简单机械的典型计算。
教学内容知识框架4. 各种滑轮特点(1)定滑轮:使用时,轴固定不动,不能省力,但能改变力的方向,相当于等臂杠杆.(如图甲所示)(2)动滑轮:使用时,滑轮轴随重物一起运动,能省一半的力,但不能改变力的方向.相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆.(如图乙所示)(3)滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械.使用时,滑轮和重物的总重力由几股绳子承担,每股绳子的受力就为总重力的几分之几.即F= G/n且,重物上升h,绳子的自由端拉动距离为S=nh(如图丙所示)5. 滑轮组的承重绳子股数n的确定方法和组装方法1.滑轮组承重绳子股数的确定方法(1)确定哪些是定滑轮,哪些是动滑轮(2)在定滑轮和动滑轮之间画一条线,看与定滑轮相连的有几段绳子,则承重的绳子股数 n就为几.2.滑轮组的简单组装方法(1)承重绳子股数n是偶数时,绳子一端固定在定滑轮的挂钩上,然后依次穿过各个滑轮.(2)承重绳子股数n是奇数时,绳子一端固定在动滑轮的挂钩上,然后依次穿过各个滑轮. 3.计算绳子的最少股数时,如果出现小数,四舍五入都要入不能舍.如需要3.2股,则取4股,不取3股.4.滑轮组绕法 (1) F=1/2G(2) F=1/3G5机械效率使用机械工作时,越省力的机械,它的机械效率一定越高吗?功率越大,机械效率越高吗?机械效率究竟跟哪些因素有关?学完本节内容,你一定能回答这些问题.问:如何正确认识有用功、额外功和总功的含义及它们之间的关系? 问:机械效率总小于1吗?答:使用不同的机械做功,需要做的额外功各不相同,我们希望额外功在总功中所占的比例越小越好,或者说有用功在总功中所占比例越大越好.但由于额外功总是存在的,故有用功总是小于总功,所以,机械效率1%100<⨯=总有用W W η.问:如何比较机械效率的高低?答:机械效率由有用功和总功两个因素共同决定,比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素. 当总功一定时,机械做的有用功越多或额外功越少,机械效率就越高; 当有用功一定时,机械所做的总功越少或额外功越少,机械效率就越高;当额外功一定时,机械所做的总功越多或有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高. 问:关于机械效率,应注意哪些问题? 答:应注意以下几点:(1)机械效率η总小于1,因为W 有总小于W 总.(2)机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成:“有用功多,机械效率高”;或“总功大,机械效率低”.(3)机械效率的高低与是否省力及大小无关.(4)机械效率不是固定不变的.机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值,同一机械在不同次做功的过程中,提起物重不同,机械效率往往会不同. (5)几种常见机械做功时机械效率的计算:G 表示物体的重力,F 表示作用在绳子自由端的拉力,h 表示物体上升的高度,s 表示对应物移动的距离 装 置 图滑轮组竖直提升重物杠杆提升重物滑轮组水平移动重物斜面提升重物W 有用 Gh G hfs 物GhW 总FsF SFs 绳Fsη Gh GFs nF=G h/ F Sfs f Fs nF=物绳GhFs(3).滑轮组公式:对于滑轮或滑轮组的拉力(F )或机械效率(η),一般分为三种状态: 滑轮组竖滑轮状态不记因素机械效率备注机 械 效 率 总功、额外功和有用功机械效率的定义及公式 探究斜面和滑轮组的机械效率芳芳的实验记较小提升速度 绳端拉 力(N ) 钩码重 (N ) 机械效率 较大提升速度 探究结10 4.2 79.4% 4.210物理量控制因素79.4%探究结果79.4%绳端拉 力(N ) 钩码重(N ) 机械 效率 大致相同的 提升速度 兰兰的实验记录10 4.2 156.0物理量 控制因素 直提升重物理想状态 即不计滑轮的重(G 动)、绳重(G 绳)、摩擦力(f )100% F= G 物/n S = n h 半理想状态 只计G 动,不计G 绳、f η= W 有/W 总 =G 物/(G 物+G 动) F= (G 物+G 动) /nS = n h实际状态计G 动、G 绳、fη= W 有/W 总 =G 物/n F S = n h 滑轮组水平重物\\η= W 有/W 总 =f/ n FS = n h题型一:对有用功、额外功、总功的认识,并能利用公式%100⨯=总有W W η进行简单的计算典型例题例1 一个工人用如图14-27所示的滑轮组提起2000N 的货物,所用的拉力是800N ,绳子自由端被拉下4m ,下列说法中正确的是 ( )A .总功是3200J ,机械效率是40%B .有用功是8000J ,机械效率是40%C .有用功是3200J ,机械效率是62.5%D .总功是3200J ,机械效率是62.5%例2 某人用如图14-28所示的滑轮组(不计摩擦力)提升某一重物,所用拉力F 为200N ,若滑轮组的机械效率为80%。
初中物理功、功率和机械效率复习课件要点(word版可编辑修改)
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初中物理功、功率和机械效率复习课件要点(word版可编辑修改)。
《功、功率和机械效率》专题复习课教案一、复习课教学目标:1、 通过知识要点复习和习题练习,理解功(有用功、总功、额外功)、功率和机械效率的概念。
2、 理解公式W =FS 、P=W /t=F v 和η=总有用W W =nF G FS Gh ,并会运用它们;学会用其它知识(如P=UI 、W=mgh=ρgvh 、力的分析等)与本部分知识结合的综合解题能力。
3、 熟悉这些年这部分知识的升学试题的特点,了解出题方向,掌握基本的解题思路,提高应试能力。
4、 锻炼克服困难的能力和意志,磨练出解题意志和心理承受能力。
二、复习知识要点:1、 功:(1) 做功的两个必要条件:物体受到力的作用,物体在力的方向上移动了距离。
(2) 做功的实质:使物体的动能、势能或内能发生了变化。
(3) 功的公式:W =FS 公式中的单位要求:此略(4) 对功的适应性练习(以下内容在复习时插入讲课中,不需要停下课操作):A 、 判断是否做功问题:a 、用50N 的拉力拉物体,物体不动。
答: 。
b 、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。
答: 。
c 、小明满头大汗地举着杠铃,一动也不动。
答: 。
d 、搬起一块石头。
答: 。
e 、用水平方向的力把桌子推动了。
答: 。
B 、 判断做功的力问题:a 、 重为50N 的物体在15N 的水平拉力作用下,匀速水平运动。
b 、 足球在球场上快速运动,最后停了下来。
c 、 重为20N 的物体在15N 的竖直向上的拉力作用下,下降了2米,落回地面。
C 、 简单计算题:a 、物体甲重为20N ,在15N 的水平推力作用下,匀速前进了2米。
推力做的功为 J ;重力做的功为 J 。
b 、物体甲、乙的质量之比为2:3,在分别受到30N 和50N 的拉力作用下,均沿着水平地面匀速运动,所前进的距离之比是5:3,则拉力对它们做的功的是 。
(5)功的原理:适用任何机械都不省功(但可以省力)。
2、 机械效率(1) 有用功:对我们是有用的,是我们所需要的功。
用W 有用表示。
(2) 额外功:在对物体做功时,由于摩擦等原因额外增加的功,是不得不做的功。
符号:W 额外。
(3) 总功:W 总=W 有用+ W 额外(4) 机械效率:η=总有用W W 机械效率总是小于1的原因:略(5) 斜面的效率:η=FSGh(6) 提高机械效率的意义:略(7) 适应性(最基础)练习:(基础性练习是教师边讲课边举例进行的即时练习)a、用水桶打水时,对水桶作的功是功;对桶里的水做的功是功。
b、用滑轮组提升物体时,可给人们带来省力的好处。
如果所提升的物体的重为100N,动滑轮重10N,所用的拉力为30N。
当物体升高5m时,绳子自由端移动了20m。
则有用功大小为J;总功的大小为J;所做的额外功的大小为J。
c、用抽水机把水送到10米的高楼需要4s的时间。
现有一居民楼,每天须用水360m3,则抽水机每天必须做多少的功?实际上,抽水机每天所做的功比你的计算值大啦还是小啦,为什么?(g取10N/kg)d、关于机械效率,下列说法中,正确的是()A、机械所做的有用功越大,其机械效率就越高B、总功一定时,额外功越大,机械效率就越高C、有用功一定时,额外功越小,机械效率就越高D、有用功占总功的分量越多,机械效率就越高e、利用斜面把重为1200N的物体匀速推上高为1.5米斜度为30°的斜面,两个人从物体的两旁同时以350N推力沿斜面把物体推上去。
试求此斜面的机械效率。
3、功率:(1)功率的物理意义:用来表示物体做功的快慢的物理量。
(2)功率的定义:单位时间内完成的功。
W=F v公式中的单位要求:略1kW=103W。
(3)公式:P=t(4)基础性练习:a、物体甲在5s时间内被做了100J的功,则做功的功率是,这表示的物理意义是。
b、一位中学生骑车来学校。
关于他在国道上骑车时的功率的说法,正确的是()A、他的骑车功率可能为1000WB、他的骑车功率一定是300WC、他的骑车功率可能是60WD、他的骑车功率一定是120Wc、载重汽车在爬坡时,司机为何常常要使汽车减速运动?d、一台液压起重机在10s内使重为15000N的汽车升高了2m,起重机对汽车做功的功率是。
f、几位同学刚刚学了功率的知识,为此,小明和小花同学比赛看谁的做功功率快。
在同学们的监督下,他俩同时抱起一样的木块,从一楼冲上三楼,结果小明用了10s,小花用了16s。
则他俩对木块做功的功率快慢是(填“小明”或“小花”)快。
三、教师讲解典题及学生练习题例1 (2019西城区一模改编)在维修汽车发动机时,用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。
当卷扬机用750 N的力拉钢丝绳,使发动机在10 s内匀速上升1 m的过程中,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重及摩擦。
求:(1)卷扬机做的有用功;(2)卷扬机做功的功率。
解:(1)由图可知,动滑轮上有3段绳子承担物重,则n=3,卷扬机拉力移动的距离s=3h =3×1 m=3 m,拉力做功W=Fs=750 N×3 m=2 250 J,卷扬机做的功是总功,因为η==80%,所以W有用=80%×W总=80%×2 250 J=1 800 J(2)整个过程历时10 s,所以功率P===225 W(2019朝阳区二模)质量为60 kg的建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升货物,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。
工人在10 s内将货物匀速提高了3 m,双脚与地面的接触面积为0.04 m2。
工人对钢绳拉力的方向始终竖直向下,不计摩擦与绳重。
g取10 N/kg。
则(1)画出工人所受到的各个力的示意图;(2)求动滑轮的重力;(3)若工人对钢绳的拉力为400 N,求此时工人的功率和他对地面的压强。
3(19 河北)8.(2分)如图所示,重为G的物体在拉力F的作用下,以v的速度匀速运动了s,已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一,不计绳重、轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是()A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为2FvC.额外功为(2nF﹣G)sD.滑轮组的机械效率为【分析】(1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n′=2,由于不计绳重、轮与轴间的摩擦,根据拉力F=(f+G动)分析使用该滑轮组是否省力;(2)绳端移动的速度v绳=n′v,根据P=Fv绳球出拉力的功率;(3)先求出绳端移动的距离,克服摩擦阻力做功为有用功,拉力做功为总功,根据功的公式表示出有用功和总功,用总功减去有用功即为额外功;(4)根据η=求出滑轮组的机械效率。
【解答】解:A、由图可知,连接动滑轮绳子的股数n′=2,由于不计绳重、轮与轴间的摩擦,所以,绳端的拉力F=(f+G动),由于f与G动的大小关系未知,所以无法比较F与f的大小关系,则使用该滑轮组不一定省力,故A错误;B、绳端移动的速度v绳=n′v=2v,则拉力的功率:P=Fv绳=2Fv,故B正确;C、由题意可知,物体运动时受到的摩擦阻力f=G,克服摩擦阻力做的功为有用功,则:W有=fs=Gs,绳端移动的距离:s绳=n′s=2s,拉力F做的总功:W总=Fs绳=2Fs,则额外功:W额=W总﹣W有=2Fs﹣Gs=(2nF﹣G)s,故C正确;D、滑轮组的机械效率:η===,故D错误。
故选:BC。
如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是()A.η=B.η=C.W有=Gh D.P有=【考点】F4:滑轮(组)的机械效率;8O:阿基米德原理;EH:有用功和额外功;FF:功率的计算.【分析】用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升时物体未拉出水面,排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=mh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,根据)h求出有用功,根据P=求W=(G﹣F浮出有用功的功率,利用η=求出滑轮组的机械效率.【解答】解:因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,物体竖直匀速上升过程中,受到的浮力:F浮=ρgV排=ρgV;由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3h,绳子拉力做的总功:W总=Fs=F×3h=3Fh;动滑轮对物体的拉力:F′=G﹣F浮=G﹣ρgV,动滑轮对物体的拉力做的功为有用功,则有用功:W有=F′h=(G﹣ρgV)h,故C 错误;有用功的功率:P有==,故D正确;滑轮组的机械效率:η===,故AB错误.故选D.15.在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力斜面对物体的摩擦力(选填“大于”、“等于”、“小于”),拉力做功的功率为W。
【分析】(1)用力F沿斜面匀速向上拉动物体时,物体处于平衡状态,受到的力为平衡力,根据受力分析得出沿斜面的平衡力,然后根据二力平衡条件进行判断;(2)知道推力的大小和移动的距离,根据W=Fs求出推力对木箱做的功,根据P=求出推力对木箱做功的功率。
【解答】解:用力F沿斜面匀速向上拉动物体时,物体受到沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力以及重力沿斜面向下的分力作用处于平衡状态,由力的平衡条件可知,拉力F等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力,因物体所受到的拉力大于斜面对物体的摩擦力;拉力对木箱做的功:W=Fs=200N×3m=600J拉力对木箱做功的功率:P===100W;故答案为:大于;100。
把盘山公路简化为物理模型斜面(如图),设山路长为s,高为h.一辆重为G的汽车在发动机产生的牵引力F的作用下从山脚下沿山路匀速上行至山路顶端,行驶过程中所受地面的摩擦力为f,且克服摩擦力f所做的功是额外功(忽略空气阻力).(1)试证明:f=F-Gh/s.(2)一辆客车在盘山公路上匀速行驶,客车质量为700㎏,向上行驶过程中牵引力保持20000N不变,耗时15mim行驶5.4km的路程,到了高为0.5km的山顶,求:盘山公路的“机械效率”.(3)已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%,汽油的热值q=4.6×107J/kg,客车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油?在2018上海国际新能源汽车展上,各款车型争齐斗艳,参展的新能源汽车大部分为电动汽车,其动力来源于电动机。
如图所示是一款新型电动汽车,请你根据下面的数据进行计算:(1)若汽车质量为960kg,每个轮胎与地面的接触面积为20平方厘米,汽车静止在水平地面上时,它对地面的压强多大?(2)该电动汽车内部的电池电压为75v,额定电流为100A电动机工作时可以把80%的电能转化动能。