功和功率和效率

初三物理下期（1）功和功率机械效率一、重难点知识精讲（一）功和功率1、功：物体在力的作用下动能或势能发生了变化，我们就说力对物体做了功。

对物体没有做功有两种情况：（1）力没有使物体在它的作用下移动，动能和势能没有变化；（2）力与物体运动方向垂直，力没有使物体在它的方向上移动距离。

2、功的计算（1）物理学中，把力和在力的方向上移动的距离的乘积，叫做功。

（2）公式、符号的意义及单位：W=F·sW（功）—焦耳（J）F（力）—牛顿（N） s（距离）—米（m）做功的多少就表示物体动能、势能增加（或减少）的多少，所以功的单位和能的单位一样，都是焦耳，简称焦，符号J。

3、功的原理:使用机械做的功等于不用机械直接用手做的功，或者说使用任何机械都不能省功，人们使用机械的目的是为了省力，或省距离。

例1、在图所示的四种情景中，其中力对物体没有做功的是（）例2、重200N的木箱，在40N水平拉力作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动，当木箱在50N的水平拉力的作用下，沿同一水平地面前进10m的过程中（）A．拉力做功500J B．重力做功2000J C．木箱受到的摩擦力为50N D．木箱受到的重力和支持力的合力为零4、功率（1）单位时间内所做的功叫做功率，它是用来表示物体做功快慢的物理量。

（2）公式：（3）符号及单位：P（功率）—瓦特（W） W（功）—焦耳（J） t（时间）—秒（s）5、比较功率的大小的方法（1）在做功时间相同时，比较做功的多少。

在时间相同时，做的功越多，功率就越大（2）在做的功相同时，比较做功时间的长短。

做相同多的功，用时越短，功率就越大。

（3）在做功的时间和做功的多少都不相同时，直接计算出功率的大小。

例3、如图所示，人拉绳子的力F=10N，使货物以V=2m/s的速度匀速上升，求拉力做功的功率。

（二）机械效率1、有用功、额外功和总功（1）有用功：为了达到某一目的必须做的功。

如提沙子上楼时对沙子所做的功就是有用功。

十五章 功、功率、机械效率1、功包括两个必要因素：作用在。

2、2、公式：w= 变形式：F= S= 单位：3、三种情况不做功：① ② ③4、功的原理：采用任何机械所做功都不会 不用机械所做功，即任何机械都不省 ；可以省 ，省 ，可以改变 。

一、功 5、条件不计机械重和摩擦 FS 与Gh 关系① ② ③二、机械效率：η= =1w w 额总；变形式w 总= w 有 （一）提升物体sh= W 有= W 总= η=S= hW 有= W 总= η= = 不计f 机：G 动= W 额= F=W 有= W 总= η= W 额=W 总－W 有 =（二）水平拉物体S F = S 物 W 有= W 总=η= =不计f 机：F= S F = S 物 计f 机：W 有= W 总= η=（三）斜面机械效率η斜由 ， 决定。

滑轮组机械效率η滑由 ， ， 决定。

杠杆机械效率η杠由 决定。

（以上都是提升物体）G 功F S FS Gh S F FS意义表示；三、功率定义：单位；公式：p= 变形式：W= t= 推导公式P= v= F=单位：及意义：不计机械摩擦：V F= F= P F=能量定义：物体能够对外；能量大小：能够做功多少动能定义：物体由于具有的能；大小：与，有关。

机械能势能：重力势能定义，物体由于具有的能；大小与，有关。

弹性势能定义，物体由于具有的能；大小与，有关。

机械能守恒条件：只有（即不计阻力）计算题：1、用l1=2l2的杠杆将重为400N的物体抬高20cm，手向下压的力为220N。

求①W总；②W有；③η。

2、利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m，滑轮组机械效率80%。

求①工人所做总功；②工人所做额外功；③工人输出功率；④若用该滑轮组提起重为4000N物体机械效率。

（不计机械摩擦）。

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。

物理知识点功功率和效率的计算物理中，功、功率和效率是非常重要的概念，它们用来描述物体进行功的能力以及能量转换的效率。

本文将从理论和计算两个方面介绍功、功率和效率的概念，并提供一些实际应用的例子。

一、功的概念及计算方法在物理中，功表示力对物体作用而产生的效果。

具体而言，如果一个力作用在物体上使其发生位移，那么这个力所做的功可以用如下公式表示：功（W）= 力（F） ×位移（s）× cosθ其中，F表示力的大小，s表示物体的位移，θ表示力和位移之间的夹角。

如果力的方向和位移方向一致，夹角θ为0，那么cosθ为1，此时功的值为最大值；如果力的方向和位移方向垂直，夹角θ为90°，那么cosθ为0，此时功的值为0。

二、功率的概念及计算方法功率是描述工作效率的物理量，它定义为单位时间内所做功的大小。

功率的计算公式如下：功率（P）= 功（W）/ 时间（t）功率的单位是瓦特（W），代表每秒做的功。

如果力的大小不变，但是作用时间减少，那么功率将增加；如果力的大小不变，但是作用时间增加，那么功率将减小。

三、效率的概念及计算方法功率和效率密切相关，效率描述了能量转换的有效性。

效率的计算公式如下：效率（η）= 有用的输出功率（Poutput）/ 输入的总功率（Pinput）× 100%其中，有用的输出功率表示物体实际转化为有用形式的功率，输入的总功率表示输入系统的总功率。

四、实际应用举例下面通过几个实际问题来应用功、功率和效率的计算方法：例1：一台电动机每秒将100焦耳的电能转化为80焦耳的机械能，求这台电动机的效率。

解：根据效率的计算公式，有用的输出功率为80W，输入的总功率为100W。

将数值代入公式，可得：效率（η）= 80W / 100W × 100% = 80%例2：一辆汽车在40秒内以500瓦特的功率加速，求汽车的动力。

解：根据功率的计算公式，功为 P × t，即功 = 500W × 40s = 20000焦耳。

功和功率一、基本知识点：1、力学中的“功”包含的两个必要因素是：①作用在物体上的力F；②物体沿力的方向移动的距离s。

2、功的计算公式：①W＝Fs；②W＝Pt。

功的单位是J（与电功的单位相同）。

注意：⑴功的计算公式的习惯表现形式：①W＝Fs（水平方向上）；②W=Gh（竖直方向上）。

⑵体会“J”这个单位的大小：把一个苹果从地板拣到饭桌上，所做的功大约就是1J。

3、功率是表示物体做功快慢的物理量；物体在单位时间（或1s钟）做的功叫做功率；计算公式是P＝W/t；4、在国际单位制中，功率的主单位是W，1W=1J/s；1kW=103W。

注意：体会“W”这个单位的大小：如果你用1s钟把一个苹果从地板拣到饭桌上，你的功率大概就有1W。

※5、功的原理就是使用任何机械都不省功。

二、典型例题：【例1】下列过程中，力做了功的是[ ]A．小孩用力推一辆小车，但没有推动B．小孩用力向上提一袋大米，但没有提起来C．大扫除时，一个同学将一桶水从教室前面提到教室后面D．大扫除时，一个同学将一桶水从底楼提到四楼的教室里【试一试】小明在下列过程中，没有做功的是[ ]【例2】用100N的水平拉力拉着重500N的物体沿水平方向移动了10m，求拉力做的功。

注意：这里的重500N是个“陷阱”。

【试一试】1、用50N的力拉着重为100N的物体沿水平方向前进了10m，在计算拉力所做的功时，正确的式子是[ ]A．W＝50N×10m B．W＝100N×10mC．W＝(50＋100)N×10m D．W＝(100－50)N×10m2、体育课上，小明用50N的力将重为40N的实心球扔了10m远，则小明对实心球所做的功[ ] A．500J B．400J C．0J D．无法确定【例3】把重200N的箱子搬上10m高的楼，人对箱子做了多少功？【试一试】起重机的钢绳把重500N的物体吊高了5m，接着又吊着该物体沿水平面移动了4m，在此过程中，起重机对物体做的功[ ]A．W＝500N×5m B．W＝500N×4mC．W＝500N×(5＋4)m D．W＝500N×(5－4)m【例4】质量为60kg的人用1min爬到了12m高的楼上，求此人的功率是多少？解：⑴人上楼时，对自己做的功为：J7200m12kgN10kg60hmgGhW=⨯⨯=⋅==/⑵人的功率为：W120s60J7200tWP===【例5】功率为1kW的机器工作1h做功多少？【例6】一台抽水机每小时能把100m3的水抽到18m高的地方，求抽水机的功率。

第十五讲 功，功率，机械效率【知识巩固】1，功：力学主要是研究力和运动的关系。

如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，这个成效我们就叫做功2，功包含的两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离.S F W =。

3，在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是m N ⋅。

为了纪念在热学领域做出突出贡献的焦耳，通常用J 做单位。

m N J ⋅=11 4，功的原理：大量事实表明：使用机械时，人们所做的功，都会少于不用机械时所做的功，也就是任何机械都不省功。

5，机械效率总有用W W =η。

在实际生活中，为了达到工作的目的，往往还得做一些不得不做的功。

这部分功，我们叫做额外功。

而为了达到工作目的，必须要做的功就是有用功。

这样我们通过机械完成某项工作时，做的总功就有两种效果：有用功，完成工作；额外功，克服阻力。

比如汽车匀速爬坡，有用功就是车的位置逐渐升高；额外功就是车克服摩擦；总功就是汽车引擎提供的动力做功。

匀速行驶的汽车，引擎提供动力做功，摩擦力也做功，但是两个功相互抵消，故没有表现出效果。

总功额外有用W W =+W 。

6，“斜面的机械效率”试验结论：在不考虑物体与斜面间的摩擦时,将物体沿斜面匀速拉上顶端所用的力为LGh F =。

上式中h 为斜面的高,L 为斜面的长,G为沿斜面向上运动的物体重,F 即为沿斜面向上的拉力.由于h ＜L,∴ F ＜G .说明使用斜面提高物体可以省力。

我们可以用用学过的知识证明。

在不考虑斜面摩擦的情况下，拉力做的功表现的效果就是提升重物。

GhW ==⋅=物总W L F ，进过化简后，就能得到上述的结果。

7，功率：做功的快慢，叫做功率t WP =。

功率的单位是瓦，用W 表示。

在物体所受的力不变得情况下，vF tS F t W p ⋅=⋅==。

8，W kW 10001= W s J 11=【典型练习】 一，选择题1．一个人分别用50N 的力水平推一个较大和较小的物体前进了5m ，大物体重40N ，小物体重10N ，那么（ ）A 推大物体做的功多，因为大物体重B 推小物体做的功多，因为小物体推的快C 做的功一样多，因为力和移动的距离一样D 无法比较2．把掉在地面上的一个苹果捡回桌面，克服苹果重力做的功最接近于（ ） A ．0.01J B ．0.1J C ．1J D ．10J 3．下列运动中的物体，没有力对其做功的是（ ） A ．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体 B ．在高速公路上沿直线高速行驶的小轿车 C ．从高处自由下落的雨滴 D ．被匀速吊起的货物4．如图1所示AB 、AC 、AD 为三个光滑面，其中AD 为曲面。

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。

功功率机械效率的计算功、功率和机械效率是在机械工程中常用的概念。

在机械领域，功是指对物体施加力使其移动的能力。

功是力和移动距离的乘积，通常用Joule（焦耳）表示。

计算功的公式为：功 = 力× 移动距离× cosθ其中，θ是力的方向和移动方向之间的夹角。

功率是指在单位时间内完成的功的量，即功与时间的比值。

功率的单位是瓦特（Watt），等于每秒钟做的功的数量。

计算功率的公式为：功率=功/时间机械效率是指机械设备从输入能量中转换为有用输出能量的比例。

计算机械效率的公式为：机械效率=有用输出能量/输入能量×100%在实际应用中，常常需要根据给定的条件计算功、功率和机械效率。

下面我们通过一些例子来具体说明如何进行这些计算。

例1：一个货物以100N的力被推动沿着10米的水平面移动。

其中，推力的方向与移动方向成30°，在5秒钟内，完成了这个过程。

我们需要计算所做的功、功率和机械效率。

首先，计算功：功= 100N × 10m × cos30° = 1000J接下来，计算功率：功率=1000J/5s=200W最后，计算机械效率：机械效率=有用输出能量/输入能量×100%=有用输出能量/输入能量×100%=1000J/1000J×100%=100%例2：一台电动机产生了5000W的动力输出，但由于摩擦和其他损耗，只有4600W的功率转移到了有用的工作中。

我们需要计算这个机械设备的机械效率。

首先，计算机械效率：机械效率=有用输出能量/输入能量×100%=4600W/5000W×100%=92%从例子中可以看出，当有用输出能量小于输入能量时，机械效率会小于100%。

这是因为机械设备本身存在能量损耗的原因。

计算功、功率和机械效率是机械工程中的基本计算，在设计和优化机械系统时非常重要。

这些计算可以帮助工程师们评估设备的性能和效率，并优化设计以提高工作效率。

一、正确理解功率的概念1.功率是表示物体做功快慢的物理量。

功率和功是两个不同的概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。

功率大，表示单位时间内做功多。

2.功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定。

从公式可知，相同的时间内做功多的，功率大；做相同的功，所用时间少的，功率大。

3.因为W = FS，所以。

物体在拉力F的作用下，以速度沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。

在功率P一定时，力F与速度成反比。

当汽车上坡时，司机采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。

二、正确理解机械效率的概念1.机械效率是反映机械性能的物理量。

使用机械做功时，需要弄清哪部分需要而又必须做的功，哪部分功是不需要而又不得不做的功。

我们把人们需要的，无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功；虽不需要但又不得不做的功叫额外功。

利用机械做功时，不可避免地存在摩擦，机械自重等方面的原因，因此额外功是不可避免的。

在使用不同的机械做相同的有用功时，我们希望额外功越少越好，有用功与总功越接近越好，为了反映不同机械的这种差别，通常用有用功占总功的百分比表示。

当这个百分比越大，这个机械的性能越好。

在物理学中，用机械效率来表示。

2.有用功跟总功的比值叫机械效率。

则。

在理解上还需要注意：(1)任何机械的机械效率总小于。

因为有用功总是小于总功。

(2)机械效率没有单位，一般用百分比来表示。

(3)机械效率由有用功和总功两个因素决定。

当总功一定时，机械所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。

所以，在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素，要全面进行分析。

(4)提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减小额外的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。

功、功率、机械效率任务：理解做功、功率、效率的意义，会进行有关综合计算。

一、功：在力作用下，通过一定距离（反映做功多少）。

公式：W=F ·S （J ） （N ·m ）练习：1、小明提着20kg 水桶在水平路上走了100m ，然后提上3楼家中（每层3米），则提力做功？2、物重均为200N ，下列三种情况物均以0.2m/s 上升5S ，拉力对物做功？3、质量为2t 的汽车，在平直公路上行驶时所受阻力为汽车重力的0.2倍。

它先在水平公路上匀速行驶2km 后，关闭发动机后又滑行50m 才停下。

求整段路程中：（1）牵引力对汽车所做的功。

（2）阻力对汽车所做的功。

（3）重力对汽车所做的功。

斜面做功：Fl=Gh滑轮组做功：Fl=Gh练习：1、将质量150kg 的物沿长5m ，高2m 的斜面拉上去，拉力至少多大？若实际拉力800N ，是什么因素造成的？该因素大小？2、物体A 在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离S ，如图所示。

试比较拉力F 1、F 2及拉力所做的功W 1、W 2的大小是（滑轮重、绳重及绳与滑轮间磨擦不计）（ ）A 、F 1=12F 2，W 1=W 2； B 、F 1=12F 2，W 1= 14W 2； C 、F 1=14F 2，W 1=W 2； D 、F 1=14 F 2，W 1= 14W 2；3、如图：利用重为10N 滑轮组将重物提上5m 高处，所用拉力是20N ，（1）拉力做功？（2）克服动滑轮重做功？（3）物体有多重？4、如图所示，质量为m 跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h ，则他从起跳后至跃过横杆的过程中克服重力所做的功（ ）A 、都必须大于mghB 、都不一定大于mghC 、用背越式不一定大于mgh ，用跨越式必须大于mghD 、用背越式必须大于mgh ，用跨越式不一定大于mgh二、功率：单位时间完成的功（反映做功快慢）公式：P= wt =FV （W ） （J/S ）练习：1、如图，用相同速度拉绳，使同重物上升时，F 1______F 2；W 1______W 2； P 1______P 2。

功、机械效率和功率一、教学目标1、理解做功的两个必要因素2、理解计算功的公式3、明白功的单位4、理解功的原理5、通过对事例的分析，了解什么是有用功、额外功和总功6、理解什么是机械效率，把握机械效率的计算7、理解功率的概念及其计算公式8、明白功率的单位二、教学重点1、做功的两个必要因素2、如何判定是否做功3、使用任何机械都要做额外功4、机械效率的计算5、组装滑轮组和计算滑轮组的机械效率6、功率概念的理解三、教学难点1、利用功的公式进行简单计算2、有用功、总功的正确判定,理解机械效率的物理意义3、功率的计算四、全然知识一、功：1、力学里所讲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。

稳固：☆某同学踢足球，球离足后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。

〔缘故是足球靠惯性飞出〕。

3、力学里规定：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·m。

把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。

5、应用功的公式注重：①分清哪个力对物体做功，计算时F确实是基本那个力；②公式中S一定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。

二、功的原理：1、内容：使用机械时，人们所做的功，都可不能少于直截了当用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

2、讲明：〔请注重理想情况功的原理能够如何表述？〕①功的原理是一个普遍的结论，关于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费劲，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械尽管不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者能够省力、或者能够省距离、也能够改变力的方向，给人类工作带来许多方便。

④我们做题碰到的多是理想机械〔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 〕=直截了当用手对重物所做的功〔Gh 〕3、应用：歪面①理想歪面：歪面光滑②理想歪面遵从功的原理；③理想歪面公式：FL=Gh 其中：F ：沿歪面方向的推力；L ：歪面长；G ：物重；h ：歪面高度。