功、功率、机械效率2

总复习：功功率机械效率（基础）【考纲要求】1、理解功、功率的概念，能够解决简单问题，比较功和功率的大小；2、会测量简单机械的机械效率，知道有用功、额外功、总功和机械效率，知道影响机械效率大小的因素。

【知识网络】【考点梳理】考点一、功作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。

要点诠释：（1）理解判断的依据：依据：做功的两个必要因素。

重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。

（2）明白不做功的三种情况：A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。

B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。

C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。

（3）在分析做功情况时还应注意以下几点：A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。

B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。

C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。

比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W ＝fs 。

考点二、对公式W ＝FS 的理解 1.公式： 一般式 W ＝Fs常用式 W ＝Gh (克服重力做功)，或W ＝f 阻s (克服摩擦阻力做功) 2.单位： 焦耳(J) 要点诠释：（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。

（2）F 与s 的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物G ，从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高。

） （3）做功的多少，由W ＝Fs 决定，而与物体的运动形式无关。

功功率和机械效率计算公式功：功是物体由于受到外力而产生的能量转化或传递的过程中所做的功。

在物理学中，功的计算公式可以由下述公式得到：功（Work）=力× 距离× cosθ其中，力（Force）是施加在物体上的力的大小，距离（Distance）是力作用的距离，cosθ是力和移动方向之间的夹角的余弦值。

功单位通常为焦耳（J）或牛·米（N·m），在国际单位制中，1焦耳等于1牛·米。

功率：功率是指单位时间内执行功的速度，它是评估能量转化或传递过程的效率的重要指标。

在物理学中，功率的计算公式可以由下述公式得到：功率（Power）= 功/时间或者功率（Power）= 力× 速度其中，时间（Time）是完成功所需的时间，速度（速率）是物体在一段时间内移动的距离。

功率单位通常为瓦特（W），在国际单位制中，1瓦特等于1焦耳/秒。

机械效率：机械效率是指物体在进行能量转化或传递过程中所做的有效功与总的输入功之间的比值。

机械效率可以通过下述公式计算得到：机械效率（Mechanical Efficiency）= 有效功/总输入功× 100%其中，有效功（Effective Work）是物体在能量转化或传递过程中所做的有用功，总输入功（Total Input Work）是物体接收到的所有输入功的总和。

机械效率通常以百分比的形式表示。

在实际应用中，这些公式可以用于计算各种机械设备的功、功率和机械效率。

例如，对于一个电动机，我们可以通过测量施加在电动机上的力和电动机转动的距离来计算功，然后根据完成这个功所需的时间计算功率，最后通过测量电动机的有效功和总的输入功来计算机械效率。

在以下实例中，我们将使用上述公式来计算一个简单机械系统的功、功率和机械效率：假设我们有一个起重机，重物的重量为1000牛顿（N），起重机每秒抬起重物的高度为2米（m）。

现在我们来计算：1.功：力=1000N距离=2m夹角θ=0°（因为力和移动方向是同一个方向）根据功的计算公式：功= 1000 N × 2 m × cos(0°)=2000J2.功率：功=2000J时间=1s根据功率的计算公式：功率=2000J/1s=2000W3.机械效率：有效功=2000J（假设所有输入的功均被转化为有用功）总输入功=2000J（假设没有能量损失）根据机械效率的计算公式：机械效率=2000J/2000J×100%=100%这个例子中，起重机完成了2000焦耳的功，功率为2000瓦特，并且机械效率达到了100%。

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。

专题11功、功率、机械效率第2期一、单选题1．（2021·湖南邵阳市·中考真题）为了纪念著名的物理学家欧姆，用他的名字作为单位的物理量是（）A．电流B．电阻C．电功率D．功2．（2021·湖南岳阳市·中考真题）小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是（）A．用时少的做功多B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多D．用时多的做功功率大3．（2021·江苏中考真题）下列有关中学生的估测符合实际的是（）A．眨眼一次的时间约为3sB．正常步行的速度约为1.4km/hC．游泳时受到的浮力约为500ND．完成一次引体向上做的功约为2000J4．（2021·四川眉山市·中考真题）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重F ，和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力2105N 他通过细绳b用1F的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。

下列说法中正确的是（）A．物体A的重力为210NB．拉力1F做功的功率为32.5WC ．该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成D ．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%二、计算题5．（2021·四川成都市·中考真题）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。

一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min 抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km 。

求：（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h ？（2）该动车组在平直铁路上以4510N ⨯的牵引力匀速前进1.5km ，牵引力做功为多少？6．（2021·四川内江市·中考真题）现有一辆汽车以30m/s 的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。

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）。