教科版初中中学物理功和功率机械效率机械能

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 ×10mB ．W ＝100N ×10mC ．W ＝(50＋100)N ×10mD ．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 ．500JB ．400JC ．0JD ．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 ×5mB ．W ＝500N ×4mC ．W ＝500N ×(5＋4)mD ．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： ⑵人的功率为：W 120s 60J7200t W P ===【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。

解：⑴抽水机每小时做的功为：Jm kg N m m kg Vgh mgh Gh W 6333101818/10100/10⨯=⨯⨯⨯====ρ⑵抽水机的功率为：。

kW W s Jt W P 55000360010186==⨯==【例7】如图，在拉力F=15N 的作用下，重G=100N 的物体以1m/s 的速度做匀速直线运动了5s ，求拉力F 所做的功及拉力的功率。

解：当物体以1m/s 的速度运动时，绳子被拉出的速度是2m/s ， ∴ 5s 里绳子被拉出的长度为s=vt=2m/s ×5s=10m ；拉力F 所做的功为W=Fs=15N ×10m=150J ； 拉力F 的功率为W 30s 5J 150t W P ===。

注意一个有用的推导公式：Fv t sF t Fs t W P =⋅===，即：P=Fv 。

上题另解：绳子被拉出的速度为v=1m/s ×2=2m/s ；∴ 拉力F 的功率为P=Fv=15N ×2m/s=30W 。

※【例8】为治理渠江航道，工程船用钢丝绳将河底上一段废桥墩系住匀速吊出水面，如图甲。

桥墩始终以s 的速度匀速上吊，机械输出功率随时间变化的图象如乙图（不计机械自重与摩擦）。

求：⑴河水对河底的压强；⑵桥墩浸没在河水中时所受的浮力。

（本题系广安市2012年中考题，有一定难度）解：⑴从图像可知，30秒才将桥墩吊出水面；∴桥墩所在位置距离水面的深度为h ＝s ×30s ＝6m ；∴p ＝ρgh＝×103kg/m3×10N/kg ×6m ＝6×104pa ；⑵从图像可知，桥墩全部浸没在水中时，机械的功率为6kW ；∴由公式P ＝Fv 得这时拉力为F ＝p/v ＝6×103W/s ＝3×104N ；又，从图像可知，桥墩全部离开水面时，机械的功率为10kW ；∴这时的拉力F ＝p/v ＝10×103W/s ＝5×104N ；∴F 浮＝5×104N －3×104N ＝2×104N 。

⑵另解：桥墩完全浸没在水中时，功率为6kW ，在水中做的功：W水＝P水t＝6×103W×20s；又，W水＝G水h水＝G水×s×20s；∴桥墩在水中的重为G水＝3×104N。

桥墩被吊离水面后，功率为10kW，在空气中做的功：W空＝P空t＝10×103W×30s；又，W 空＝G空h空＝G空×s×30s；∴桥墩在空气中的重为G空＝5×104N。

∴桥墩受到的浮力F浮＝G空－G水＝5×104N－3×104N＝2×104N。

【试一试】1、如下左图，质量为2kg的物体在拉力F=5N的作用下以1m/s的速度做匀速直线运动，求拉力2s所做的功及拉力的功率是多少【答案：10J；5W】2、如上右图，在拉力F=15N的作用下，重G=100N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，求拉力的功率。

【答案：45W】※3、汽车发动机的功率P是固定的，汽车在爬较陡的坡路时，发动机为了获得更大的牵引力F，有经验的司机往往会换用[ ]A．高速档 B．中速档 C．低速档 D．都可以【答案：C】※4、功率相等的甲乙两车匀速行驶，在相等的时间里两车通过的距离之比是2∶1，则甲乙两车[ ]A．牵引力之比是1∶2 B．做功之比是1∶2C．速度之比是1∶2 D．所受的阻力之比是2∶1【答案：A】三、基础习题+经典考题：1、用1N的水平拉力拉着一个物体在水平面上移动了1m，则拉力所做的功为____J；把重为2N的物体向上拉高了，则拉力所做的功为_____J；质量为1kg的物体在重力的作用下，下落了1m，则重力所做的功为_____J。

2、重为100N的物体被拉上了5m高处，这时拉力所做的功是____J；重力所做的功是_____J。

3、一台机器在1s内做了1200J的功，这台机器的功率是____W，它连续工作1min能做______J的功。

4、一个举重运动员在1s内把130kg的杠铃举高了2m，则举重运动员做了_____J的功，他的功率是____W。

5、某人提着5kg的物体沿水平方向行走了10m，则该人对物体做的功为_____J；如果他把这个物体提到10m高的楼上，他对物体做的功为_____J。

※6、如下图，将同一物体分别沿斜面BA和CA以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，己知斜面长BA＞CA，则，所用的时间t1____t2；所用拉力F1____F2；所做的功W1____W2；拉力的功率P1____P2。

（选填“＞”、“＜”或“＝”）7、下列说法中正确的是[ ]A．只要对物体施加了力就一定对物体做了功B．只要对物体施了力，物体又移动了距离，就一定对物体做了功C．只有人才能对物体做功D．功的大小等于力F与物体在力的方向上通过的距离s的乘积8、下列过程中，力对物体做了功的是[ ]A．用力推物体，但没有推动 B．举重运动员举着杠铃站着不动C．挑着一担东西在水平地面上行走D．扛着一桶饮用水上楼9、小颖提着水桶准备打水做清洁，在下列情形中，小颖提水桶做了功的是[ ]A．提着水桶站立原地不动 B．提着水桶沿水平方向行走C．提着水桶上楼 D．提着水桶下楼10、下列过程中，力所做的功恰好为1J 的是[ ]A ．把1N 的物体移动1mB ．把重为1N 的物体沿水平方向拉出1mC ．用1N 的力把物体沿力的方向拉出1mD ．把质量为1kg 的物体提高1m 11、一支步枪的枪管长，炸药爆炸时气体对子弹的推力约为2000N ，子弹飞离枪口后还飞行了1000m 才落地，则炸药爆炸气体对子弹所做的功为[ ]A ．1600JB ．2×106JC ．×106JD ．无法确定12、两台机器做相等的功所用的时间之比是2∶3，则它们的功率之比是[ ] A ．2∶3 B ．3∶2 C ．1∶1 D ．欠条件，无法计算13、一个小孩与一个大人用相同的时间从地面上跑到楼顶，则他们克服自己的重力所做的功与做功的功率大小[ ]A ．所做的功相等，但大人的功率较大B ．大人做的功较多，但功率相等C ．大人小孩所做的功和功率都相等D ．大人做的功较多，功率也较大 14、小强同学听到上课铃响后，一口气从一楼跑上了三楼，所用时间仅10s ，他上楼过程中，克服自身重力做功的功率最接近[ ]A ．5WB ．50WC ．500WD ．5000W15、用20N 的水平拉力拉着重1500N 的雪橇在雪地里匀速前进了500m ，所用的时间是50s ，求拉力所做的功和功率各是多少【答案：10000J ；200W 】16、如果一台抽水机每小时能把100t 水抽到18m 高的水池里，这台抽水机的功率是多少kW 【答案：5kW 】※17、如图，在水平拉力F 的作用下，重为100N 的物体A 在水平方向以1m/s的速度做匀速直线运动，此时测力计的示数为10N，不计绳和滑轮间的摩擦，求拉力的大小及拉力的功率是多少【答案：20N；10W】18、测定自己上楼时的功率有多大，是一项很有意义也很有趣的物理实践活动。

如果现在你要测定自己爬上4楼时的功率，需要测定哪些物理量，请你根据自身实际情况，假设出这些量的大小，计算出自己上楼的功率（取g=10N/kg）。

【答案：自己的质量或重力、楼高、爬楼所用时间】【第12讲】机械效率及其计算一、基本知识点：1、有用功：对我们有用的功称为有用功，W有用=Gh；额外功：对我们无用，但又不得不做的功叫额外功，用W额表示；总功：有用功与额外功之和叫总功；W 总=Fs；W总=W有用＋W额。

2、机械效率就是有用功跟总功的比值，用百分数表示。

机械效率的值始终小于1；※竖直方向上的机械效率计算公式是：FsGhWW==总有用η。

※水平方向上的机械效率的计算方法：sFsfWW'⋅⋅==总有用η，f为阻力，F为拉力，s与s′一般有着某种倍数关系（由滑轮组的绕线确定）。