功和机械能第1讲功功率机械效率.ppt

第七单元,功和机械能,第1讲,功,功率,机械效率,1理解功包含两个必要因素,2理解功的公式、功的计算和单位3了解功的原理,4理解功率的物理意义、计算和单位,5理解有用功和总功，知道额外功，理解机械效率，能测,机械效率,6了解提高机械效率的途径和意义,一、功,距离,1做功：物体在力的方向上移动了_，就说这个力做了功2做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的_，另一个是物体在这个力的方向上_,3功的计算：,力,移动的距离,(1)功的定义：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功,(2)功的定义式：_.,WFs,4功的单位：_，简称焦，符号是_.1J,1Nm.,焦耳,J,距离,力,省功,5功的原理：人们使用机械时，省力必然费_，省距离必然费_，也就是使用任何机械都不_二、机械效率及各种功1有用功：(1)定义：对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功,(2)计算公式：W有用Gh_.,mgh,2额外功：(1)定义：一般指人对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功(2)计算公式：W额外W总W有用3总功：(1)定义：有用功和额外功之和，一般拉力做的功为总功,(2)计算公式：W总Fs_.4机械效率：(1)定义：有用功跟总功的比值(2)公式：_100%.(3)任何机械的机械效率都小于100%.,Fnh,科目一考试网科目四考试网,Grammar,三、功率,单位时间内,1.定义：物体在_所做的功，叫功率,2公式：_.,P,Wt,3单位：_，简称瓦，符号是W.其他单位：千瓦，,符号是kW.,瓦特,单位换算：1W1J/s,1kW103W.4推导式：当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线,时，F与v成_,Fv,反比,考点1,功,1不做功的三种情况：(1)物体受力的作用，但没有移动如小明用力搬石头没搬动(2)物体不受力的作用，由于惯性移动了一段距离如足球飞出后，人对足球无作用力，对足球不做功(3)物体受力作用，也移动了，但移动的距离与力的方向垂直如提水时水平前进，人对水桶不做功,2功的计算：,(1)使用WFs计算功时，一定要考虑清楚哪一段距离s是,在这个力F的方向上移动的距离,(2)计算时单位必须统一,例1(2011年广安)在下列的四种情境中，人对物体做功,的是(,),B,A提着水桶在水平地面上匀速前进B扛着米袋慢慢爬上楼梯C用力推汽车，汽车没动D举着杠铃原地不动思路点拨：判断物体是否做功，关键是看物体在力的方向上有没有移动距离,例2如图711所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离s，则F对物体做的功,(,),B,图711,A对A做的功多C对B做的功多,B对A和B做功一样多D条件不足，无法确定,思路点拨：由功的定义式WFs知，功等于力与在力的方向移动的距离的乘积,考点2,机械效率测量滑轮组的机械效率,1实验原理：,W有用W总,GhF拉s,.,2要测量的量：钩码重G、钩码提升的高度h、拉力F拉、绳的自由端移动的距离s.3实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计4实验结论：影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的质量、物体的质量、滑轮和绳子间的摩擦,5实验拓展：(1)必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计的示数不变(2)提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组，机械效率越低(3)同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越大,械效率与绳子的股数n无关,W有用Gh,1计算式：,斜面的机械效率,W总Fs,.,2影响因素：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度3提升同一重物时，斜面坡度越大，越不省力，机械效率越高,例3某实验小组在“测定滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验的装置分别如图712中的甲、乙、丙所示,图712,(1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率_(2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_,(3)如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4N时，测力计的拉力为1N，那么当钩码重为9N时，该滑轮组的机械效率是_思路点拨：(1)使用相同的滑轮组提升不同质量的钩码时，滑轮组做的额外功相同，提升的钩码越重，做的有用功越多，,机械效率越高(2)实验3中，,0.4J0.55J,72.7%.使用不同的滑,轮组提升相同的重物时，滑轮组做的有用功相同，动滑轮的个数越多，滑轮组做的额外功越多，机械效率越低(3)当丙图中钩码重4N时，G轮5FG5N4N1N，当钩码重9N,Gh9N时，GhG轮h9N1N,90%.,【答案】(1)越高,(2)72.7%,越低,(3)90%,4物体在恒力作用下做匀速直线运动时，P,考点3,功率,1相同时间内，做功多的功率大2做功相同时，用时多的功率小注意：功、功率和机械效率之间没有必然的联系，做功多，功率不一定大；功率大，机械效率不一定高,WFstt,Fv.,1(2012年广州)图713的剪刀剪纸的机械效率为80%，,这表示(,),D,A若动力是1N，则阻力是0.8NB若阻力是1N，则动力是0.8NC若动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D若动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸,2(2012年茂名)如图714所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面升到12m高的五楼上求：,(1)若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15,m2，箱子对楼板的压强为多大？,(2)工人吊起箱子的过程中做的有用功是多,少？,(3)若滑轮组的机械效率为80%，则工人做,功的功率为多少？,600N0.15m2,300W.,W有用W总,箱子对楼板的压强为p,(3)箱子上升所用的时间为t,根据,W有用7.2103J,W总9103J,【答案】解：(1)箱子对楼板的压力为FG600N,FS,4103Pa.,(2)工人对箱子做的有用功为W有用Gh600N12m7.2103J.,h12mv0.4m/s,30s.,得,拉力做的总功W总,80%,9103J,拉力的功率为P,t30s,3(2011年广州)用图715甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计则,(,),D,图715A手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙B手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙C手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙,4(2011年广东)在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，