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第十五章机械能复习提纲机械效率、功率一、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：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。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= 1Nm 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 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，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2、说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。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。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。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：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理；理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。三、机械效率：、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用= Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=f L3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL4、机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。W有用W总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表 示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测量： 原 理： 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、功率：1、定义：单位时间里完成的功 PWt=2、物理意义：表示做功快慢的物理量。3、公式： 4、单位：主单位 W 常用单位 kW mW 马力 换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J 5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。典型例题解析例1.下列说法中正确的是（）A. 做功越多，则功率越大B.做功时间越短，功率越大C.功率越大，表示做功越快 D.功率小，做功一定少分析与解答：功率是由机械做的功与做这些功所用时间的比值P = W/t 决定的，一个机械的功率大，并不表示做功一定多，这还要看做功的时间，功率小的机械，只要做功时间足够长，也可以做功多，所以A、B、D错，功率表示做功的快慢，功率大的机械做功比功率小的机械做功快，所以C正确.14-16例2 .使用如图14-16所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，求：（1）若绳的自由端向下动6m，滑轮组做的有用功；（2）若滑轮组的机械效率为70%，对滑轮组做功的总功率是7kW，重物上升的速度多大？分析与解答：解此类题目应知道使用动滑轮时，若拉力作用在滑轮边槽上，省力，费距离；若拉力作用在轴心上，则费力，但省距离.根据滑轮组的结构进行分析，同时搞清绳子的股数非常主要.本题由图可知，n =3，则物体上升的高度可求s.知道物体的质量，又知道在力的方向上通过的路程，则有用功W有可求，物体匀速上升，可根据计算式P=Fv，求出速度.这里需要引起注意的是不要忘记机械效率！（1）h=s=6m=2mW有= Gh = mgh =500kg9.8N/kg2m=9800J(2) = W有/W总 = P有t / P总t =P有/P总P有 = P总=7000W70=4900W 又因为P有 = W有/t = Gh/t = Gv = mgv所以v = P有/mg = =1m/sF= f摩n =3，则有人拉绳子的力F = =15N绳子速度与物块的速度关系v绳=nv物=0.6m/s则功率为P = Fv绳 =15N0.6m/s=9W例3. 如图14-17，物体A的质量m =12kg，在力F作用下A以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦以及滑轮、弹簧测力计和绳子的重力，并且绳子有足够长.求:（1）物体A与水平面部的摩擦力f的大小；（2）拉车F的大小；（3）物体A运动10s时拉力F和物体A的重力所做的功各是多少；（4）拉力F的功率.分析与解答：因为物体A做匀速运动，则拉力与摩擦力大小相等方向相反是一对平衡力，由图知n =2,所以F=2F,拉力做功，重力做功，都应满足力对物体做功的两个条件，即力和力方向上通过的距离，由此重力不对物体做功.（1）由物体A做匀速运动，则A受一对平衡力作用所以，f = F =12N(2)由滑轮结构可知，F = 2F=212N=24N(3)10s物体A移动距离 s = vt =0.4m/s10s=4m此时动滑轮（即拉力F）移动距离s =s =4m=2m所以拉力做功W = FS =24N2m=48W由于物A在重力方向上没有移动距离，所以重力做功为0.（4）拉力F的功率P = W/t = 48J/10s =4.8W(3) = W有/W总 = =80% （4）P总=W总/t= =80W例7.（西安1999年）如图14-20所示，某人300N的拉力，在30s内将重960N的物体匀速提高2m（绳重及摩擦不计).求：（1）有用功；（2）总功；（3）滑轮组机械效率；（4）人拉绳的功率.(g取10N/kg)分析与解答：本题考查的知识点很多，滑轮组；功其中有用功、无用功、总功；机械效率；功率，是一道典型的综合题，建