九年级物理一对一课程讲义-第一讲.doc

学乐教育内部讲义学乐教育2012年秋季九年级物理一对一课程讲义第1讲 功率和机械效率 姓名： （10月 日）功率学习要求1.理解功率的概念。了解功率的物理意义。2.知道功率的公式，会对有关功率的问题进行简单的计算。3.知道功率的单位“瓦特（W）”，并能在计算中正确应用。4.经历探究人体的输出功率的过程，进一步熟悉科学探究的基本步骤。5.进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。学习指导1.功率是表示物体做功快慢的物理量。功率的定义为单位时间内完成的功。单位时间内完成的功越多，做功就越快，完成相同的功所需的时间就越短。由功率公式可见功率大小是由做功多少与所用的时间共同决定的，做功多，功率不一定大；时间长，功率也不一定小。2.功率的单位W是一个导出单位，是从功率的定义中得出来的。1W=1J/S，表示在1S的时间完成1J的功。由于“W”比较小，在实际应用中常用kW作为功率的单位：1Kw=1000W。在学习中应分清功的符号和功率的单位。3.在使用P=进行计算时，P、W、t的单位分别为w、J和S，请注意单位的统一性。4.根据W=FS，得到功率P=F.=Fv的另一种表达形式，它对解决车、船的速度、功率、牵引力的问题较为方便。曲型范例例1下列关于功率的说法正确的是（ ）A.功率大的机械比功率小的机械做功一定多B. 功率大的机械比功率小的机械做功一定少C.功率大的机械工作时所用的时间一定少D.功率大的机械工作时做功一定快精析：功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢。A、B、C中都缺少一个因素，判断是错误的。全解：物理学中用功率表示物体做功的快慢，所以功率大的机械做功一定快，故选D。点评：类比是学习物理常用的方法，例1中我们可以将功率与速度作类比，物体运动的路程长，运动的速度不一定大；物体运动的速度小，运动的路程不一定短。我们可以用同样的方法来理解功率。例2暑假中，明明和爸爸到花果山去游玩，同时他们进行了爬山比赛，已知明明和爸爸的体重之比为2:3，从山底分别沿两条不同的路线爬上同一山顶所用的时间之比是3:4，则明明和爸爸爬山的功率之比为 （ ）A2：3 B1：2 C9：8 D8：9精析：功率P=，所以=全解：选D。点评：本题中明明和爸爸沿不同路线爬山，路径不同，但他们在力的方向上（竖直方向上）移动的距离是相同的。例3.一辆“奥迪”A4轿车用3000N的牵引力以72Km/h的速度在高速公路上行驶，这时轿车的功率是多少精析：根据P=F.=Fv，已知力F和速度v就可以求出功率P。不过要注意各量的单位，72Km/h要化成用m/s作单位。全解：v=72Km/h=20m/sP=FV=3000N20m/s=6104w 点评：本题能训练学生根据不同的已知条件确定解题思路。活动与探究每台动力机械都有它的额定功率，也就是正常工作时的功率，常标在机械的铭牌上。下表中列出了几种动力机械，请你至少调查其中的两种，把它的型号和额定功率填入表中。机械名称柴油机拖拉机汽车摩托车洗衣机型号额定功率思考与练习 一、填空题1如图为某举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100kg，则杠铃重为 N若这个过程中运动员将杠铃举高约0.5m，则该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为 W（g取10N/kg）2.某人在水平地面上用100N的水平推力推动重为500N的物体，使物体以02ms的速度匀速移动了3m，此人做的功是 J，功率是 W3.小刚要锯开厚度均匀的木板，每拉一次，据条移动的距离为0.3m，所用的力为180N，连续拉锯50次用了1min，这个过程中小刚做功为_ J，功率是_W二、选择题4李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中，他的功率与下列哪个值最相近( )A.5W B.50W C.500W D.5000W5在中考体育测试的跳绳项目中，某同学取得了每分钟跳150次的好成绩。假设他每跳一次所用时间相等，每次跳离地面的平均高度为6cm。则他跳绳时的功率最接近于：（ ）A7.5W B75W C4500W D7500W6.实验中学举行首届跑楼梯比赛，共有20名选手进入决赛。若要测量参赛者的功率大小，需测出的物理量是（ ）A.登楼所用的时间B.参赛者的体重，所登楼层的高度C.参赛者的体重，所登楼层的高度以及登楼所用的时间D.参赛者的体重，所登楼层的高度，登楼所用的时间以及参赛者通过的路程三、计算、论述题7.起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内提升了6m，取g10N/kg。求： (1)起重机对工件所做的功；(2)起重机提升工件的功率。8.一块水田面积为2400m2 ，要灌平均0.1m深的水。不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的体积。（2）所灌水的质量。（3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田 2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为 2. 4kw，抽这些水要用多长时间？（水1.0 x103kg/m3,g=10N/kg)机械效率学习要求1经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。2 理解什么是机械效率。学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。3 了解常用机械的效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。4 通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。5 了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。学习指导1、功（1）有用功：利用机械工作时，对人们有用的功。在提升重物的情况下：W有用 = Gh在上述实验中，钩码被提升到一定高度的同时，动滑轮也被提升，运动过程中还存在着各种摩擦，这样人们在利用机械做功时就不得不多做一部分功，这就是利用机械工作时的额外功.（2）额外功：利用机械工作时，并非人们需要而又不得不做的功.额外功主要包括以下两个方面：(1)克服机械自身重力而做的功 (2)克服各种摩擦而做的功（3）总功：利用机械工作时，人对机械做的功. W总 = W有用 + W额外通常情况下：W总 = Fs F 作用在机械上的力 s 在力F的方向上通过的距离。在使用机械时，有用功只占总功的一部分.人们总希望有用功在总功中所占的比例越大越好。2、机械效率：有用功与总功的比值.如果用W总表示总功，W有用表示有用功，表示机械效率，那么机械效率的公式可写作：W有用W总100%。因此，机械效率大表示有用功跟总功的比值大，或者说，在有用功一定时，机械效率大的机械，所做的额外功少。提问：机械效率有无单位？它可能大于1吗？由于W有用与W总的单位都是焦耳，因此机械效率是没有单位的。任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不避免地要做额外功，这时动力做的功就等于有用功加额外功。可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总是小于1。通常用百分数来表示。通常，起重机的机械效率为40%50%，滑轮组的机械效率60%80%，抽水机的机械效率60%80%.3、有用功和总功的区别动力（人或电动机）对机械所做的功是总功，机械对物体做的功是有用功。举例：水力发电站中，水从高处流下来带动发电机，水的中立所做的功Gh是总功，发电机发出的电能是有用功。4、提高机械效率的方法从公式W有用W总W有用（W有用W额外）入手，引导学生从两个方面讨论：（1）减小额外功(有用功一定的情况下)（2）增加有用功(额外功一定的情况下)5、功率和效率的区别功率表示做功的快慢，效率是有用功和总功的比值，是两个完全不同的物理量。功率大的机械不一定效率高，两者没有因果联系。曲型范例例1用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示。已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。精析：竖直方向提升物体过程中，有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下，克服动滑轮重所做的功就等于额外功，既W额外=G动h全解：（1）W有用=Gh=600N0.5m=300J. (2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N1.5m=375J. (3)W额外=W总-W有=375J-300J=75J,= 100=100=80（4）W额外=G动h，G动=150N点评:对动滑轮重的求解还可用3F=G物+G动,故G动=3250N-600N=150N.例2如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。精析：水平方向拉动物体过程中，克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功W有用=fAs,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。全解：绳子自由端移动距离S=3SA=310m=30m,AW有用=fAs=240N10m=2400J,W额外=W总-W有=3000J-2400J=600J,= 100=100=80点评：以上两题均为求滑轮组的机械效率，做题的关键在于分析有用功，第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功，所以W有用=Gh：第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功，所以W有用=fAs。同学们一定要注意区分。思考与练习一、填空题1如图所示，用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m，所用的拉力为125N，则动滑轮所做的有用功W有用=_J，它的机械效率=_。若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）2如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间的滑动摩擦力为120，则滑轮组的机械效率为 _ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 _ J 3小红同学在利用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重3N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计的示数是_N，在实验过程中对物体所做的有用功是_J，滑轮组的机械效率是_第2题图第3题图1122第1题图第4题图二、选择题4用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是（ ） A小于200N B等于200N C大于200N D大于300N5.利用如图所示的滑轮组，工人师傅用500N的力，在100s内把800N的重物匀速提升10m.在此过程中（ ）A.他做的有用功是8000W B.他做的总功是1000JC.他做功的功率是80W D.滑轮组的机械效率是80%6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( ) A.有用功减少，总功减少 B有用功增加，总功增加 C.有用功不变，总功不变 D有用功不变，总功减少 三、实验题7在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：钩码重/N弹簧测力计读数/N钩码移动的距离/m弹簧测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率31.20.10.3（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；（3）实验时，应使弹簧测力计做 运动。小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比 。（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。四、计算、论述题8张明同学用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕法如图所示。钩码重为2N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N，问：在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？滑轮组的机械效率是多少？为什么总功总是大于有用功？家庭作业1.如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求： 1）拉力F；2）拉力做功的功率；3）动滑轮的机械效率.2如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_多少w，滑轮组的机械效率为多少。3如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为01ms，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为多少W，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少N4重为120N、底面