内容正文:
秘籍07 功、功率与机械效率(原卷版)
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
选择题☆☆☆☆☆,填空题☆☆☆☆,综合计算题☆☆☆☆
考向预测
①功与功率的概念及简单计算;②机械效率的概念与计算;③滑轮组的应用与综合计算。
功与功率只中考试卷中的考试内容,同时也是必考内容。但对功和功率的考查,考题你形式多种多样,常见的考题有选择题、填空题和综合计算题。机械效率是考查热点,其考查方向主要是机械效率的概念、机械效率的简单计算和测量滑轮组的机械效率。
本内容考题在中考试卷中属于必考内容;一般情况下,考题分值在2分-6分之间。
对本部分内容的考查与备考做如下概括:
一、功
1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在 通过一段 ,这个力就对物体做了功。
2.功的公式:功等于跟物体在力的方向上通过的的乘积。公式:。
3.功的单位:国际单位制中,功的单位是:,符号是,1J= 1N·m 。
4.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。
二、功率
1.定义:单位时间里完成的;或说成:单位时间内力作做的功。
2.功率的物理意义:功率是表示力做功的物理量;即单位时间内完成的功。
3.公式:。
4.单位:在国际单位制中,功率单位是,符号是 。常用单位还有千瓦(kW)、马力。
换算关系:。
5.功率公式的解释:
(1)物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积,即。
(2)利用该公式时要注意:拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
三、机械效率
1.有用功:对机械、活动的功。
公式:W有用=(提升重物)=W总-W额=ηW总;斜面:W有用= Gh。
2.额外功:并非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=fL。
3.总功: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/η;斜面:W总= fL+Gh=FL。
4.机械效率:有用功跟总功的。机械效率计算公式:。
5.滑轮组的机械效率(不计滑轮重以及摩擦时)
(1)滑轮组(竖直方向提升物体):(G为物重,h为物体提升高度,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。
(2)滑轮组(水平方向拉动物体):(f为摩擦力,l为物体移动距离,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。
6.斜面的机械效率:(h为斜面高,S为斜面长,G为物重,F为沿斜面对物体的拉力)。
一、功
(1)理解判断力对物体是否做功的依据:
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。
(4)有力才有可能做功,没有力根本不做功。
(5)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。)
(6)做功的多少,由W=Fs决定,而与物体的运动形式无关。
二、功率
(1) 注意区别功与功率:功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
(2)由P=W/t变形为P=F·v可知:功率一定时,力F与速度v成反比。
(3)将上述归纳:
功(W)
功率(P)
概念
当一个力作用在物体上,物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体