内容正文:
专题02 功、功率、机械效率(原卷版)
清单01 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.功的两个必要条件:① 有力作用在 ;② 物体在 通过了距离。
3.不做功的三种情况:有力无距离;有距离无力、力和距离垂直。
4.功的公式:功等于 跟物体在力的方向上通过的 的乘积。公式:。
5.功的单位:国际单位制中,功的单位是: ,符号是 ,1J= 1N·m 。
6.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”)。
清单02 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沿拉力的方向做匀速直线运动,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。
清单03 机械效率
1.有用功:对机械、活动有用的功。
公式:W有用= (提升重物)=W总-W额=ηW总;斜面:W有用= Gh。
公式:W有用= (水平拉动物体)。
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)。
即时练习
【练习1】下列实例中,有力对下面“打点”物体做功的是( )。
A.苹果从树上自由的落到地面;B. 背着书包在水平路面上行走;
C. 推着油桶不动阻止其向下滚动;D.小球在光滑水平面上匀速运动
【练习2】一同学用50N的水平方向的力,将一只重5N的足球沿水平方向蹋了出去,足球在地上滚动了30m停下。在球滚动的过程中,脚对球所做的功是( )。
A.5J B.1500J C.150J D.0J
【练习3】甲、乙两人爬楼比赛,同时从一楼出发跑上五楼,结果甲先到而获胜,则下列说法正确的是( )。
A.甲做功多, 甲的功率大;
B.乙做功多,乙的功率大;
C.若两人的体重相同,则甲做的功多,甲的功率大;
D.若两人做的功相同,则甲用时少,甲的功率大
【练习4】两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是( )。
A.两次物体运动的速度:v1<v2;
B.0~6s两次拉力对物体所做的功:W1=W2;
C.两次物体所受的拉力:F1>F2;
D.0~6s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
【练习5】关于功的原理和机械效率的说法正确的是( )。
A.使用机械提升物体可以省功;
B.提升同一物体,使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大;
C.提升同一物体,使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大;
D.使用任何机械提升物体,机械效率都不可能达到100%
【练习6】小摩同学家里正在修建楼房,他通过调查了解到工人利用如图的装置,将重力为900N的物体匀速提升了6m,工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是( )。
①拉力F做功为2850J;
②动滑轮的重力为50N;
③拉力F做的额外功为600J;
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体,则该滑轮组的机械效率为95%。
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
1.如图所示的情景中,根据图片和文字叙述,可以确定下列过