2025年中考物理一轮复习课件第11讲 功 功率 机械效率 机械能

功 功率 机械效率 机械能 用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？ F F支 G F阻 F 对小车做了功 Ｆ F支 G F阻 考点1、力学中的功 哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？ F s F 拉力对车做了功 s F F 拉力对货物做了功 1、认识功 （1）、功的定义： 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。 （作用在物体上的力） （物体在力的方向上移动的距离） F 注意：二者缺一不可。 必要因素 s s F F F s F 现在你知道用什么标准来判断是否做功吗？ （2）、做功的两个必要因素 有力无距离 （劳而无功） s＝0 F≠0 （3）不做功的三种情况 无力有距离 （不劳无功） s ≠ 0 F = 0 有力有距离， 但力和距离垂直 （垂直无功） F≠ 0 s≠ 0 力的方向与运动方向垂直 1．下列说法中正确的是（ ） A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功 B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功 C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功 D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功 A √ × 力的方向与运动方向垂直 × × 由于惯性在空中飞行，推力已消失 s = 0 功＝力×距离 W = Fs 公 式 : 注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。 功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。 2、功的计算 F＝ W s s＝ W F 克服重力做功： 克服摩擦力做功： W = Gh W = fs 功的单位 F 力牛（N） s 米（m） W 焦耳（J） 即：1 J＝1 N · m W=Fs 物理意义： 1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。 1、在平地上，用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功？ 50 N 100 N 10 m 2、起重机将2×104 kg的货物从地上匀速吊起3 m高后，又在水平方向上移动5 m，求起重机做了多少功？ 解： 起重机的拉力等于货物的重力，在水平方向移动，拉力不做功， 所以，起重机做的功为： 　W＝Fs＝Gh＝mgh 　　＝2×104 kg×10 N/kg×3 m＝6×105 J 1、怎样比较做功快慢 做一样多的功，所用时间不同。 在相同的时间内，做功多少不一样。 选取时间为标准进行比较 考点2、功率 （1）、功率的物理意义： 2、功率 表示物体做功快慢的物理量。 （2）、定义： （3）、表达式 （4）、国际单位： 常用单位： 1千瓦（kW）= 103 瓦 （ W ） 1兆瓦（MW）= 106 瓦 （ W ） 焦耳 秒 瓦特 焦耳/秒 (瓦、W) 功与时间之比叫做功率， 数值上等于单位时间内所做的功。 一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。 表示物体在1s内做功1200J。 铭 牌 型 号 5C11 流 量 52m3/h 吸 程 10m 功 率 1.2kW 功率1.2kW表示什么物理意义？ 慢跑功率约几十瓦 短跑冠军的功率可达1 kW 骑车功率约70 W 3、生活中常见的功率 蓝鲸游动时功率约350 kW 马车功率约几百瓦 轿车的功率可达200 kW 大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？ 解 ：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等， 即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N 石头在拉力方向上移动的距离 s =1m 拉力做的功是W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J 起重机提升大石头的功率是 W t1 ＝ P＝　　　　　　　　　　 6×104J 15s ＝ 4×103W F 表示物体受的力，v 表示物体的运动速度。 适用条件：F 与v 在同一条直线上。 由W = Fs、 可得 S t v＝　　　　　　　　　　 W t P＝　　　　　　　　　　 Fs t Fv ＝　　　　　　　　　　 ＝　　　　　　　　　　 4、功率的推导式P=Fv F= v= 1、在平直公路上匀速行驶的汽车，发动机的实际输出功率为60kW，速度为30m/s，则下列说法中错误的是（ ） A.汽车受到的牵引力是2000N B.汽车受到的阻力是2000N C.牵引力做功是60000J D.行驶10s牵引力做功6×105J C √ × √ 故阻力与牵引力二力平衡 （t 未知） W = P t =60000W×10s=6×105J √ P v ＝ F＝　　　　　　　　　　 60000W 30m/s =2000N 2.[2020陕西，22]海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图 所示为一艘满载时排水量为5×104 t的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在4 000 m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10N/kg） （1）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？ 第1题图 （2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积⁠ ⁠（选填“变大”“变小”或“不变”）。  （3）钻头在4 000 m深的海底处受到海水的压强是多少？ （4）该钻探船以36 km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为 4×107 W，则船受到的牵引力是多少？ 3.[2018陕西，33]如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车，它采用了轻质 铝合金装甲车体，进一步增强了水中浮渡能力，该两栖车装配有输出功率 为1.1×106 W的发动机。 （1）在海面训练过程中，发射多枚炮弹后，车体向上浮起了一些，车体 底部受到水的压强将⁠ ⁠；在陆地上行驶，履带可以⁠ ⁠车体对 地的压强。（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）  （2）两栖车的总质量约为30 t，在深水中漂浮时，它受到的浮力是多少牛？（g取10 N/kg） （3）两栖车在陆地上以36 km/h的速度匀速行驶72 km时，若两栖车发动机 的输出功率全部用于做机械功，发动机做了多少焦耳的功？ 对砂子做功 对空桶做功 克服自身重力做功 并不需要做但又不得不做的功 对人们有用必须做的功 3m 3m 他的目的是： 把沙子运上三楼 用水桶提沙子上楼 有用功 额外功 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。 总功（W总）：动力所做的所有功。 即有用功与额外功的总和。 W总 = W有 + W额 考点3、机械效率 1.有用功、额外功和总功 用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功? 提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。 如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功? 提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。 想一想 2、机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 （1）定义： （2）计算公式：η＝⁠ 。 （3）特点： 有用功　 总功　⁠  η　 ×100％　 ＜　 物理学中，将⁠ ⁠跟 的比值叫作机械效率，用字母 ⁠表示。  对于实际生产、生活中的机械，由于额外功的存在，总有W有⁠ ⁠W总，所以机械效率总是小于1。 使用任何机械都不省功 h s f F G N W有用=Gh W总=Fs W额外=fs 不做功 3、利用斜面做功 22 2021年真题第15题(3分)如图所示，工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力，将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端．已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为________J，斜面的机械效率为________．使用斜面可以________(选填“省力”或“省功”)． 流水对水车做功 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。 1、能量 重锤对木桩做工 弓对箭做功 考点4、机械能 保龄球对木瓶做了功 物体由于运动而具有的能，叫做动能。 一切运动的物体都具有动能。 2、动能： 流水对水车做功 子弹对木桩做功 质量相同时，钢球的速度越大，动能越 大。 钢球的速度相同时，质量越大，动能越大 探究：物体动能大小与速度和质量的关系 控制 不变， 改变 ， 比较 。 质量 速度 控制 不变， 改变 ， 比较 。 实验1： 动能大小与质量关系 实验2： 动能大小与速度关系 动能大小 动能大小 质量 速度 3、重力势能 质量一定，位置越高，重力势能越大。 高度一定，质量越大，重力势能越大。 打桩机工作时，高高举起的重锤落下时，可以把桩打入地里，重锤对桩做了功。这说明高处的重锤具有能量。 4、弹性势能 上紧的发条 被压弯的跳板 被拉弯的弓 物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。 发生形变的物体在恢复形变时可以做功，它们也具有能量。 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 1.动能、势能统称为机械能。 2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 5、机械能 初始态 最低点 最高点 最低点时， 转动最快，动能最大， 高度最低，重力势能最小 最高点时， 转动最慢，动能最小， 高度最高，重力势能最大 6、动能势能相互转化 重力势能 弹性势能 动能 动能 +重力势能 2.机械能守恒 当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。 1.动能和势能能够相互转化。 机械能 = 动能 + 势能 势能 动能 + 保持不变 7、机械能守恒定律 1. ( RJ八下图改编) 如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星在大气层外运行不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化，因此机械能______(选填“守恒”或“不守恒”)；当卫星从近地点向远地点运行时____能转化为________能． 守恒 动 重力势 2. 如图所示，小球从A点运动到C点的过程中，动能的变化情况是______________，小球在____点时的重力势能最小，当小球到达最高点C点时处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态． (SK九上P36图 12－10，RJ八下 P71图11.4－2) 先增大后减小 B 非平衡 3. 如图所示，将橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系 一个铁块并用牙签固定，从不太陡的斜面滚下，由于橡皮 筋和罐子捆绑在一起，在罐子和铁块的共同作用下，橡皮 筋被卷紧，它的弹性势能______(选填“增加”“减少”或“不变”)，当橡皮筋卷到一定程度时，整个装置的运动速度减小直至静止；此时，橡皮筋要恢复原状，其________能转化为罐子的____能和重力势能，罐子会沿斜面向上滚动． (RJ八下P74 图11.4－7) 增加 弹性势 动 $$