第10課時(shí)功功率機(jī)械效率 1.功:如果一個(gè)作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段,我們就說(shuō)這個(gè)力做了功。力學(xué)中的功包含兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的,二是物體在力的方向上通過(guò)。考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)一功 力點(diǎn)撥下列三種情況下力對(duì)物體不做功:(1)“不勞無(wú)功”,物體通過(guò)了一定的距離,但沒(méi)有力作用在物體上,如圖10-1甲所示。(2)“不動(dòng)無(wú)功”,雖然有力作用在物體上,但物體沒(méi)有通過(guò)距離,如圖乙所示。(3)“勞而無(wú)功”,有力作用在物體上,物體也通過(guò)了一定的距離,但力的方向和通過(guò)的距離的方向垂直,在力的方向上沒(méi)有通過(guò)距離,如圖丙所示,也叫“垂直無(wú)功”。圖10-1 距離力 距離 2.功的計(jì)算式:,單位:,符號(hào):,1J=1Nm 。點(diǎn)撥(1)要分清物體所受的力,知道是哪個(gè)力對(duì)物體做了功。(2)公式中s一定是在力的方向上通過(guò)的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)性。(3)把一個(gè)雞蛋舉高1m ,做的功大約是0.5J。3.功的原理:使用機(jī)械時(shí)人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功,即使用任何機(jī)械都 。點(diǎn)撥(1)功的原理告訴我們:使用機(jī)械省了力就要費(fèi)距離,省了距離就要費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒(méi)有的。(2)使用機(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力,或者可以省距離,也可以改變力的方向,給人類工作帶來(lái)很多方便。考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)一功 焦耳 J 不省功 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)二功率 快慢點(diǎn)撥(1)功表示做功多少,而功率表示做功快慢,多少與快慢的意義不一樣。做功多不一定做功快,做功快不一定做功多。只有在做功時(shí)間相同時(shí),做功多的才做功快。(2)根據(jù)功率的導(dǎo)出式P=Fv可知:功率一定時(shí),要增大F,必須減小v(例:汽車上坡時(shí)要換低速擋)。Fv 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)三機(jī)械功率點(diǎn)撥(1)有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。(2)機(jī)械的機(jī)械效率的高低和省力的多少是兩回事,不可混為一談,“越省力的機(jī)械,它的機(jī)械效率越高”是錯(cuò)誤的。(3)提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減 小機(jī)件間的摩擦。在機(jī)械結(jié)構(gòu)一定的情況下,可以采取增加提升物重的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。(4)機(jī)械效率和功率的區(qū)別:功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念,功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)四機(jī)械效率的計(jì)算 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)四機(jī)械效率的計(jì)算 點(diǎn)撥(1)滑輪組的機(jī)械效率與物重、機(jī)械自重和機(jī)械間的摩擦有關(guān),與繩子移動(dòng)的距離無(wú)關(guān)。(2)同一滑輪組,提升的物重越大,機(jī)械效率越高。(3)提升同一重物,動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多越省力,滑輪組的機(jī)械效率越低。 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)四機(jī)械效率的計(jì)算 例1 在水平地面上有一長(zhǎng)方體木塊,小明同學(xué)用水平推力F把木塊向前推動(dòng),如圖10-5甲所示,此過(guò)程中,推力F隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示,木塊前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖丙所示,則3s至5s內(nèi),推力對(duì)木塊所做的功為J,第2s末木塊受到的合力為N。圖10-5熱點(diǎn)考向探究探究一功、功的計(jì)算400 100 熱點(diǎn)考向探究 【變式】如圖10-6所示,物體重2000N,當(dāng)它沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力f為240N,若不計(jì)滑輪的重與摩擦,使物體以1m /s的速度勻速前進(jìn),經(jīng)過(guò)10s時(shí)間,拉力的大小F=N,拉力做的功是J。圖10-6熱點(diǎn)考向探究2400 80 例2 小勇想粗略地測(cè)算自己在單杠上做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率。如圖10-7所示,他用尺量出握拳時(shí)手臂的長(zhǎng)度,并測(cè)出自己連續(xù)拉上去的次數(shù)和時(shí)間填入下表,請(qǐng)?jiān)诳崭裉幯a(bǔ)上相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 圖10-7熱點(diǎn)考向探究探究二功率、功率的測(cè)量與計(jì)算 1002000臂長(zhǎng)l/m 體重G/N 拉上去的次數(shù) 克服重力所做的功W/J 時(shí)間t/s 功率P/W0.5 500 8 20 例3 學(xué)習(xí)了功率的知識(shí)后,林紅和爺爺一起做“估測(cè)上樓時(shí)的功率”的活動(dòng),如圖10-8所示。(1)她需要的測(cè)量工具分別是:測(cè)量上樓時(shí)間t的停表、上樓高度h的和人體質(zhì)量m的。(2)利用所測(cè)物理量計(jì)算功率的表達(dá)式是P=。(3)測(cè)得林紅的質(zhì)量是50kg,她從1樓爬上3樓,用了20s的時(shí)間,每層樓高3m ,則林紅上樓的功率是W。(g取10N/kg)(4)林紅要和爺爺比賽看誰(shuí)先從1樓上到6樓,于是兩人同時(shí)開(kāi)始向上爬樓,結(jié)果林紅先到6樓,爺爺后到6樓。已知林紅的體重比爺爺?shù)捏w重小,他倆做的功多的是,功率大的是 。(均選填“林紅”“爺爺”或“無(wú)法確定”) 圖10-8 熱點(diǎn)考向探究 米尺 磅秤150爺爺 無(wú)法確定 熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究= 例4 2017蘇州如圖10-10所示,用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m ,拉力F為10N,則有用功為J,滑輪組機(jī)械效率為。若增加所提物體的重力,滑輪組機(jī)械效率 (選填“變大”“變小”或“不變”)。(不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/kg)圖10-10熱點(diǎn)考向探究探究三機(jī)械效率 7.575%變大 熱點(diǎn)考向探究 B 【變式2】2018宜春模擬如圖10-12所示,工人用平行于斜面向上500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m 的車廂,所用的斜面長(zhǎng)是3m 。求:(1)推力做的功。(2)斜面的機(jī)械效率。(3)若想增大此斜面的機(jī)械效率,可采取什么方法?(答出一種方法即可)圖10-12熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究實(shí)驗(yàn)突破突破測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率【考點(diǎn)歸納】(1)實(shí)驗(yàn)器材:滑輪組、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼。(2)滑輪組繞線:奇動(dòng)偶定法。(3)實(shí)驗(yàn)中繩子要?jiǎng)蛩?、豎直拉動(dòng)。(4)表格內(nèi)容的補(bǔ)充或錯(cuò)誤判斷、數(shù)據(jù)的分析與處理。 熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究例 某小組在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖10-13所示。圖10-13(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。 (2)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定,應(yīng)該靜止讀數(shù),你認(rèn)為他的想法(選填“正確”或“不正確”),因?yàn)樗麤](méi)有考慮到對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。勻速不正確 摩擦 (3)用圖丁裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整。(4)通過(guò)比較(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:使用同一滑輪組提升同一重物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)。(5)通過(guò)比較(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:同一滑輪組提升重物時(shí),物重越大,滑輪組的機(jī)械效率越高。(6)通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論: 。實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼重量G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動(dòng)距離s/m 滑輪組機(jī)械效率1 4 0.1 2.7 0.2 74.1%2 4 0.1 1.8 0.3 74.1%3 8 0.1 3.1 0.3 86%4 8 0.1 2.5 熱點(diǎn)考向探究1、2 越高(或不同滑輪組提升相同重物時(shí),動(dòng)滑輪越重,滑輪組的機(jī)械效率越低) 0.4 80%2、3 不同滑輪組提升相同重物時(shí),動(dòng)滑輪越輕,滑輪組的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)拓展(7)根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“滑輪組的機(jī)械效率與所掛鉤碼重量有關(guān),鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論?(選填“能”或“不能”);請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：熱點(diǎn)考向探究不能 滑輪組的機(jī)械效率跟對(duì)鉤碼做的有用功及對(duì)滑輪做的額外功都有關(guān) 熱點(diǎn)考向探究