第九單元 功和機(jī)械能 第1講功功率機(jī)械效率 續(xù)表 1 2015年廣東 已知小汽車的總質(zhì)量為1500kg 該車以30m s的速度做水平勻速直線運(yùn)動(dòng) 行駛了180s 汽車在行駛過程中受到的阻力為車重的0 16倍 g 10N kg 求 1 小車行駛的距離 2 在此過程中汽車的牽引力和功率 答案 1 5400m 2 2400N 72000W 2 2014年廣東 如圖9 1 1所示是某種升降電梯工作原理圖 它由轎廂 配重 纜繩 滑輪和電動(dòng)機(jī)等部件組成 連接轎廂的兩根纜繩非?？拷?轎廂空載時(shí)的重量是3100N 配重的重量是3000N 某次電梯載貨量的重量是1000N 當(dāng)電梯勻速上升15m 所用的時(shí)間為10s 不計(jì)纜繩重力和一切摩擦阻力 在此運(yùn)動(dòng)過程中 求 1 轎廂的速度大小 2 配重重力對(duì)配重所做的功 3 電動(dòng)機(jī)的功率至少多大 圖9 1 1 答案 1 1 5m s 2 4 5 104J 3 1650W 3 2013年廣東 如圖9 1 2所示 用滑輪組將物塊從位置A勻速拉到位置B 請(qǐng)?jiān)陬}圖中畫出最省力的繞線方法 物塊移動(dòng)的距離為 cm 若此時(shí)繩自由端所用拉力為10N 物塊受到的摩擦力為18N 滑輪組的機(jī)械效率為 圖9 1 2 答案 如圖D54所示 60 3 10圖D54 4 2011年廣東 在水平地面上 工人用100N的水平推力推動(dòng)重150N的箱子 4s內(nèi)前進(jìn)了6m 在這個(gè)過程中 木箱所受的重力對(duì)木箱做的功為 J 工人對(duì)木箱做的功為 J 答案 0600 考點(diǎn)一 功 1 做功 物體在力的方向上移動(dòng)了 就說這個(gè) 力做了功 距離 力 移動(dòng)了距離 2 做功的兩個(gè)必要因素 一個(gè)是作用在物體上的 另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上 3 功的計(jì)算 1 功的定義 在物理學(xué)中 把力與在力的方向上移動(dòng)的距 離的乘積叫做功 W Fs 焦耳 J 2 功的定義式 4 功的單位 簡稱焦 符號(hào)是 1J 1N m 距離 力 不省功 5 功的原理 人們使用機(jī)械時(shí) 省力必然費(fèi) 省距離必然費(fèi) 也就是使用任何機(jī)械都 考點(diǎn)二 機(jī)械效率及各種功 1 有用功 1 定義 對(duì)人們有用的功 一般指克服物體重力做的功 2 計(jì)算公式 W有用 Gh mgh 2 額外功 1 定義 對(duì)人們無用但不得不做的功 一般指人對(duì)動(dòng)滑輪 繩子及克服摩擦力做的功 2 計(jì)算公式 W額外 W總 W有用 3 總功 1 定義 有用功和額外功之和 一般拉力做的功為總功 Fnh 2 計(jì)算公式 W總 Fs 4 機(jī)械效率 1 定義 有用功跟總功的比值 2 公式 3 任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于100 考點(diǎn)三 功率 1 定義 物體在 所做的功 叫做功率 2 公式 單位時(shí)間內(nèi) 3 單位 簡稱瓦 符號(hào)是W 其他單位 千瓦 符號(hào)是kW 瓦特 單位換算 1W 1J s 1kW 103W Fv 反比 題型一 功 1 不做功的三種情況 1 物體受力的作用 但沒有移動(dòng) 如小明用力搬石頭卻沒搬動(dòng) 2 物體不受力的作用 由于慣性移動(dòng)了一段距離 如足球飛出后 人對(duì)足球再無作用力 對(duì)足球就不做功了 3 物體受力作用 也移動(dòng)了 但移動(dòng)的距離與力的方向垂直 如提水時(shí)水平前進(jìn) 人對(duì)水桶不做功 2 功的計(jì)算 1 使用W Fs計(jì)算功時(shí) 一定要考慮清楚哪一段距離s是 在這個(gè)力F的方向上移動(dòng)的距離 2 計(jì)算時(shí)單位必須統(tǒng)一 例1 2015年郴州 如圖9 1 3所示 在水平地面上 小明用10N的水平力推重為50N的木箱勻速向右移動(dòng)10m 在此過程中 木箱受到的摩擦阻力為 N 重力對(duì)木箱做功 J 圖9 1 3 思路點(diǎn)撥 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)說明受平衡力作用 根據(jù)二力平衡求解 重力做功多少根據(jù)重力的大小和物體在重力方向運(yùn)動(dòng)的距離進(jìn)行計(jì)算 答案 100 題型二 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)過程 2 要測(cè)量的量 鉤碼重G 鉤碼提升的高度h 拉力F拉 繩的自由端移動(dòng)的距離s 3 實(shí)驗(yàn)器材 鉤碼 鐵架臺(tái) 滑輪 細(xì)線 刻度尺 彈簧測(cè)力計(jì) 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 影響滑輪組機(jī)械效率的因素有動(dòng)滑輪的質(zhì)量 物體的質(zhì)量 滑輪和繩子間的摩擦 實(shí)驗(yàn)分析5 實(shí)驗(yàn)拓展 1 必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高 目的是保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變 2 提升同一重物 動(dòng)滑輪越多的滑輪組 機(jī)械效率越低 3 同一滑輪組 提升的重物越重 機(jī)械效率越大 斜面的機(jī)械效率 2 影響因素 斜面的傾斜程度 斜面的粗糙程度 3 提升同一重物時(shí) 斜面坡度越大 越不省力 機(jī)械效率越高 典例剖析 例2 2014年雅安 某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(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9 1 4所示 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) 使鉤碼 上升 2 通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用圖 填 甲 或 乙 裝置做的實(shí)驗(yàn) 3 通過第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論 使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí) 動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多 動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大 滑輪組的機(jī)械效率 填 越高 不變 或 越低 4 小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次試驗(yàn) 表中第3次試驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為 繩端移動(dòng)距離s m 機(jī)械效率 5 比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論 使用同一滑 輪組 圖9 1 4 思路點(diǎn)撥 1 應(yīng)豎直勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì) 2 根據(jù)鉤碼上升高度與測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離的關(guān)系分析答題 3 分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出結(jié)論 4 根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出繩子移動(dòng)的距離 應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率 5 根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析答題 答案 1 勻速 2 乙 3 越低 4 0 383 3 5 提升越多的重物 機(jī)械效率越高 題型三 功率 1 相同時(shí)間內(nèi) 做功多的功率大 2 做功相同時(shí) 用時(shí)多的功率小 例3 2014年廣州 如圖9 1 5所示 用大小相等的拉力F分別沿斜面和水平面拉木箱 拉力方向和運(yùn)動(dòng)方向始終一致 運(yùn)動(dòng)時(shí)間tab tcd 運(yùn)動(dòng)距離sab scd 比較兩種情況下拉力所做 的功和功率 A ab段做功較多B ab段與cd段的功一樣多 圖9 1 5 C ab段功率較大D ab段與cd段的功率一樣大答案 B