中学物理斜面机械效率(初中物理功功率)
中考物理·功 功率 机械效率
一、功
作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,我们就说这个力对这个物体做了功。
(初中是恒力功,变力做功不考,在高中大学功的定义是力在空间上的累积。)
(1)理解判断的依据:
依据:做功的两个必要因素。力和力作用点在力的方向上通过的距离。
重点:力的作用点在力方向上通过的距离。
比如,一个物理在地面上滑动一段距离,但物体给地面的摩擦力就不做功,因为,物体给地面的摩擦力,它的作用点没有移动,只是物体给地面作用的受力点在依次更替不同的受力点,但每个点都没有移动。
(2)不做功的常见三种情况:
A. 物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离
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)
C. 物体既受力,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)。
(3)在分析做功情况时还应注意以下几点:
1,做功必须指出是哪一个力对哪一个物体在哪一过程中做功 是拉力做功,摩擦力做功,还是什么力做功。
2,什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,或者说这个力做了负功。
二、对公式W=FS的理解
1.公式: 一般式 W=Fs
常用式 W=Gh(克服重力做功),或W=f阻s (克服摩擦阻力做功)
2.单位: 焦耳(J)
(1)有力才有可能做功,没有力根本不做功。
(2)F与s的方向应在同一直线上(初中要求),同向或反向
(3)做功的多少,由W=Fs决定,而与物体的运动形式、与其他力无关。
三、功率
1.物理意义:表示物体做功的快慢。不是做功多少,做功很多,也许做工不快,功率小。
2.定义:功与做功所用时间之比叫做功率。
3.计算式
4.单位 瓦(W)
(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。
(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。
四、机械效率
为了表示有用功在总功中所占的比例,物理学中引入了机械效率,它等于有用功W有与总功W总之比,符号为η。
(1)公式为,它是一个百分数。η的值越大,表明有用功在总功中所占的比例越大,机械的效率越高。
(2)η的值总小于100%,由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零,所以有用功总是小于总功。
五,举例分析:
1、下面情况中,人对物体做功的是( )
A. 举重运动员举着杠铃不动
B. 人用力却没有把重物提起
C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走
D. 旅客提着行李走上楼梯
【解析】A、B均属于有力作用但没通过距离;C桶运动方向与施力方向垂直;D具备做功的两个必要因素,人对行李施力,行李沿拉力方向有移动距离,D选项中人对行李箱用向上的力,并且在力的方向上移动了距离,所以人对物体做了功。故选D
2、某人用50N的力,将重30N的铅球抛到7m远处,这个人对铅球做的功为( )
A、350J B、210J C、0 D、无法计算
【解析】铅球的运动可以分为两个阶段:第一个阶段是人推铅球,第二个阶段是铅球在空中飞行。注意:在第一个阶段,在人推力的作用下,铅球移动了一段距离,但这个距离不是7m,你的手不可能长7m;具体是多少,题中未给出,无法判断。故选D
3、如图所示,用滑轮组提起重400牛顿的货物,所用的拉力F是250牛顿,绳子的自由端被拉下4米,求总功、有用功、滑轮的机械效率各是多少?
【解析】
W总=Fs=250牛×4米=1000焦耳,
重物升高的高度h=s/2=4米/2=2米
W有=Gh=400牛顿×2米=800焦耳
4、一台拖拉机,它以20千瓦的功率匀速耕地,速度为7.2km/h。求:
(1)这台拖拉机耕地时的牵引力,(2)这台拖拉机每小时所做的功。
【解析】(1)由P=Fv得:
(2)W=Pt=2×104W×3600s=7.2×107J
5、用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为________N,钩码总重G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,测力计移动距离s为0.3 m,则杠杆的机械效率为________%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:________________________________________________________________。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数
钩码
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码重有关,钩码越重其效率越高”的结论?
答:______________________________;
请简要说明两条理由:
①________________________________;
②____________________________________________________。
【解析】杠杆的机械效率。
第(2)问中研究杠杆的机械效率与所挂钩码重的关系,应控制其他量不变,所以应保持两次实验时钩码挂在同一位置。实验结论的得出要进行多次测量,减少偶然因素。
上车
8:15
下车
8:25
单价
2.40元
里程
10.0千米
金额
**元
6. 李老师乘坐大众出租车在平直公路上匀速前进,出租车发动机功率80千瓦,乘车到达目的地时发票如图16所示,求:
(1)出租车行驶的时间;
(2)出租车在这段时间内所做的功;
(3)出租车的牵引力。
【解答】
3.(1)F=G=200牛
(2)W=FS =200牛×3米=600焦
4. L1=OB-AB=30厘米-10厘米=20厘米;F2=G=60牛
F1L1=F2L2
F1×20厘米 = 60牛×30厘米
F1=90牛
5.(1)t=8:25-8:15=10分钟=600秒
(2)W=Pt=80000瓦×600秒=4.8×107焦
(3)F=W/S=4.8×107焦/1×104米=4800牛
所有文字见图片:
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