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简单机械和功(功、功率、机械效率)【复习内容】功、功率及机械效率的概念及计算;测定功率、机械效率.【要点梳理】1物理学中,力与物体在力的方向上通过的 的乘积,叫做功。用符号 表示,它的国际单位是 ,功的计算公式是 。2.功率只反映物体做功 的物理量,不表示做功的多少。其计算公式: ,其国际单位是 。某同学搬物体的功率为300W,它表示 。3.机械效率的计算公式是 ,测量滑轮组机械效率时用到的测量工具一般有: 。机械效率可衡量机械的性能,某机械的效率高只表明有用功在总功中所占比例高,而与该机械做功的多少、做功的快慢无关。【典型例题】知识点一:功、功率和机械效率的概念例1:关于功、功率、机械效率说法正确的是()A功率越大,做功越快,机械效率越大B功率越大,做功越快,与效率无关C做功越少,功率越小,机械效率越小D机械效率越大,表明它做的功越多练一练:1.下列事例中对物体做了功的有 ( ) A用1000N的力拉车,车没有动 B起重机吊着重物上升10mC小球在光滑水平面上滚动10mD用竖直方向的500N力提着水桶,沿水平方向移动了2m2.用力F拉动物体分别在光滑水平面上加速移动s,在粗糙水平面上匀速移动位移s,沿斜面向上减速移动位移s,哪种情况下力F做的功多( )3.甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则( )A甲吊车做的有用功较多 B乙吊车做的额外功较多C甲吊车做的总功较多 D甲吊车做功的功率较大知识点二:功、功率和机械效率的计算例2:某工人在水平地面上,用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体,使它沿水平方向移动时间为10s,该过程中物体重力做功是 J,工人推力做功是 J,水平推力的功率是 W。练一练:如上右图所示,工人用250N的力F将重为400N的物体在1Os内匀速提升2m,则此过程中 ( )A. 绳子自由端被拉下6m B. 工人做的有用功为1000JC.滑轮组的机械效率为80% D.拉力做功的功率为20W(拓展)若不计摩擦与绳重,你如何确定该动滑轮重力G动?知识点三:测定功率、机械效率例3:三位同学进行爬楼比赛,看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论:甲:测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,就可以进行比较;乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自体重、爬楼的高度,就可以进行比较;丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自体重、爬楼的时间,就可以进行比较。上述说法中,你认为合理的是( )A甲、乙和丙 B甲和乙 C甲和丙 D乙和丙练一练:镇江市体育中考跳绳项目测试中,小明同学在1min内跳了150次,则他跳绳时的功率大约是 ( )A. 几瓦 B.几十瓦 C.几百瓦 D.几千瓦例4:如图某学习小组使用几个相同滑轮分别进行机械效率的测定。他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,以及计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率数据一并记入下表:次序G/NF/Nh/ms/mW有用/JW总/J122.10.10.10.20.2195.2%221.20.10.20.20.2483.3%320.90.10.30.20.27a1 2 3表格中数据a = ;此次实验应竖直向上拉动弹簧测力计比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是 ;比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是 ,使用滑轮组的优点是 。【当堂反馈】1.一个重为2N的皮球从10m高处下落3m的过程中,重力对它所做的功为( )A20J B6J C14J D26J2.某九年级同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里。在此过程中,下列估算不合理的是( )A他提鸡蛋的力做的功约为200J B他提鸡蛋的力做功的功率约为3WC他爬楼做的功约为610J D他爬楼做功的功率约为110W3.用如图所示的两个滑轮组,在100s内分别将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮重均为20N不计绳重及摩擦,此过程中()A.F甲大于F乙 B.F甲做的功小于F乙做的功C.F甲做功的功率等于F乙做功的功率D.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组机(拓展)本题中,你知道比较总功的简便方法吗?4. 如图所示,用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000N的物体,物体上升5m所用的时间为10s,滑轮组的机械效率是80%,则有用功是 J,总功是 J,拉力F的功率是 W若不计摩擦与绳重,用该起重机匀速吊起10000N的物体,拉力F为 N.5.在测“滑轮组机械效率”的实验中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示),然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升高度为H时瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)(不计摩擦与绳重), 则动滑轮的重力G= ,滑轮组的机械效率= (以上两空用F、G的表达式表示)。如果减少钩码的个数,滑轮组的机械效率将 。6.某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中,用图1所示的装置匀速提起重物,图10- 3 151 3 15甲2 3 15甲3 3 15甲4 3 15甲5 3 15甲图2N 15甲并做了如下实验记录: 钩码重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)20.10.40.3(1)如果你对该同学的实验记录进行有关分析,就会发现他的实验结果是违背物理规律的,其表现在于: 。(2)图2是测力计的放大图。你会发现导致实验结果违背物理规律的原因是 。(3)纠正错误后,可计算该滑轮组的机械效率为 。【课后拓展】一根金属棒AB置于水平地面上,现在通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所的做功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请由图像解答下列问题:(1)该金属棒的长度L= m;(2)在B端拉起的过程中,当x1=0.6m时,测力计的示数为F1= N;当x2=1.6m时,测力计示数F2= N(3)求金属棒的重心到A端的距离是多少?
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