初中物理功功率和机械效率复习.ppt

中考物理总复习 功 功率和机械效率 一 机械功 1 功的概念 定义 物理学中规定 作用在物体上的力 使物体在力的方向上通过了一段距离 就说这个力对物体做了功 做功的两个必要因素 2 功的计算 公式 单位 3 机械功的原理 内容 公式 一是作用在物体上的力 二是物体在力的方向上通过了一段距离 W F s 焦 J N m 1J 1N m 使用任何机械都不省功 即Fs Gh W总 W有 考点一 功的两个必要条件及功的计算 例一 下图的四种情境中 人对物体做功的是 D 例二 用10N的水平拉力拉着重为60N的小车在水平路面上前进3 5m 拉力做的功为 J 重力对小车做的功是 J 35 0 一同学用100N的力将重为5N的足球沿水平方向踢出20m远 则该同学对足球做的功是 A 2000JB 100JC 0JD 无法确定 D 计算功时注意事项 根据题意情境找对应的力 对应的距离 并且持续作用 做功的形式 排除干扰 W FS W Gh W fS 克服重力做功 克服摩擦力做功 功只与距离有关 与运动状态 物重 支持面粗糙程度无关 1 如图所示 用水平力F拉着重为100N的物体在水平地面上向左匀速移动了5m 物体所受地面的摩擦力大小为20N 则 变式训练 A 重力做的功是500JB 拉力大小为100NC 拉力大小为120ND 拉力做的功为100J D 2 小晗从学校一楼打水匀速走上三楼 每层楼的高度为4m 水和桶的总重为l0N 上三楼后又水平匀速走100m到达班级 那么小晗在这个过程中对水桶做功为 J 变式训练 80 3 小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远 则在铅球在抛出后运动的过程中 人对铅球所作的功是 A1000JB500JC0JD1500J C 4 小芳用500N的力将10N的足球踢出40m远 则在小芳在踢球的过程中 对足球所作的功是 A400JB20000JC0JD无法计算 D S 2h G W FS Gh W FS 1 2G 2h Gh 不计滑轮重及摩擦 功的原理 S 2h S 1 2h 不计杠杆重及摩擦 功的原理 使用任何机械都不省功 2 理想机械 不计自重和摩擦的机械 3 使用理想机械做功 用手直接对物体做功 功的原理 3 应用 斜面 斜面长为高的几倍 推力就是物重的几分之一 二 功率 1 怎样比较做功的快慢方法一 方法二 2 功率的计算 表示的物理量 定义 公式 单位 其他公式 W Pt 相同时间比较做功 做相同的功比时间 做功快慢 单位时间内完成的功 瓦 W 焦 秒 J s 1W 1J s P F v 功率的计算 例 功率相等的甲乙两辆汽车 在相等时间内 甲 乙两车通过的距离之比是2 1 则 A 牵引力之比为1 2B 做功之比为1 2C 速度之比为1 2D 做功之比为2 1 A 考点二 功率的概念及计算 关于功率的概念 下列说法正确的是 A 物体做的功越多 功率越大B 物体做功时间越短 功率越大C 物体做功越快 功率越大D 物体做功时间越长 功率越大 C 一架起重机在10s内将5 104N的货物匀速提高1m 拉力做功 J 接着用40s的时间使货物在水平方向移动了5m 则整个过程中 起重机对货物做功 J 做功的功率为 W 1000 5 104 5 104 1 登楼梯比赛时 李明同学从一楼登上五楼 共用了12s 他登楼时的功率最接近于 A 500WB 100WC 50WD 10W 变式训练 A 2 小华每天骑车上学 当他以5m s的速度匀速行驶时 受到的阻力为20N 若他家到学校的距离为3Km 则小明以此速度骑车的功率是 W 本题可删去的条件是 变式训练 100 他家到学校的距离为3Km 变式训练 3 在中考体能测试中 某同学选择跳绳 他1分钟跳了120次 每次跳离地面的高度为5cm 设他每跳1次所用的时间相等 则他跳绳的功率最接近 三 机械效率 1 有用功 W有 额外功 W额 总功 W总 2 机械效率 定义 公式 3 测滑轮组的机械效率 原理 有实用价值的功 W有 Gh 无用但又不得不做的功 使用机械时 即动力 所做的功 W总 Fs W总 W有 W额 有用功与总功的比值 思考 机械效率大代表什么意义 需要测量的物理量和工具 影响滑轮组机械效率高低的因素 ab4 怎样提高机械效率 G 弹簧称 h 刻度尺F 弹簧称 s 刻度尺 物重 动滑轮重和摩擦 同一滑轮组 所提的物体越重 机械效率越 提同样重的物体 若动滑轮越多 机械效率越 高 低 尽量减小自重和加润滑油减小摩擦 尽可能增加所提物体重 思考 若无刻度尺还能进行实验吗 有用功 额外功 总功 机械效率 100 100 用图示滑轮组提升钩码 机械效率 提高滑轮组机械效率的方法 有用功相同时 减小额外功 减小动滑轮的重力 减小滑轮与绳间的摩擦 额外功相同时 增大有用功 滑轮组装置不变时 尽可能多做有用功 归纳总结 提高机械效率的方法 减小额外功 增大有用功 甲 乙 丙 丁 几种常见机械的效率 Gh fh 1 有用功 W有用 使用机械时 对人们有用的功叫有用功 也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功 在提升物体时 W有用 Gh 2 额外功 W额外 使用机械时 对人们没有用但又不得不做的功叫额外功 额外功的主要来源 提升物体时 克服机械自重 容器重 绳重等所做的功 克服机械的摩擦所做的功 3 总功 W总 1 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功 它等于有用功和额外功的总和 即 W总 W有用 W额外 2 若人对机械的动力为F 则 W总 F S4 机械效率 1 定义 有用功与总功的比值叫机械效率 2 公式 W有用 W总 3 机械效率总是小于1 4 提高机械效率的方法 减小摩擦 改进机械 减小自重 知识回顾 考点三 机械效率及计算 例一 甲机械的机械效率比乙机械的机械效率高 表明 A 甲的有用功比乙的有用功多B 做相同的总功 甲的有用功比乙的有用功少C 甲的总功比乙的总功少D 做相同的总功 甲的有用功比乙的有用功多 D 2 一滑轮组经改进后提高了机械效率 用它把同一物体匀速提升同样高度 改进后比改进前 A 有用功减少 总功减少B 有用功增加 总功增加C 有用功不变 总功不变D 有用功不变 总功减少 D 机械效率是 有用功与总功的比值 反映机械性能的重要指标 总小于1 不是固定不变的 同一机械在不同的做功过程中往往会不同 提高机械效率的方法 W有用一定 减小W额 W额一定 增大W有 减小机械自重和机械间摩擦 机械满载或者尽可能多增加滑轮组所挂物体的质量 例二 用动滑轮提一物体 物体重16N 动滑轮重为4N 当物体被匀速提高1m时 不计绳重及摩擦 求 1 手拉绳的拉力 2 有用功 3 总功 4 动滑轮的机械效率 1 用一只动滑轮把400N的重物匀速提高10 绳端所用的拉力为250N 拉力移动了20m 则有用功为 J 总功为 J 额外功为 J 该动滑轮的机械效率为 4000 5000 1000 80 2 如下图示 某人在2s内将重100N的物体沿长2m的斜面从底端拉至顶端 拉力大小为60N 则拉力所做的功为 J 功率为 w 克服重力做的功为 J 功率为 W 机械效率为 120 60 100 50 83 3 3 小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端压下2m 杠杆的另一端把320N的重物提高了0 5m 压力做的总功是 J 有用功是 J 杠杆的机械效率是 160 200 80 4 小明用图示滑轮组拉着重600N的物体在水平地面上匀速直线运动了2m 拉力F做的功为600J 滑轮组的机械效率为80 则拉力F为 N 物体所受的摩擦力 N 100 240 S物 2m S拉 3h 6m 1 某人用100N的力 沿竖直方向将杠杆动力臂的端点压下2米 杠杆的另一端把320N的重物举高0 5米 则他做的有用功是J 杠杆的机械效率是 变式训练 160 80 例2 图示的滑轮组在4s内将重为900N的重物以0 5m s的速度匀速提升了一段距离 所用的拉力为500N 1 拉力做功的功率为多少 2 这一滑轮组的机械效率为多少 3 若不计绳重和摩擦 动滑轮重为多少 例2 图示的滑轮组在4s内将重为900N的重物以0 5m s的速度匀速提升了一段距离 所用的拉力为500N 1 拉力做功的功率为多少 2 这一滑轮组的机械效率为多少 3 若不计绳重和摩擦 动滑轮重为多少 解 2 W有用 Gh 900N 2m 1800J 3 W额 W总 W有用 2000J 1800J 200J 由W额 G动h得 G动 W额 h 200J 2m 100N 1 h V物t 0 5m s 4s 2m S 2h 4m W总 FS 500N 4m 2000J P拉 W总 s 2000J 4m 50W 练习 如图所示 用一滑轮组拉着一只木块P沿水平面以2m s的速度匀速向右运动 此时弹簧测力计的读数为4N 若每只滑轮重1N 绳与滑轮间的摩擦不计 则该滑轮组的机械效率为 绳拉力的功率 80 10w 机械效率的计算小结 实验探究 测量滑轮组机械效率 1 实验原理 3 实验器材 4 实验注意事项 W有 W总X100 Gh FSX100 2 测量的物理量 G h F S 滑轮组 弹簧测力计 刻度尺 物体等 实验时 应向上匀速拉动弹簧测力计 考点四 测量滑轮组的机械效率 例 如图为测量滑轮组机械效率的实验装置 每个钩码重1N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图可知拉力大小为 N 若弹簧测力计向上移动15cm 该滑轮组的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组的机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 匀速 1 2 83 3 增大 讨论 如何提高滑轮组的机械效率 15 如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置 实验准备的器材有 三个质量不同的木块A 三条粗糙程度不同的长木板B 三个高度不同的长方体铁块C 刻度尺 1 实验还需补充的器材有 2 下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据 通过分析数据 你可以得出结论 3 上述实验中 保持斜面长度不变 将斜面升高到0 2m 把一个重6N的物体沿斜面向上拉时 所需拉力为3 8N 则此时斜面的机械效率是 4 斜面的机械效率可能与斜面的 有关 只填一个因素 功 功 功率 功的计算 做功的两个必要因素 单位与换算 定义与物理意义 功的单位 表达式 机械效率 有用功 总功 额外功 测滑轮组的机械效率 定义 表达式 机械 机械性能好坏的指标 有用功与总功的比值 W FS 1J 1N 1m 单位时间内完成的功 四 机械能 1 能 定义 一个物体能够对别的物体做功 我们就说它具有能量或能 有能的物体并不一定做了很多功 物体能够做的功越多 能量就越大 能量大并不就做了很多功 单位 种类2 动能 定义 物体由于 而具有的能叫做动能 影响因素 a质量一定时 物体的速度越大 动能 b速度一定时 物体的质量越大 动能 速度和质量 运动 越大 越大 焦 J 动能 重力势能和弹性势能 3 势能 重力势能 定义物体由于 而具有的能叫做重力势能 影响因素 a质量相同时 物体被举的越高 重力势能 b被举得一样高时 物体的质量越大 重力势能 弹性势能 定义 物体由于 而具有的能叫做弹性势能 决定因素 a弹性相同时 形变越大 弹性势能 b形变相同时 弹性越强 弹性势能 质量和高度 物体的弹性和形变大小 越大 越大 发生弹性形变 越大 越大 被举高 其中动能和重力势能都与质量有关 4 机械能及相互转化 动能和势能统称为机械能 即机械能 机械能之间可以相互转化不考虑摩擦时 机械能的总量不变 即守恒 实际情况中 机械能会不断减小 转化为其他形式的能 机械能与其他形式的能之间也可以相互转化 动能 势能 1一个沿竖直方向匀速下降的气球 它的动能 势能 2 一架飞机在灾区上方水平匀速飞行 并不断向灾区空投救灾物资 则飞机在这个过程中 动能 势能 填 变大 或 变小 3月亮绕地球运转时从近地点向远地点运动时是 能转化为 能 从远地点运动到近地点时是 能转化为 能 变小 变小 不变 变小 动 重力势 重力势 动 4 跳伞运动员在空中匀速下落时 重力势能 动能 机械能 5 小明从光滑的滑梯上下滑过程中 下列说法正确的是 不计空气阻力 A 重力势能减小 动能增加 机械能不变B 重力势能增加 动能减小 机械能不变C 重力势能增加 动能不变 机械能增加D 重力势能减小 动能不变 机械能减小 减小 不变 减小 A 6 滚摆在上下运动时 不计阻力 下列说法中错误的是 A 在最高点势能最大B 在最低点动能最大C 在中间时机械能最大D 在各处的机械能都一样大 7 下列说法中正确的是 A物体的质量越大 高度越高 重力势能也越大B物体的高度越高 速度越大 重力势能也越大C物体的高度越高 速度越大 动能就越大D物体的质量越大 速度越大 机械能就越大 C A 2 动能跟那些因素有关 物体由于运动而具有的能量 叫做动能 物体的动能跟它的速度 质量有关 2 根据 a b 图观察到的现象是什么 得到的结论是什么 3 根据 a c 图观察到的现象是什么 得到的结论是什么 3 重力势能跟那些因素有关 1 你是通过观察什么来判断重力势能的大小的 拓展思维 几种不同的效率 一 发热效率问题 节能式电热水器电源 220V额定功率 1000w容量 1 2L 某电热水器将1kg水从15 烧开 若用时7分钟 求热水器的效率 解 Q cm t t0 4 2X103J kg X1kgX 100 15 3 57X105JW电 pt 1000wX7X60s 4 2X105J Q W电 3 57X105J 4 2X105J 85 二 发光效率问题 11w节能灯亮度和40w白炽灯相同 20wLED灯亮度和100w白炽灯相同 白炽灯温度高 发光效率 节能灯温度低 发光效率 低 高 能量转化 三 光电转化效率问题 某太阳电池板面积为0 5m2 每平方米收集太阳能功率为1 5kw 太阳能路灯一天耗电0 15kwh 若太阳光照射10小时可使路灯正常工作5天 求太阳能电池板光电转化率是多少 解 W光 1 5kw m2X0 5m2X10h 7 5kwhW电 0 15kwhX5 0 75kwh 10