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第十讲 功
方法小结
物体受到力的作用，在力的方向上通过了一段距离，这个力才对物体做了功.若力的方向与距离相反，就说物体克服阻力做功.功的定义公式为W=F·s，运用公式时应注意：力和 力的方向上通过的距离要相互对应，不能用这个力去乘以物体在别的力作用下通过的距离；力的大小和方向必须恒定，如果变化，则无法通过此公式来计算功的大小.功率可以表示物 体做功的快慢，其公式是P= ，运用这一公式计算时必须注意功和 做功时间的对应性.机械效果是指机械对物体所做的有用功与总功的比值，其公式为 η = = = 运用此公式计算时关键是确定有用功、额外功和总功的大小.机械效率η越大，有用功在总功中所占的份额越多，说 明机 械的性质越好.机械效率η无单位而且η＜1.当有用功一定时，额外功越小， η越大；当额外功一定时，有用功越大，η越大.功、功率和机械效率常会与简单的 运动、简单机械、压强等知识相联系，目的是主要考查学生的综合分析能力.
课前热身
1.做功的两个必备因素是________________；_________________________________
2.某建筑工地上，起重机将1000 N的重物竖直向上匀速提升10 m后，又将重物水平移动了5 m，在整个过程中，当物体向上运动时，拉力做功___J；当在水平方向 移动时，拉力做功__J.
3.重力为100 N的物体，受到50 N的水平拉力，在水平面上匀速前进5 m，则重力做功为__J，拉力做功为___ J.
4.如图，把一个物体G在10 s内匀速向上拉起0.5 m，弹簧测力计的示数为2 4 N，若不计滑轮重力和摩擦，(g=10 N/kg)，则物体的质量是___ kg ，拉力F所做的功为___ J，拉力F的功率为___ W .
5.如图，一个工人用此滑轮组在10 s内将重600 N的物体匀速提高了5 m，则该工 人作用在绳子自由端的拉力F=___ N，他拉绳子的速度是__ m/s，拉力F所做的功为____ J，拉力F的功率为___ W.
6.用一个动滑轮把重100 N的砖块提到9 m高的脚手架上，所用拉力为60 N，所用时间为20 s，那么有用功为____J，总功率为__ W，此装置的机械效 率为____%.
7.如图，重为500 N的物体与地面间的摩擦力是150 N，为了使物体匀速移动，必须在绳端施加60 N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为 ；若物体移动速 度为0.2 m/s，则1 min内拉力所做的功为____ J.
8.下列情况下，有力对物体做功的是( )
A.用力推车，车不动 B.一只苹果从树上落下来
C.举重运动员举着杠铃沿水平方向走了1 m D.小车在光滑的水平面上匀速运动
9.关于功率的说法中正确的是( )
A.做功越多，功率越大 B.功率大的机器做功时间一定短
C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器机械效率一定高
10.下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A.做功多的机械，机械效率一定高 B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高
C.使用任何机械的目的都是为了省功 D.使用任何机械，它的机械效率总小于1
11. 在测定滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有______和__________，需要测的物理量有__、__、__、 __(要求写出名称的符号)，测量原理是
典型例题解析
【例1】在下列情况中，外力做功的是( )
A.用力把重物向上举起来 B.用力提一桶水在水平方向运动1 m
C.用力推一辆小车，小车静止不动 D.用120 N的力将足球踢到25 m的远处.
【例2】如图，轻质木板OB绕O点转动，OB长1 m，细 线AB能承受的最大拉力为60 N，在C点放一重为50 N的物体M，OC长10 cm ，此时木板在水平位置静止平衡状态.现在物体M上加一水平向右的拉力F，F= 10 N，恰好使物体M在木板上匀速运动，经过5 s后，细线裂断，求：①物体M受到 的滑动摩擦力②细线断裂时，拉力F做的功和功率.
【例3】如图，用该滑轮组提起重为320 N的物体时，绳子自由端 的拉力F=200 N.(不计绳重和一切摩擦) ①该滑轮组的机械效率为多少?
②若被提的重物改为G′=420 N，5 s内将重物提升2 m，则绳端拉力做了多少功?功率为 多大?机械效率是否变化?如变化，则机械效率为多大?
【例4】如图，木块重200 N，前进过程中所受的摩擦力为40 N， 求：
①不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2 m时拉力F做了多少功?
②如果这个装置的机械效率是80%，拉力F的大小等于多少?
【例5】用“一定二动”的滑轮组来提升重物G，如图，不计 拉线质量及滑轮转动摩擦的影响，每个滑轮的质量相等，所提升的重物G是边长为2 dm 的正方体大理石块；当拉力F为60 N时，石块恰能被匀速提升，求：①匀速提升大理石 块时，滑轮组的机械效率多大?②当绳子自由端拉力为40 N时，大理石块对地面的压强是多 大?(ρ石=2.5×103 kg/m3，g=10 N/kg)
【例6】在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，得到如下数据，见表格
①所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的个数最少分别为__和___.
②第1次，第2次实验的机械效率的大小分别是η1=______，η2 =____.
③两次实验机械效率不同的原因是_________________________________________
④操作中应注意：弹簧测力计应沿竖直向上方向拉着绳子使钩码做________运动.
【例7】甲、乙两人同时爬上一座山顶，甲的体重小于乙的体重，若使用时间相等，且两人所做的功分别为W1 、W2 P1 、P2则 （ ）
A. W1＞W2 P1 ＞ P2 B. W1 ＜ W2 P1 ＜ P2 C. W1 = W2 P1 = P2 D. W1 ＜ W2 P1 ＞ P2
再重为4N的动滑轮下面挂一个重16N的物体，提升物体时摩擦力不计，它的机械效率为 （ ）
A. 25% B. 50% C. 80% D. 100%
甲、乙两台机械的机械效率分别是80% 和60%，现分别使用这两台机械做相同的有用功，那么使用这两台机械所做的总功的比是 （ ）
A.1:1 B.4:3 C.3:4 D.无法断定
课时训练
1.举重运动员把重1.5×103 N的杠铃举高1.8 m，在这个过程中他做功________ J，然后，他又举着杠铃水平向前移动1 m，在这个过程中，他又做 功__J.
2.一辆汽车满载时总重G=8×104 N，在F=8200 N的牵引力作用下上坡，已知汽 车沿斜坡前进s=500 m时，竖直方向升高h=10 m，则牵引力F对汽车做的功是_______ J，重力对汽车做的功是_______ J.
3.某人用F=100 N的水平力将一质量为30 kg的物体沿水平方向推动了2 m，接着又把它 匀速举高1 m，这人对物体共做了____ J的功.(g=10 N/kg)
4.功率是表示________的物理量.甲、乙两台机器做相同的功所需的时间 之比为3∶2，则甲、乙两机器的功率之比为_______.
5.一台拖拉机，功率为20 kW，它以7.2 km/h的速度匀速前进0.5 h，做功________J，它受到的阻力为________ N.
7.某机械的效率为75%，已知所做的有用功是600 J，则总功是
____J，额 外功是____J.
8.如图，用滑轮组匀速提升一重为100 N的重物，所用的拉力F大小为60 N. 如果物体上升1 m，则W总=____J，W有用=____J，η=______，如果不计任何摩擦，则动滑轮的重G动= ____N.
9.某机械的功率是750 W，表示该机械( )
A.每秒做功750 J/s B.能做750 J的功 C. 1s的功率是750 W D. 1 s内做750 J的功
10.有甲、乙两台机器，甲机器的机械效率是90%,乙机器的机械效率是80%，那么下列说法 中正确的是( )
A.甲机器一定比乙机器省力B.甲机器的功率一定比乙机器大
C.甲机器的有用功一定比乙机器多D.以上说法都不对
11. 用机械效率为90%的滑轮组提起270 N的重物，加在绳子自由端的拉力为100 N，则滑轮 组上承受拉力的绳子股数应为( )
A. 2股 B. 3股 C. 4股 D. 5股
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