初二物理13机械与功

八年级物理综合复习
第13课时《机械功1》
一、 教学内容
1、功的定义、功的定义 2 2
2、功率、功率、功率 3 3
3、机械效率、机械效率、机械效率 二、教学目的：
1、知道什么是机械功，知道做功必须满足的两个条件。

、知道什么是机械功，知道做功必须满足的两个条件。

2、知道功率的定义，知道如何计算功。

、知道功率的定义，知道如何计算功。

3、知道什么是有用功，额外功和总功，知道如何计算机械的效率。

、知道什么是有用功，额外功和总功，知道如何计算机械的效率。

三、知识梳理： （一）功
1、力学里所说的功包括两个必要因素：、力学里所说的功包括两个必要因素：
一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：公式：公式：W=FS W=FS
4、功的单位：、功的单位：
5、应用功的公式注意：、应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；就是这个力；
②公式中S S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③ 功的单位“焦”（牛·米（牛·米 = = = 焦）焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

）单位搞混。

（二）、功的原理： 1、内容：、内容：
使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

2、说明：、说明：
功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

（三）、功率 1、定义：单位时间里完成的功、定义：单位时间里完成的功
2、物理意义：表示做功快慢的物理量。

、物理意义：表示做功快慢的物理量。

3、公式：、公式：P= W/t P= W/t
4、单位：主单位、单位：主单位 W W W 常用单位常用单位常用单位 kW kW 换算：换算：1kW=101kW=103W 1mW=106
W (四)、机械效率：
１、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：１、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W W 有用＝Gh Gh（提升重物）（提升重物）（提升重物）=W =W 总－W 额=ηW 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功 公式：公式：W W 额= W 总－W 有用=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 3、总功：、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功。

公式：定义：有用功加额外功或动力所做的功。

公式：W W 总=W 有用＋W 额=FS= W 有用／η 4、机械效率：、机械效率：
① 定义：有用功跟总功的比值。

定义：有用功跟总功的比值。

定义：有用功跟总功的比值。

② 公式：公式：
③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。

通常用。

通常用 百分数百分数 表示。

表示。

④ 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

四、知识反馈与评价
1、课堂练习、课堂练习 练习另附练习另附
2、评讲练习，反馈补救。

落实每个题的知识点，力争每个点过关。

、评讲练习，反馈补救。

落实每个题的知识点，力争每个点过关。

P W t = 
《
功和功率、机械效率》练习题
一、
填空题
1、物体在大小为5牛的水平拉力作用下，
牛的水平拉力作用下，10
10秒内沿水平地面前进2米，则拉力做的功为
米，则拉力做的功为_________
_________
_________焦，功
焦，功率为
率为________
________
________瓦；若物体重
瓦；若物体重20牛，则重力对物体做的功为
牛，则重力对物体做的功为_______
_______
_______焦。

焦。

焦。

2、现在地震时有发生，于是人们开始重视加固维修房屋，常常可以看到图1所示的场景。

假如该工人通过
滑轮把50㎏的水泥缓缓提升4m
4m 到房顶，所用拉力约
到房顶，所用拉力约300N
300N。

该机械的效率约为。

该机械的效率约为。

该机械的效率约为__________
__________
__________。

3、如图3所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m
2m，已知沙重
，已知沙重184N
184N，动滑轮重
，动滑轮重6N
6N，桶重
，桶重10N
10N，绳重和
，绳重和
摩擦均不计。

则拉力的大小是
摩擦均不计。

则拉力的大小是 N
N
N，此时该装置的机械效率是
，此时该装置的机械效率是
，此时该装置的机械效率是。

4、如图4，工人利用动滑轮在10s内把重500N的物体匀速提升6m6m，
，拉力做功为4000J
4000J，
，则拉力的功率是
则拉力的功率是 W,
W, 利用动滑轮提升物体时的机械效率是
利用动滑轮提升物体时的机械效率是。

5、工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N
250N，
，5s内重物上升4m4m．此过程中，有用功
．此过程中，有用功为 J
J，拉力做功的功率为
，拉力做功的功率为
，拉力做功的功率为 W
W
W，写出一条拉力不等于物重的原因：
，写出一条拉力不等于物重的原因：
，写出一条拉力不等于物重的原因：
．
．
6、小明的体重是500
500 ，若他用
，若他用20s的时间登上6 m高的楼房，克服自身重力做功为
高的楼房，克服自身重力做功为 J
J
J，登楼的功
，登楼的功率是
率是 W
W
W．
．
7、工人用如图5所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%
80%，忽略一切摩擦及
，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是
则拉力的大小是 N
N
N，
，动滑轮重
动滑轮重 N
N
N；
；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将
其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

8、一建筑工人用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m
15m，小车受到的阻力为
，小车受到的阻力为
，小车受到的阻力为 _
_ N．撤去推力，小车仍然能继续向前运动0．5m
5m，这是由于小车具有
，这是由于小车具有
，这是由于小车具有
．在上述小车前进
．在上述小车前进15
15．
．5m的过程中，建筑工人对小车做的功为
中，建筑工人对小车做的功为 J
J
J．
．
9、如图6所示，某人在lmin内用40N的力，把重100N的物体匀速提高9m9m，此人做功的功率是
，此人做功的功率是
，此人做功的功率是 W
W
W，
，
滑轮组的机械效率为
滑轮组的机械效率为。

10
10、用一个动滑轮提起重
、用一个动滑轮提起重96N的物体
的物体((绳重与摩擦不计
绳重与摩擦不计))，所用的拉力为60N
60N，则动滑轮的机械效率为
，则动滑轮的机械效率为
________
________．若用此动滑轮提起重
．若用此动滑轮提起重200N的物体，则拉绳子的速度为
的物体，则拉绳子的速度为______
______
______时，拉力的功率为
时，拉力的功率为2222．
．4W
4W，这时的
，这时的
机械效率为
机械效率为______
______
______。

11、如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0. 5m/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＿＿＿＿，在2s内拉力F做
的功为＿＿＿＿J。

图1 
图3 图4 
图6 
二、选择题
1、如图7所示，用F =50N 的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N 的物体A 水平向右匀速移动了3m 3m，在这个过程中，在这个过程中，在这个过程中( ) ( )
A ．拉力F 做了l50J 的功的功
B B B．拉力．拉力F 做了300J 的功的功
C ．重力做了600J 的功的功
D D D．重力做了．重力做了1200J 的功的功
2、如图所示，用滑轮组把重力G 为400N 的石块匀速提高6m 6m，所用拉力，所用拉力F 为250N 250N，则滑轮组的机械效率为，则滑轮组的机械效率为( ) A A．．60% B 60% B．．70% C 70% C．．80% D 80% D．．90%
3、在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N 的拉力使2N 重的物体匀速上升，下面说法正确的是( ) A.A.滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是83.383.3％％ B. B.滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是66.766.7％％ C.C.绳端移动速度与物体上升速度相同绳端移动速度与物体上升速度相同绳端移动速度与物体上升速度相同 D. D. D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍绳端移动速度是物体上升速度的两倍绳端移动速度是物体上升速度的两倍
4、马拉着车在水平路面上匀速前进的过程中，下列说法正确的是、马拉着车在水平路面上匀速前进的过程中，下列说法正确的是 （（ ）） A 、以地面为参照物车是静止的、以地面为参照物车是静止的 B 、马快跑拉车比慢走拉车功率大、马快跑拉车比慢走拉车功率大 C 、车受的重力方向是竖直向上的、车受的重力方向是竖直向上的 D D D、马拉车的力与车受的重力是一对平衡力、马拉车的力与车受的重力是一对平衡力、马拉车的力与车受的重力是一对平衡力
5、湖北省第13届运动会将于今年10月在我市举行，届时我们可欣赏到许多精彩的赛事。

体育运动中有许多地方涉及到物理知识，下列分析错误的是( ) A.A.举重运动员举起杠铃后应保持举重运动员举起杠铃后应保持1s 不动等待裁判确认，这1s 内运动员仍对杠铃做功内运动员仍对杠铃做功 B.B.百米赛跑记时裁判应在看到发令枪的烟雾时开始记时，而不是听到枪声时百米赛跑记时裁判应在看到发令枪的烟雾时开始记时，而不是听到枪声时百米赛跑记时裁判应在看到发令枪的烟雾时开始记时，而不是听到枪声时 C.C.掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上，是由于受到重力的作用掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上，是由于受到重力的作用掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上，是由于受到重力的作用 D.D.在接力赛中，为保证交接棒顺利进行，交接棒在接力赛中，为保证交接棒顺利进行，交接棒时两运动员应尽可能做到相对静止时两运动员应尽可能做到相对静止
6、林雨同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于( ) A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
7、小丽用40N 的水平推力将一个重90N 的箱子水平推动了1m ；所用时间所用时间 2s ；小宇又将这个箱子匀速提上了 0.4m 高的台阶，所用时间1.5s 。

比较小丽、小宇所做的功W 1、W 2和做功的功率P 1、P 2之间大小的关系是（是（ ）
A ．W 1＞ W 2 P 1＜ P 2
B ．W 1＞ W 2 P 1＞ P 2 
C ．W 1＜ W 2 P 1＜P 2
D ．W 1＜ W 2 P 1＞ P 2
8、某人骑一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N ，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近下，骑车人消耗的功率最接近 （ ）
A ．1W
B ．10W
C ．100W
D ．1000W 
9、有甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相同时间内匀速通过距离之比S 甲：S 乙=2：1，那么( ) A ．两辆汽车牵引力之比F 甲:F 乙＝1:2 B ．两辆汽车牵引力之比F 甲:F 乙＝2:1 C ．两辆汽车做功之比W 甲:W 乙＝1:2 D ．两辆汽车做功之比W 甲:W 乙＝2:1 
10、如图14-25所示，重为100N 的物体A 在水平拉力F 的作用下，沿水平面以0.4m ／s 的速度作匀速直线运动，弹簧秤的示数为5N 。

不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。

则（。

不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。

则（ ） A ．物体A 受到水平面的摩擦力为5N B ．拉力F 的功率为4W C ．若物体A 匀速运动2s ，拉力F 做功为4J 
D ．物体A 受到的支持力和物体A 对水平面的压力是一对平衡力对水平面的压力是一对平衡力 1111、关于机器的功率，下列说法中正确的是（、关于机器的功率，下列说法中正确的是（、关于机器的功率，下列说法中正确的是（ ） A ．机器的功率越小，做功越慢B ．机器的功率越大，做功越多．机器的功率越大，做功越多
C ．机器的功率越小，机械效率越低．机器的功率越小，机械效率越低
D D D．机器的功率越大，做的有用功越多．机器的功率越大，做的有用功越多．机器的功率越大，做的有用功越多 1212、、如图14-36所示，用一动滑轮把100N 的沙子匀速提到3m 高处，作用在绳末端的拉力为60N 60N，，则滑轮组的机械效率为则滑轮组的机械效率为 ( ( ( )
A A．．3030％％
B B．．6060％％
C C．．8383．．3％
D D．．120120％％ 1313、下列机械效率的说法正确的是（、下列机械效率的说法正确的是（、下列机械效率的说法正确的是（ ））
A ．机械效率可以提高到100%
B 100% B．机械效率总小于．机械效率总小于1
C ．功率大的机械机械效率高．功率大的机械机械效率高
D D D．机械效率越高．机械效率越高．机械效率越高,,有用功就越多
有用功就越多
图14-36 
图
三、探究与实验题
1、下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。

实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。

实验的部分数据如下：程度相同的斜面向上做匀速直线运动。

实验的部分数据如下：
⑴小明探究的是斜面的机械效率跟⑴小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。

在第的关系。

在第1次实验中，斜面的机械效率为次实验中，斜面的机械效率为 ，物块和，物块和斜面的内能增加了约斜面的内能增加了约 J J J。

⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 。

若要探究斜面。

若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。

不变。

不变。

2、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图7所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表：使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表：
实验实验
次数次数 物重物重
G/N 物体上升的距离h/cm
弹簧测力计的读数F/N
弹簧测力计上升距离s/cm 机械机械 效率η 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2 30 50% 3
3
10
2.5
30
（（1）这个实验使用的测量工具是）这个实验使用的测量工具是 和弹簧测力计。

和弹簧测力计。

和弹簧测力计。

（（2）在实验操作中应竖直向上）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。

拉动弹簧测力计。

拉动弹簧测力计。

（（3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。

）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。

（（4）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。

五、综合应用题
1、某型号汽车发动机的额定功率为6×104
W ，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N 1800N。

在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：当汽车匀速行驶时，求：
(l (l）发动机所提供的牵引力大小；）发动机所提供的牵引力大小；）发动机所提供的牵引力大小；(2(2(2）行驶速度的大小；）行驶速度的大小；）行驶速度的大小；(3(3(3）行驶）行驶5min 牵引力所做的功。

牵引力所做的功。

2、由航空工业六○五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机（如图12所示）将于今年10月首飞，该机可载4-6名乘客，配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。

设飞机的总质量为4000kg 4000kg，，g 取10N/kg 10N/kg。

（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少m 3
?
（2）若飞机在空中以360km/h 的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻
力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少W ？
实
验
次
数
斜面的斜面的 倾斜程度
物块重
量 G/N 斜面高
度 h/m 沿斜面拉
力 F/N 斜面长 s/m 机械效率 1 较缓较缓 10 0.1 5.0 1 2
较陡较陡
10
0.3
6.7
1
4545％％
3 最陡最陡 10 0.5 8.
4 1 6060％％
图12 
3、如图所示，某矿产工人用200 N 的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，在10 s 内将矿井里质量为32 kg 的物体提升4 m 4 m，若不计一切摩擦，若不计一切摩擦，若不计一切摩擦..求：求： (1) (1) (1)矿工在矿工在10 s 内所做的功和他做功的功率内所做的功和他做功的功率;(2);(2)动滑轮的重量动滑轮的重量;(3);(3);(3)滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率..（g =10 N/kg =10 N/kg））
F
5、用如图所示的滑轮组在水中提升一个重89N 的铜块，在5s 内将铜块匀速提升2m ，如果动滑轮重11N ，绳和轮的摩擦及水的阻力不计，在铜块没有露出水面前，求：绳和轮的摩擦及水的阻力不计，在铜块没有露出水面前，求：
（1）作用在滑轮组绳子自由端的拉力F 至少为多少？至少为多少？
（2）拉力做功的功率是多大？（ρ铜=8.9×103
kg/ m 3
，g=10N/kg ）。