初三物理基础班第十一讲

第十一讲 功和功率
一、知识要点
1．力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的 ，另一个是物体在 上移动的 。

2．在物理学中，把力与在力的方向上移动的 的乘积叫做功，公式：W ＝ ，单位： 。

3． 与 的比值叫做机械效率，公式：η＝W 有用W 总
，有用功总是小于总功，所以机械效率总小于 ，通常用百分数表示。

4．机械效率的计算：
(1)斜面：η＝W 有用W 总＝Gh Fl
； (2)用滑轮组提升物体时：
η＝W 有用W 总＝Gh Fs ＝Gh Fnh ＝G nF
影响滑轮组机械效率的因素(不考虑绳重和摩擦)：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越 ；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越 。

5．物体在 内做的功，叫做功率，它是表示物体做功 的物理量，公式：P ＝W t ，单
位： 。

6．P ＝W t ＝F ·s t
＝ ，由该公式可知，在功率P 一定时，力F 与速度v 成 比。

二、知识运用典型例题
1.下列实例中，力对物体没有做功的是( )
A ．起重机吊起重物
B ．马拉车，车未动
C ．跳水运动员从跳台跳下
D ．举重运动员，将杠铃举起
解析：力学中做功的两个必要因素：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，二者缺一不可．ACD 三项中都对物体施加了力，并且物体都在力的方向上通过了距离，力对物体做了功．B 项中马对车施加了力，但车没有移动距离，因此没有做功，故应选B.
2.如图1所示，用F ＝50 N 的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200 N 的物体A 水平向右匀速移动了3 m ，在这个过程中( )
A ．拉力F 做了150 J 的功
B ．拉力F 做了300 J 的功
C ．重力做了600 J 的功
D ．重力做了1200 J 的功 解析：使用动滑轮时，能省一半的力，但要费一倍的距离，因此物体移动3 m ，拉力需移动6 m ，可见拉力做的功为W ＝Fs ＝50 N ×6 m ＝300 J ；由于物体没有在重力的方向上移动距离，因此重力没有做功．故选B.
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0.8 N 的拉力使重2 N 的物体匀速上升，下面说明正确的是( )
A ．滑轮组机械效率是83.3%
B ．滑轮组的机械效率是66.7%
C ．绳端移动的速度和物体上升的速度相同
图1
D ．绳端移动的速度是物体上升速度的两倍
解析：用一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有两种绕法，一种绕法是3股绳子，一种绕法
是2股绳子．由题意知绳子股数：n ＝2 N 0.8 N ＝2.5＝3股，则η＝G nF ＝ 2 N 3×0.8 N
＝83.3%；绳子自由端移动的速度V 绳＝nV 物＝3V 物．故选项A 正确．
4.下列关于功率和机械效率说法中正确的是( )
A ．机械效率越高，机械做功一定越快
B ．做功越多的机械，机械效率一定越高
C ．功率越大的机械做的功一定越多
D ．做功越快的机械，功率一定越大
解析：功率和机械效率是两个完全不同的概念，这两个物理量从不同的方面反映机械的性能．功率表示机械做功的快慢，机械效率是有用功占总功的比例，功率大的机械不一定机械效率高．
5. 如图2所示，斜面长s ＝10 m ，高h ＝4 m ．用沿斜面方向的推力F ，将一个重为100 N 的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100 J 的功．求：
(1)运动过程中克服物体的重力做的功；
(2)斜面的机械效率；
(3)推力F 的大小．
解析：1)重力做的功即有用功：
W 有＝Gh ＝100 N ×4 m ＝400 J (2)克服摩擦做的功即额外功：
W 额＝100 J
W 总＝W 有＋W 额＝400 J ＋100 J ＝500 J
η＝W 有W 总＝400 J 500 J
＝80% (3)拉力大小：F ＝W 总s ＝500 J 10 m
＝50 N 三、知识运用课堂训练
1.下列关于物体是否做功的说法中正确的是( )
A ．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功
B ．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功
C ．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功
D ．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功
2.一足球运动员用100 N 的力踢一个重为5 N 的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30 m ，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为( )
A ．3 000 J
B ．500 J
C ．150 J
D ．0 J
3．一吊车在2 s 内将1 500 N 的货物提高2 m 后，在空中停留了3 s ，又在5 s 内沿水平方向将货物移送了10 m ，则10 s 内吊车的功率为( )
A ．300 W
B ．2 000 W
C ．3 000 W
D ．1 500 W
4.甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度，两者相比，甲升降机( )
A ．做的总功较少
B ．做的总功较多
C ．提升重物做的有用功较少
图2
D ．提升重物做的有用功较多
5.关于机械效率，下面说法正确的是( )
A ．功率越大的机械，机械效率越高
B ．机械效率大小与功率大小有关
C ．机械效率越低的机械，做的功就越少
D ．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
6.如图3所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点A ，已知AB>AC ，施加的力分别为F 1、F 2，拉力做的功为W 1、W 2，拉力做功的功率分别为P 1、P 2，则下列判断中正确的是( )
A ．F 1<F 2，W 1＝W 2，P 1<P 2
B ．F 1>F 2，W 1>W 2，P 1>P 2
C ．F 1<F 2，W 1<W 2，P 1<P 2
D ．F 1<F 2，W 1＝W 2，P 1>P 2
7.木块在大小为10 N 的水平拉力作用下，沿水平面匀速前进2米，拉力做功为______焦，木块受到摩擦力的大小为______牛；若木块重16牛，在此过程中重力做功为______焦。

8.如图4所示，斜面长5 m ，高1 m ，工人用沿斜面方向400 N 的力把重1 600 N 的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是______J ，斜面的机械效率是________。

9．滑轮组既能省力又能改变施力的方向，建筑工人用自制的滑轮组把600 N 的重物缓慢提升2 m ，如图5所示，绳自由端的拉力F ＝250 N ，拉力做的功是 J ，该滑轮组的机械效率等于 。

10.在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F 拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图6所示．多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题：
(1)当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为__________N ；做的有用功为__________J ；斜面的机械效率为__________%.
(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越______．
(3)根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是： 。

第十一讲 知识运用课后训练 等级
1.林雨同学把掉在地上的物理课本拾回课桌，他对课本所做的功最接近( )
图3 图4 图5
图6
A．0.02 J B．0.2 J C．2 J D．20 J
2.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200 N，人用125 N的拉力向下拉动绳子，5 s 内可使物体匀速上升2 m．求：
(1)拉力所做的功和拉力的功率；
(2)滑轮组的机械效率．。