功和功率机械效率
功和功率,机械效率
100
滑轮组水平拉动物体时:
W有＝f h W总＝F s S=n h
斜面
在物理中，这些都叫什么？
省力
省功吗？
思考：工人师傅利用斜面提升物
体做功时，哪些做的是有用功？ 哪些是额外功？哪些是总功？
W有用=Gh W总=Fs
W额外=fs W额外= W总-W有用
斜面的机械效率怎么计算？
5.如图，把重为10N的物体推上高为0.5m的斜面， 斜面的长为1m所用的推力为12N,沿斜面向上,求 推力所做的功和斜面的机械效率?
要实现目的，完成有 实验原理 用功,必须施加动力F 对机械做功，是总功
W总=F S
.
Gh W总 Fs
F
W有
需要测量 的物理量
F
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、 要提升G，同时必须 铁架台、滑轮、细线、钩码。 将动滑轮也提升。你
要克服本滑轮重力和 摩擦而额外做功，否 G 注意事项 则你不能完成任务。 该功无利用价值而又 不得不做，是额外功。 竖直向上，匀速拉动测力计。
2、势能 ①重力势能：物体由于被举高而具有的能。 物体质量越大，举高的高度越高，重力势 能越大。 通常认为在地面上的物体的重力势能 为零。
②弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的 能。 同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大。
练习
10. 如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于 其机械能的变化情况，下列说法中正确的是 B A.重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能 B.重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能
提升G是目的， 有利用价值， 是有用功 W有=Gh
滑轮组提高重物时: W有＝ G物 h
W总 ＝ F s
功和功率 机械效率
初三物理下期（1）功和功率机械效率一、重难点知识精讲（一）功和功率1、功：物体在力的作用下动能或势能发生了变化，我们就说力对物体做了功。
对物体没有做功有两种情况：（1）力没有使物体在它的作用下移动，动能和势能没有变化；（2）力与物体运动方向垂直，力没有使物体在它的方向上移动距离。
2、功的计算（1）物理学中，把力和在力的方向上移动的距离的乘积，叫做功。
（2）公式、符号的意义及单位：W=F·sW（功）—焦耳（J）F（力）—牛顿（N） s（距离）—米（m）做功的多少就表示物体动能、势能增加（或减少）的多少，所以功的单位和能的单位一样，都是焦耳，简称焦，符号J。
3、功的原理:使用机械做的功等于不用机械直接用手做的功，或者说使用任何机械都不能省功，人们使用机械的目的是为了省力，或省距离。
例1、在图所示的四种情景中，其中力对物体没有做功的是（）例2、重200N的木箱，在40N水平拉力作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动，当木箱在50N的水平拉力的作用下，沿同一水平地面前进10m的过程中（）A．拉力做功500J B．重力做功2000J C．木箱受到的摩擦力为50N D．木箱受到的重力和支持力的合力为零4、功率（1）单位时间内所做的功叫做功率，它是用来表示物体做功快慢的物理量。
（2）公式：（3）符号及单位：P（功率）—瓦特（W） W（功）—焦耳（J） t（时间）—秒（s）5、比较功率的大小的方法（1）在做功时间相同时，比较做功的多少。
在时间相同时，做的功越多，功率就越大（2）在做的功相同时，比较做功时间的长短。
做相同多的功，用时越短，功率就越大。
（3）在做功的时间和做功的多少都不相同时，直接计算出功率的大小。
例3、如图所示，人拉绳子的力F=10N，使货物以V=2m/s的速度匀速上升，求拉力做功的功率。
（二）机械效率1、有用功、额外功和总功（1）有用功：为了达到某一目的必须做的功。
如提沙子上楼时对沙子所做的功就是有用功。
中考物理考点：功、功率、机械效率
中考物理考点：功、功率、机械效率考点一：功
1．功的两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过了距离。
2．功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。
（功=力×力的方向上移动的距离）
3．功的公式：W=Fs；单位：W→J；F→N；s→m。
(1焦=1N·m).
4．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不少于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。
考点二：机械效率
5．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式：η=W有/W总
6．测滑轮组机械效率的实验中，实验原理是
需要测的物理量有拉力F、物重G、物体升高的高度h、绳自由端通过的距离S实验器材除钩码、铁架台、细线还需要刻度尺、弹簧测力计影响滑轮组机械效率的因素有：动滑轮重、物重、绳与轮之间的摩擦力。
提高滑轮组机械效率的方法有减小动滑轮重、增加物重、减小绳与轮之间的摩擦力。
物体提升的高度、绳子的绕法是否影响机械效率？不会
考点三：功率
7．功率(P)：单位时间内所做的功，叫功率。
计算公式：P=W/t，或P=F·V。
单位：P→W；W→J；t→S。
（1瓦=1J/S表示的物理意义是：物体1S内做功1J。
1千瓦=1000瓦）
8．功率表示物体做功的快慢。
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功、功率、机械效率的计算
专题十 功、功率、机械效率的计算一、内容解读：（一）功1、做功的两个因素：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。
2、功的计算公式W Fs =，其中F 代表作用在物体的力，s 代表物体在力的方向上移动的距离，功的单位是J 。
（二）功率1、单位时间是完成的功，叫做功率，它是反映机械做功快慢的物理量。
2、计算公式：功率=功时间，即tＷＰ＝将它变形得到两个变形公式。
W W Pt t P==和，可分别求功和时间。
功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W ，常用单位还有kW ，叫千瓦，它与W 之间的换算关系为1kW=103W3、对公式W P t =的分析 根据W P t=可知，当P 一定时，W 与t 成正比。
换句话说，使用功率相同的机械，做功时间长的做的功就多。
当W 一定时，P 与t 成反比。
换句话说，做相同的功时，时间用得少的机械的功率大。
当t 一定时，W 与P 成正比。
换句话说，做功时间相同时，功率大的那台机械做的功就多。
（三）机械效率1、机械效率被定义为：有用功与总功的比值，用希腊字母“η”表示。
100W η=⨯有用总Ｗ﹪2、滑轮组机械效率的计算 100%%nη⨯⨯总有用Gh ＧＷ＝Ｇh,W =Fs,=＝Fs Ｆ，其中G 为提升的物重，h 为物体升高的高度，F 为施加在绳子自由端拉力，s 为绳子自由端移动的距离，n 为吊起动滑轮绳子的段数。
若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为：100G η=⨯+物动物％ＧＧ3、斜面的机械效率100%η⨯Ｇh ＝FJ，其中G 为沿斜面向上推的物体受到的重力，h 为斜面的高，1为斜面的长，F 为沿斜面向上的推力4、其他机械的机械效率100W η=输出输入＝％Ｗ二、专题训练1、工人用类似图所示的滑轮组提起重为2000N 的物体。
（1）若不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少需用多大的力？（2）若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是800N ，滑轮组的机械效率是多大？ （3）若工人用800N 的拉力在1分钟内将这个物体提高3m ，他做功的功率是多少？2、在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N 的重物，他用200N 的力拉绳，使物体上升3m ，滑轮组工作时的效率为75%，求（1）有用功、总功；（2）使滑轮组至少由几定几动组成。
功、机械效率和功率基本定义
C. 小明对足球做功2100J D.小明和重力对足球做功差不多上0J
2、以下事例中，重力做功的是
A. 跳水运动员下落 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.花样滑冰运动员在水平的冰面上滑动 D.举重运动员把杠铃举起后停在空中静止不动
3、做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的讲法正确的是 ( )
① 原 理：
②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
⑤结论：阻碍滑轮组机械效率高低的要紧因素有：
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
3、使用任何机械都要做额外功
4、机械效率的计算
5、组装滑轮组和计算滑轮组的机械效率
6、功率概念的理解
三、教学难点
1、利用功的公式进行简单计算
2、有用功、总功的正确推断,理解机械效率的物理意义
3、功率的计算
四、差不多知识
一、功：
1、力学里所讲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。
5、关于功、功率、机械效率的理解，下列讲法中正确的是 ( )
A．功率大的机器做功一定多 B．做功快的机器功率一定大
C．做功快的机器机械效率一定高 D．做有用功多的机器机械效率一定高
6、关于功率概念的理解，下列讲法中正确的是（ ）
A．功率大的机械做的功多 B．功率大的机械做功时用的时刻少
C．单位时刻内完成的功越多，则功率越大 D．省力多的机械功率大
C．骑自行车匀速前进 D．人提着水桶在水平路面上行走
一、有关功、功率、机械效率的说法
一、有关功、功率、机械效率的说法1.功：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功；力的大小和距离的长短只能影响做功的多少，不能决定做功的多少； 判断：（1）作用在物体上的力越大，其做功一定越多； （2）物体通过的距离越长，做的功一定越多；（3）物体在力的方向上通过的距离越长，做的功一定越多；2.功率：一段时间内做的功与做功所用的这段时间的比叫功率；功率是比较物体做功快慢的物理量，功率大即做功快，所做功的多少和所用时间的长短会影响功率，但不会决定其大小； 判断：（1）功率大的机械做功一定快； （2）做功多的机械功率一定大； （3）做功时间多的机械功率一定小； （4）物体做功越多，功率越大；（5）做功相同，所用时间短的机器功率一定大； （6）做功快的机器，它的功率一定大； （7）根据tWP =可知，机器做功越多，其功率就越大 ； （8）根据P=Fv 可知，当发动机的功率保持不变的时候，汽车速度的大小与牵引力成反比 ； （9）根据tWP =可知，只要知道时间t 内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器的功率 ； （10）功率大表示做功快，也就是在单位时间内做的功多； （11）机器的功率越大，完成一定的功所用的时间越短；3.机械效率：有用功和总功的比值叫机械效率；机械效率只反映通过机械做功时，有用功所占总功的比值大小，或额外功在总功中所占比例大小，不反映具体做功的数量多少及做功快慢情况。
提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）等因素会影响滑轮组的机械效率；一般情况下，使用滑轮组提升重物时，如果提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）不变或不计，则所做功的多少（有用功的多少、额外功的多少、拉力大小及是否省力、物体提升高度、做功时间的长短）、功率大小（物体做功快慢、物体移动速度大小）、以及承担重物的绳子的股数等因素都不影响机械效率； （1）功率大的机械机械效率高； （2）机械效率越高，有用功就越多；（3）做有用功多的机械，机械效率一定高； （4）机械效率高的机械一定省力；（5）使用机械提升重物时，总功越大机械效率越低； （6）机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高； （7）机械效率较大的，所做的额外功较少；（8）机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大；（9）机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高； （10）额外功所占总功比例越小，机械效率越高； （11）有用功相同时，总功越大，机械效率越高；（12）使用某滑轮组提升重物时，提升高度越高，所做有用功越多，机械效率越高；（13）使用同一滑轮组提升同一重物时，使物体上升速度越快，则功率越大，相同时间内做功越多，机械效率越高；（14）提升物重越大，机械效率越高； （15）机械自身重越小，机械效率越高；二、影响滑轮组机械效率的因素1.如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N 的物体匀速提升2m ；（1）若忽略动滑轮重、摩擦、绳重，F= ；机械效率为 ；（2）若只忽略摩擦、绳重，动滑轮重120N ，则所用拉力大小、有用功、额外功、总功、机械效率各是多少？（3）在实际做功过程中，动滑轮重120N ，若沿竖直方向匀速向下拉动时所用拉力 为400N ，则有用功、总功、额外功、机械效率各是多少？（4）若用此装置实际提升1200N 的重物2m 时，动滑轮重和机械摩擦同（3），则所做有用功、额外功、总功、机械效率各是多少？结论：影响滑轮组机械效率的因素是提升的物重、动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦。
功与功率的计算与机械效率
功与功率的计算与机械效率在物理学中，功和功率是两个基本概念，它们在机械能转化与利用中起着重要作用。
本文将通过对功与功率的计算公式的介绍与案例分析，探讨机械效率与功率的关系。
一、功的计算功是物体在外力作用下沿着力的方向移动所做的功或者克服某种阻力或劲力所做的功。
在物理学中，功的计算公式可表示为：功 = 力 ×位移× cosθ其中，力单位通常使用牛顿（N），位移使用米（m），角度θ为力方向和位移方向之间的夹角。
例如，一个物体受到100N的力作用，沿着力的方向移动了10米，且力和位移方向相同（θ=0°），则该物体所做的功为：功 = 100N × 10m × cos0° = 1000焦耳（J）二、功率的计算功率是用来描述物体做功速度的大小。
在物理学中，功率的计算公式可表示为：功率 = 功 / 时间其中，功单位使用焦耳（J），时间单位通常使用秒（s），功率的单位为瓦特（W）。
例如，一个物体所做的功为1000J，花费的时间为5秒，则该物体的功率为：功率 = 1000J / 5s = 200瓦特（W）三、机械效率与功率的关系机械效率是描述机械设备能够将输入的能量转化为有用输出能量的比例。
机械效率通常使用百分比表示。
在实际应用中，机械设备往往存在能量损耗，导致输出功率比输入功率低。
机械效率 = 有用输出功率 / 输入功率 × 100%例如，一台发电机的输入功率为10000瓦特，输出功率为9000瓦特，则该发电机的机械效率为：机械效率 = 9000W / 10000W × 100% = 90%当输入功率和输出功率相等时，机械效率为100%，说明能量损耗很小。
但实际上，能量损耗是难以避免的，往往会因为摩擦、阻力等因素而导致机械效率降低。
四、案例分析为了更好地理解功、功率与机械效率的关系，我们以汽车为例进行案例分析。
假设一辆汽车的发动机输出功率为150马力，转速为5000转/分钟。
第23讲 功 功率 机械效率
第23讲 功 功率 机械效率Ⅰ考生必背：基础知识必记1：功1．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
2．功的计算公式：W=Fs ，单位：焦耳(J)，即牛顿·米。
3．功的原理：使用任何机械都不能省功。
必记2:机械效率4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
任何机械的机械效率都小于l 。
机械效率用百分数表示。
必记3：功率5．单位时间内所做的功叫功率。
功率是表示做功快慢的物理量。
6．功率的公式：tWP。
在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)、工程技术上常用千瓦(kW)做功率的单位。
1 kW=103W 。
Ⅱ考生必会：考点一、基本考点考点1：功(重点、热点)1．力对物体做功：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，则这个力就对物体做了功。
2．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
这两个因素必须同时具备，缺一不可。
3．常见的不做功的三种情况：(1)物体受到力的作用，但没有移动距离。
(2)物体没有受到力的作用，但物体由于惯性通过一段距离。
(3)物体受到了力的作用，同时也移动了一段距离，但该距离与力的方向垂直。
4．功的计算：在物理学中，功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功一力×距离，公式是W=Fs 。
5．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说，使用任何机械都不省功。
因此，使用省力的机械时，必定费距离；使用省距离的机械时，必定费力；既省力，又省距离的机械是不存在的。
【例1】如图1—23—1所示，用lO N 的水平推力推着重为60 N 的物体沿水平方向做直线运动。
若推力对物体做了60 J 的功，则在这一过程中( )A ．物体一定受到10 N 的摩擦力B ．重力做的功一定为360 JC ．物体一定运动了l mD ．物体一定运动了6 m解：D 点拨：题目没有强调物体做匀速直线运动，所以摩擦力不一定等于推力，A 选项错；物体在重力的方向上没有通过距离，重力不做功，B 选项错；物体运动的距离m NJ F W s 61060===，C 选项错，D 选项正确。
十一.功和功率机械效率
4800N 3.6×106J
4.8×104 w
使用简单机械可以省力,或者省距离,或者能改变 施力的方向等,能否省功? 1.功的原理 ①.使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机 械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功
②.两层含义 不省功但也不费功 理想机械 不省功但可能费功 实际机械
W用机械≧W不用机械
1.功的概念
力的成效有什么共同点? 功的定义：物理学中把力和物体在力的方向上移 动距离的乘积叫机械功，简称功。
①.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 移动的距离
②. 归纳三种对物体做功为零的情况 B.物体移动了距离,但不受力 （F=0 S≠0） A.物体受力,但没有移动距离 （F≠0 S=0）
③.总功( W总 ): 动力做的功 或有用功与额外功的和
W总 = F S W总 = W有+W额
F
注: 如不考虑f 和机械的自重时,W额= 0
W总 = W有
理想机械
④.分析两种机械工作时做功情况
F
滑轮: W有 =Gh
W额=G动 h +Wf W总 = F S
杠杆: W有 =Gh W额=G杆 h΄
W总 = F S
A. W甲>W乙
B. W甲=W乙
C. W甲<W乙
D.条件不足,不能比较
物体A重100N，物体水平向左匀速运动时受到 摩擦力fA=10N，则拉力F=（ ）N，如果物体
A速度为2cm/s,则动力作用点 移动速度为（ ）cm/s,运动 时间为10s，动力F做功（ ） J物体克服摩擦力做功（ ）J (三不计）。
8、AC最大能承受350N的力，光滑水平木板 长OA=1m，木板重量不计。重力为500N的 物体在拉力F的作用下从O点向A点运动，当 物体运动到B点时绳子刚好拉断，如果拉力 F=20N，求拉力做功。
功,机械效率,功率
第十五讲 功，功率，机械效率【知识巩固】1，功：力学主要是研究力和运动的关系。
如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，这个成效我们就叫做功2，功包含的两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离.S F W =。
3，在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是m N ⋅。
为了纪念在热学领域做出突出贡献的焦耳，通常用J 做单位。
m N J ⋅=11 4，功的原理：大量事实表明：使用机械时，人们所做的功，都会少于不用机械时所做的功，也就是任何机械都不省功。
5，机械效率总有用W W =η。
在实际生活中，为了达到工作的目的，往往还得做一些不得不做的功。
这部分功，我们叫做额外功。
而为了达到工作目的，必须要做的功就是有用功。
这样我们通过机械完成某项工作时，做的总功就有两种效果：有用功，完成工作；额外功，克服阻力。
比如汽车匀速爬坡，有用功就是车的位置逐渐升高；额外功就是车克服摩擦；总功就是汽车引擎提供的动力做功。
匀速行驶的汽车，引擎提供动力做功，摩擦力也做功，但是两个功相互抵消，故没有表现出效果。
总功额外有用W W =+W 。
6，“斜面的机械效率”试验结论：在不考虑物体与斜面间的摩擦时,将物体沿斜面匀速拉上顶端所用的力为LGh F =。
上式中h 为斜面的高,L 为斜面的长,G为沿斜面向上运动的物体重,F 即为沿斜面向上的拉力.由于h ＜L,∴ F ＜G .说明使用斜面提高物体可以省力。
我们可以用用学过的知识证明。
在不考虑斜面摩擦的情况下，拉力做的功表现的效果就是提升重物。
GhW ==⋅=物总W L F ，进过化简后，就能得到上述的结果。
7，功率：做功的快慢，叫做功率t WP =。
功率的单位是瓦，用W 表示。
在物体所受的力不变得情况下，vF tS F t W p ⋅=⋅==。
8，W kW 10001= W s J 11=【典型练习】 一，选择题1．一个人分别用50N 的力水平推一个较大和较小的物体前进了5m ，大物体重40N ，小物体重10N ，那么（ ）A 推大物体做的功多，因为大物体重B 推小物体做的功多，因为小物体推的快C 做的功一样多，因为力和移动的距离一样D 无法比较2．把掉在地面上的一个苹果捡回桌面，克服苹果重力做的功最接近于（ ） A ．0.01J B ．0.1J C ．1J D ．10J 3．下列运动中的物体，没有力对其做功的是（ ） A ．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体 B ．在高速公路上沿直线高速行驶的小轿车 C ．从高处自由下落的雨滴 D ．被匀速吊起的货物4．如图1所示AB 、AC 、AD 为三个光滑面，其中AD 为曲面。
功,功率和机械效率计算公式
功,功率和机械效率计算公式
功是指力在经过一定距离的作用下所做的功效，它通常用Joule （焦耳）来表示。
在物理学中，功通常表示力与位移的乘积，即：W = F × s，其中W表示功，F表示力，s表示位移。
如果力和距离的方向
相同，则功为正，如果方向相反，则功为负。
功率表示单位时间内所做的功，通常用Watt（瓦特）来表示。
其
计算公式为功率 = 功 / 时间，即：P = W / t。
我们通常所说的电器
功率就是指单位时间内消耗的电能，例如用100W的电灯泡照明1小时，消耗的电能为100瓦时。
机械效率用来衡量机械设备利用输入能量的效果。
机械效率通常用%表示，其计算公式为输出功率 / 输入功率× 100%。
例如，一臂
动力拔河机的输出功率为400W，输入功率为600W，则其机械效率为
400 / 600 × 100% = 66.7%。
机械效率是衡量机械装置好坏的重要指标之一。
当机械效率越高时，机械装置的能量利用效果就越高，能够更有效率地完成相应的工作；反之，当机械效率较低时，机械装置就能够很快地损耗掉能量，
使得工作效果大打折扣。
总之，功、功率和机械效率在物理学中是极为重要的概念。
在工
程实践中，我们通常会根据这些概念的公式进行实际计算，并将计算
结果用来评估机械装置的效率，然后再进行相应的改进和优化。
因此，
深入了解这些概念的公式和实际应用场景，有助于我们更好地理解机械装置的工作原理，从而更好地掌握机械加工和维护的技能。
九年级物理功,功率,机械效率知识点
02
功率
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定义与计算
功率定义
功率是描述物体在单位时间内所 做的功，用符号P表示，单位为瓦 特（W）。
功率计算
功率等于功与时间的比值，即 P=W/t。其中，W表示物体所做 的功，t表示做功的时间。
单位与换算
功率单位
功率的国际单位是瓦特（W），常用 的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（ mW）等。
感谢观看
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
功、功率、机械效率关系探讨
功与功率的关系
功是能量转化的量度 ，表示力在空间上的 积累效果。
功率越大，单位时间 内做的功越多，表示 力在时间上的作用效 果越明显。
功率是单位时间内完 成的功的量度，表示 力在时间上的积累效 果。
相关拓展知识介绍
机械效率的计算公式和单位
机械效率的计算公式为：η = W有用/W总 × 100%，其中W 有用为机械对物体所做的有用功，W总为机械对物体所做的 总功。机械效率的单位是百分比（%），在国际单位制中没 有特定的单位。
实际应用案例分享
实际应用案例一：汽车发动机的功率 和机械效率
VS
在汽车发动机中，功率和机械效率是 非常重要的参数。功率表示发动机在 单位时间内能够输出的能量，机械效 率表示发动机将燃料燃烧产生的热能 转化为机械能的效率。在实际应用中 ，需要根据具体情况选择合适的发动 机型号和调整发动机参数以提高功率 和机械效率。
机械效率
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定义与计算
机械效率的定义：机械效率是指 使用机械做功时所做的有用功与
功,功率,机械效率
一、正确理解功率的概念1.功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率和功是两个不同的概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。
功率大，表示单位时间内做功多。
2.功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定。
从公式可知，相同的时间内做功多的，功率大；做相同的功，所用时间少的，功率大。
3.因为W = FS，所以。
物体在拉力F的作用下，以速度沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率P一定时，力F与速度成反比。
当汽车上坡时，司机采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
二、正确理解机械效率的概念1.机械效率是反映机械性能的物理量。
使用机械做功时，需要弄清哪部分需要而又必须做的功，哪部分功是不需要而又不得不做的功。
我们把人们需要的，无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功；虽不需要但又不得不做的功叫额外功。
利用机械做功时，不可避免地存在摩擦，机械自重等方面的原因，因此额外功是不可避免的。
在使用不同的机械做相同的有用功时，我们希望额外功越少越好，有用功与总功越接近越好，为了反映不同机械的这种差别，通常用有用功占总功的百分比表示。
当这个百分比越大，这个机械的性能越好。
在物理学中，用机械效率来表示。
2.有用功跟总功的比值叫机械效率。
则。
在理解上还需要注意：(1)任何机械的机械效率总小于。
因为有用功总是小于总功。
(2)机械效率没有单位，一般用百分比来表示。
(3)机械效率由有用功和总功两个因素决定。
当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高。
当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高。
当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
所以，在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素，要全面进行分析。
(4)提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减小额外的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。
功、功率、机械效率
功、功率、机械效率任务：理解做功、功率、效率的意义，会进行有关综合计算。
一、功：在力作用下，通过一定距离（反映做功多少）。
公式：W=F ·S （J ） （N ·m ）练习：1、小明提着20kg 水桶在水平路上走了100m ，然后提上3楼家中（每层3米），则提力做功？2、物重均为200N ，下列三种情况物均以0.2m/s 上升5S ，拉力对物做功？3、质量为2t 的汽车，在平直公路上行驶时所受阻力为汽车重力的0.2倍。
它先在水平公路上匀速行驶2km 后，关闭发动机后又滑行50m 才停下。
求整段路程中：（1）牵引力对汽车所做的功。
（2）阻力对汽车所做的功。
（3）重力对汽车所做的功。
斜面做功：Fl=Gh滑轮组做功：Fl=Gh练习：1、将质量150kg 的物沿长5m ，高2m 的斜面拉上去，拉力至少多大？若实际拉力800N ，是什么因素造成的？该因素大小？2、物体A 在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离S ，如图所示。
试比较拉力F 1、F 2及拉力所做的功W 1、W 2的大小是（滑轮重、绳重及绳与滑轮间磨擦不计）（ ）A 、F 1=12F 2，W 1=W 2； B 、F 1=12F 2，W 1= 14W 2； C 、F 1=14F 2，W 1=W 2； D 、F 1=14 F 2，W 1= 14W 2；3、如图：利用重为10N 滑轮组将重物提上5m 高处，所用拉力是20N ，（1）拉力做功？（2）克服动滑轮重做功？（3）物体有多重？4、如图所示，质量为m 跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h ，则他从起跳后至跃过横杆的过程中克服重力所做的功（ ）A 、都必须大于mghB 、都不一定大于mghC 、用背越式不一定大于mgh ，用跨越式必须大于mghD 、用背越式必须大于mgh ，用跨越式不一定大于mgh二、功率：单位时间完成的功（反映做功快慢）公式：P= wt =FV （W ） （J/S ）练习：1、如图，用相同速度拉绳，使同重物上升时，F 1______F 2；W 1______W 2； P 1______P 2。
功功率及机械效率
生产效率
高效的机械设备能够提高生产效 率，缩短生产周期，从而降低生 产成本，增强企业的竞争力。
技术进步
提高功功率和机械效率是推动技 术进步的重要动力，能够促进机 械制造业的发展和产业升级。
对未来研究的展望
新材料与新工艺
探索和应用新材料、新工艺是提高机械设备功功率和机械 效率的重要途径，未来研究可以进一步发掘这些材料和工 艺的潜力。
选择高质量的配件和材料，可以减少 机械的故障率和提高工作效率。
机械效率的优化建议
推广节能技术 采用先进的节能技术和设备，降 低能源消耗和提高能源利用效率。
建立完善的机械管理制度 制定科学的管理制度和工作规程， 规范机械的使用和维护，确保机 械的正常运转和延长使用寿命。
加强技术研发 加大技术研发力度，不断推出更 高效、更节能、更环保的机械产 品。
机械效率
机械效率是指发动机将燃料中的热能转换为机械能的效率。机械效率越 高，发动机的性能越好，燃油经济性也越高。
03
影响因素
汽车发动机的功功率和机械效率受到多种因素的影响，如发动机排量、
气缸数、压缩比、燃油品质等。
风力发电机的功功率与机械效率
功功率
风力发电机的功功率是指发电机 在单位时间内所产生的电能，通 常以兆瓦（MW）为单位。风力 发电机的功功率取决于风速和风
械的工作能力和生产效率。
机械效率
机械效率是指机械将输入能量转换 为输出能量的效率。机械效率越高， 能量损失越少，机械性能也越好。
影响因素
工业机械的功功率和机械效率受到 多种因素的影响，如机械设计、制 造精度、润滑状况、使用环境等。
05
结论
功功率与机械效率的重要性
能源利用
功功率和机械效率是评估机械设 备能源利用的关键指标，提高设 备的功功率和机械效率有助于减 少能源浪费，降低运行成本。
一、有关功、功率、机械效率的说法
一、有关功、功率、机械效率的说法1. 功：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功；力的大小和距离的长短只能 影响做功的多少，不能决定做功的多少；判断：（1）作用在物体上的力越大，其做功一定越多； （2） 物体通过的距离越长，做的功一定越多；（3） 物体在力的方向上通过的距离越长，做的功一定越多；（10） 功率大表示做功快，也就是在单位时间内做的功多； （11） 机器的功率越大，完成一定的功所用的时间越短；3. 机械效率：有用功和总功的比值叫机械效率；机械效率只反映通过机械做功时，有用功所占总功的比值 大小，或额外功在总功中所占比例大小，不反映具体做功的数量多少及做功快慢情况。
提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重） 等因素会影响滑轮组的机械效率；一般情况下，使用滑轮组提升重物时，如果提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）不变或不计，则所做 功的多少（有用功的多少、额外功的多少、拉力大小及是否省力、物体提升高度、做功时间的长短） 率大小（物体做功快慢、物体移动速度大小）、以及承担重物的绳子的股数等因素都不影响机械效率;（1） （2）2.功率：一段时间内做的功与做功所用的这段时间的比叫功率；功率是比较物体做功快慢的物理量，功率 大即做功快，所做功的多少和所用时间的长短会影响功率，但不会决定其大小； 判断：（1）功率大的机械做功一定快； （2）（3） （4） （5） （6）(7) (8) (9) 做功多的机械功率一定大； 做功时间多的机械功率一定小； 物体做功越多，功率越大； 做功相同，所用时间短的机器功率一定大； 做功快的机器，它的功率一定大； WP 7可知，机器做功越多，其功率就越大；P=Fv 可知，当发动机的功率保持不变的时候，汽车速度的大小与牵引力成反比；WP —可知，只要知道时间t 内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器的功率 t根据 根据根据功率大的机械机械效率高；机械效率越高，有用功就越多； 做有用功多的机械，机械效率一定高； 机械效率高的机械一定省力； 使用机械提升重物时，总功越大机械效率越低；机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高； 机械效率较大的，所做的额外功较少； 机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大； 机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高； 额外功所占总功比例越小，机械效率越高； 有用功相同时，总功越大，机械效率越高； 使用某滑轮组提升重物时，提升高度越高，所做有用功越多，机械效率越高； 使用同一滑轮组提升同一重物时，使物体上升速度越快，则功率越大，相同时间内做功越多，机械、功（3）（4厂（5）（6）（7厂（8）（9）（10）（11）（12）（13）效率越高；（14）提升物重越大，机械效率越高；（15）机械自身重越小，机械效率越高；2. 工人师傅用如图所示滑轮组做功，第一次将重为 时间为40s ，人所用的拉力是 400N ，第二次将重为 时间为30s ，人所用的拉力是 400N ;请将下表填写完整。
功、功率和机械效率的计算
功、功率和机械效率的计算一、功的计算1.功的定义：功是力对物体作用产生的效果，是标量，用符号W表示，单位是焦耳（J）。
2.功的计算公式：W = F × s × cosθ，其中F是力，s是力的作用点的位移，θ是力和位移之间的夹角。
3.静摩擦力和滑动摩擦力的功：静摩擦力的功W = Ff × s，其中Ff是静摩擦力，s是物体的位移；滑动摩擦力的功W = Ff × s × cos180° = -Ff × s，其中负号表示滑动摩擦力的功是负值。
4.重力做功与重力势能的关系：物体在重力场中从一个位置移动到另一个位置，重力做的功等于物体势能的减少量。
二、功率的计算1.功率的定义：功率是单位时间内完成的功，是标量，用符号P表示，单位是瓦特（W）。
2.瞬时功率的计算公式：P = F × v × cosθ，其中F是力，v是物体的速度，θ是力和速度之间的夹角。
3.平均功率的计算公式：P = W / t，其中W是物体在一段时间内完成的功，t是时间。
4.瞬时功率与平均功率的关系：对于匀速直线运动的物体，瞬时功率等于平均功率。
三、机械效率的计算1.机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，用符号η表示，没有单位。
2.机械效率的计算公式：η = W_有用 / W_总，其中W_有用是物体完成的有用功，W_总是物体总共完成的功。
3.机械效率与功率的关系：机械效率与功率没有直接关系，但功率越大，机械效率可能越高。
4.提高机械效率的方法：减小摩擦、减小额外功、选择合适的机械结构等。
四、注意事项1.在计算功时，要注意力的方向与位移的方向是否一致，不一致时要乘以cosθ。
2.在计算功率时，要注意时间和速度的对应关系，瞬时功率对应某一时刻的速度，平均功率对应一段时间内的速度。
3.在计算机械效率时，要注意区分有用功和总功，有用功是完成任务所需的功，总功是有用功加上额外功。
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功和功率以及机械效率2．（2011沈阳）举重是我国的优势体育项目。
一位身高180cm 的运动员和一位身高160cm 的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W 1和W 2，功率分别为P 1和P 2，则下列关系式正确的是 ( )A ．W 1=W 2 P 1=P 2B ．W 1> W 2 P 1>P 2C ．W 1> W 2 P 1=P 2D ．W 1< W 2 P 1<P 227. （2011陕西）（4分）如图所示，用平行于斜面、大小为1.25N 的拉力F ，将重为1.8N 的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是 J ，机械效率是 。
13、（2011天津）粗糙斜面高度为h ，长为l ，用沿斜面向上的力把重为G 的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W ，则（ ）A 、拉力大小为hG/lB 、拉力大小为W/lC 、物体所受摩擦力大小为（W-hG ）/lD 、物体所受摩擦力大小为（W-lG ）/h22、（2011赤峰市）（8分）如图16，一卡车车厢底板距地面1.5m 高，小明把一块3m 长的钢板AB 搭在车厢底板上，构成一个斜面。
他通过这个斜面，用F=600N 的力，把一个大木箱由B 处推到A 处，已知木箱重为1000N 。
（1）把木箱由B 处推动A 处，用了30s 时间，求木箱的运动速度。
（2）小明推木箱做了多少功？（3）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）14、（2011赤峰市）物理学中，常用新的物理量对不同事物进行比较，比如要比较物体运动的快慢，需要引入速度；要比较做功的快慢，需要引入 ；要比较压力的作用效果，需要引入 。
13．（2011柳州）下列过程，哪个情况小明对桶做了功 ( )A ．小明提着桶站立不动B ．小明提着桶水平移动C ．小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内D ．小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内33. （2011鸡西）兴凯湖旅游观光车的技术参数如下表：1.5m 3mA B根据以上参数，解答下列问题：（1）若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少牛顿？（2）求满载时车对水平路面的压强是多少帕斯卡？（3）若观光车在水平路面匀速行驶1×104m 过程中，牵引力所做的功为1×107J ，求观光车匀速行驶时受到的阻力是多少牛顿？22. （2011鸡西）如图所示，斜面长6m ，高1m ，工人用500N 的力沿斜面把重2400N 的箱子匀速推到车上，推力对箱子做的功是J ，斜面的机械效率是 。
30（2011莆田）、（8分）《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述：“悟空撩衣上前，摸了一把，乃是一根铁柱子，两头是两个金箍，紧挨金箍有镌成的一行字。
‘如意金箍棒一万三千五百斤’，约丈二长短，碗口粗细”。
以国际单位制，金箍棒质量为6750kg ，体积约0.2m3，问：（1）在海底将上述棒抽出后，棒受到的重力和浮力多大？（g 取10N/kg ，ρ水=1.0×103kg/m 3 ）（2）在海水中将上述棒竖直上提1000m ，孙悟空至少要做多大的功？（3）为了方便用力，孙悟空将棒变得细短了许多（质量不变）。
而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面。
请你说说司空要怎么做？9、（2011莆田）山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ）A 、提高功率B 、提高机械效率C 、减小所必需的牵引力D 、减小所做的功45、（2011自贡）如图所示，现将一重G 1=8100N 的实心铝块在水中匀速上提h=2m （未露出水面），已知每个滑轮重G 2=900N ，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。
已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m 3，水的密度ρ铝=1.0×103kg/m 3，g 取10N/kg 。
求：空车质量 1100kg 车身长度 4.0m 满载人员 10人 满载时轮胎与地接触面积 0.1m 2最大车速 45km/h 平均连续行驶里程 ≤75km（1）滑轮组的机械效率多大？（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？22、（2011包头）（9分）在南极科学考察中使用的海洋破冰船，其发动机额定功率为1.2×104 kW，航行于海面上时，它的排水体积为1800m3。
破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中一种方法是：接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。
已知ρ海水＝1.0×103 kg/m3。
g取10N/kg 。
求：（1）若破冰船的牵引力用F表示，速度用V表示，发动机的功率用P表示，请你导出F、V和P之间关系式：P＝F·V（2）若破冰船以额定功率在海面上以30km/h的速度匀速前进了20km，破冰船受到的阻力和破冰船所做的功各是多少？（3）在一次破冰行动中，当船冲上冰面后，船的排水体积变为原来的1/3，船与冰面的接触面积为6 m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？11、（2011包头）如图5所示，斜面长6 m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2 m，下列说法正确的是（）A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W38．（2011丽水）你知道水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动。
有的利用特制的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有的用推进器喷水前进。
中国某型号的水陆两用坦克(如图所示)，它的总质量22吨，配备发动机的功率420千瓦。
水上最大速度14千米/小时，陆地最大速度54千米/小时。
请你根据短文中的信息，解答下列问题：(g= 10牛/千克) （第38题图）（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22米3，则所受的浮力约为▲牛。
（ρ水=1.0×103千克/米3）（2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4米2，坦克对地面的压强是多少帕？（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米（发动机正常工作），行驶过程中受到的牵引力多大？34．（2011山西）如图8所示，用两个完全相同的滑轮，匀速提升质量相等的物体。
且物体质量大于滑轮质量，不计绳重和摩擦。
比较甲、乙两种方式可知更省力，机械效率更高 (均填“甲”或“乙”)。
24．（2011扬州）（6分）某建筑工地用如图所示的简易滑轮组将重4000N的砖块运到离地4m高的砌墙处，已知每个滑轮重100N，滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计．若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N，求：(1)提升一次砖的最大重力；(2)提升一次砖时滑轮组的最大机械效率；(3)若全部完成提砖任务，工人利用此滑轮组至少做多少额外功．16.（2011德州）（6分）五岳之首的泰山是我国著名的旅游胜地，人们可乘坐索道吊车观赏泰山美景（如图15所示）。
据了解，中天门索道全长约2078m，上、下高度差约600m，单个吊车载满人后的总重是6000N。
以单个吊车载满人为例，问：（1）若吊车与索道的接触面积是0.02m2，索道承受的压强多大？（2）若吊车从索道最高处运行到最低处需要10分钟，重力做功的功率是多大？1.（2011宿迁）要测量小明通过楼梯上楼时的功率，不需要．．．测量的是 ( ) A．身体质量B．通过的楼梯高度C．通过的路程D．上楼所用的时间6.（2011内江）如图所示，是光滑斜面的示意图。
斜面的水平长度为S，高为h，物体质量为m，如果用沿斜面向上的力把物体从斜面底端匀速拉到顶端，那么，物体受到的合力为，拉力F= (用题中相关字母表示)。
26．（2011黄冈）2011年入春以来，我省大部分地区出现了特大旱灾，为抗旱救灾朝阳村新安装了一台质量为300kg、功率为8KW的抽水机。
安装时为了对地面的压强不超过4×104Pa，抽水机底座下的轻质木板面积至少为________cm2。
已知该抽水机出水流量是90m3／h，正常工作30min，抽水高度为20m，则抽水机的工作效率是________。
15．（2011株洲）用大小不同的甲、乙两个力拉同—物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图像如图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是A．F甲 >F乙 B．F甲＜F乙C．F甲＝F乙 D．条件不足，无法判断。
16.（2011淮安）用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用竖直向上的拉力为125N。
物体上升2m的过程中，拉力所做的有用功为 ______ J，总功为 ______ J，动滑轮的机械效率为 _______ 。
（g取10N/kg）8．(201l兰州)如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为（）A．80% 800JB．80% 1000JC．62.5% 200JD．80% 200J19．．(2011广东)（6分）用如图18所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。
在这个过程中，求：（1）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少?（3）滑轮组机械效率是多少?29．（2011连云港）（6分）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。
某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。
求在此过程中：（1）有用功；（2）拉力F的功和功率；（3）滑轮组的机械效率。
24．（2011年福州市）（9分）2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图13所示。
该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。
在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。
问：在测试过程中，（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？12.（2011苏州）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％.则下列选项错误的是A.拉力大小一定是125NB.有用功一定是150JC.总功一定是250JD.动滑轮重一定是100N26．（２０１１宁夏）如图所示，拉力F=125Ｎ，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%。
则下列说法正确的是（）A. 绳子自由端移动距离为6mB.物体重是375ＮC. 拉力F做的功是250ＪD. 拉力F的功率为25W10、（2011广安）在图6的四种情境中，人对物体做功的是（）A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动t /s 1 3 0 2F /N 乙 10 50 30 20 40 t /s 1 3 0 2 υ/（m/s ） 丙 1．25 2．50 2．50 t /s 1 3 0 2 h /m 丁 1．25 3．75 图24 F 甲G22．（2011湛江）2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”．今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品)质量为 1.8×103kg ，车轮与地面的总接触面积为0.09m 2，当汽车以90km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N ，效率为30％，汽油的热值为4．6×107 J ／kg(假设汽油完全燃烧，g 取10N ／kg)．求：(1) 汽车静止时对路面的压强．(2) 汽车以90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率．（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km ，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg ？7．（2011成都）（6分）为了将放置在水平地面上、重G=100 N 的重物提升到高处。