初中物理功和功率知识点及练习题

(一)功

1)概念：如果物体受到力的作用，并沿着力的方向移动一

段距离，这个力就对物体做了功

2)做功的两个必要因素，缺一不可：

a)一是要有力的作用

b)二是物体沿着力的方向通过一段距离。（注意力作用

的阶段性）

3)三种情况对物体没有做功（适当加点分解原理）

a)有力作用在物体上，但物体没动

有力作用在物体上，物体也通过了距离，但物体移

动距离的方向跟这个力的方向垂直。如手提水桶在

水平面上运动一段距离

c)物体通过了距离，但在物体通过距离的方向上没有

力的作用

4)功的计算和单位：

a)计算：在物理学中，把力与物体沿力的方向移动距

离的乘积叫做功。功用W表示

W=FS（其中力的单位是N，距离的单位是m）

b)单位：焦耳符号：J

5)功的原理

a)使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械

时直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功

b)在使用机械做功时，由于机械有重力，机械之间存

在摩擦，所以人们要克服重力和摩擦做功。

在理想的情况下，即不考虑机械自身的重力和摩擦

的情况下，人们使用机械时所做的功等于不用机械

时直接用手做的功。

d)既然使用机械不省功，为什么还要使用机械？

这是由于使用的机械有的可以改变力的方向、有

的可以省力、有的既能省力又能改变力的方向、

有的可以省距离、有的还可以改变做功的快慢

②运用功的原理可以推导出使用斜面的省力公式

为：F=hG/s

直接用手做功：W1=Gh

使用斜面做功：W2=Fs

根据功的原理：W2=W1，则F= hG/s

(二)机械效率

1)相关概念：

a)有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功。

额外功：利用机械做功时，人们不需要但又不得不做的功叫做额

外功。它是由于摩擦、机械自重等原因而不得不做的功。

c)总功：人在利用机械达到目的过程中实际做的功叫做总功。

W总=W有用+W额外

2)怎样区分总功和有用功

判断有用功合总功的关键是：明确在具体问题中做功要

达到的目的。

例如，用滑轮组提升物体时，我们的目的是要把物体提

升一定的高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，h为

物体被提升的高度，G为物体所受的重力。而人在提升

物体的同时，还要克服摩擦和动滑轮的重量而做功，所

以此时人对滑轮组所做的功就是总功，它等于人对绳的

拉力F与绳在拉力下移动的距离S的乘积，即W总=FS

又如，在用斜面提升物体时，我们的目的是要把物体提

升到某一高度，因此所做的有用功为W有用=Gh，其中

G为物体所受的重力，h为物体被提升的高度。而人在

斜面方向拉动物体的过程中，还要克服物体与斜面间的

摩擦做功，所以人做的总功为人对物体的拉力F与物体

在拉力方向移动距离S的乘积，即W总=FS。

再如，当用桶从井口提水的时候，我们的目的是提水，所以人对水做的功才是我们的有用功，而提水时不得不提起桶，所以对桶做的功是额外功。而从井里捞桶的时候，我们的目的是打捞桶，因此对桶所做的功是有用功，而附带提起的水对我们来说是没用的，所以这时候对水所做的功是额外功。

3)机械效率：

a)定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η=W

有用/W总

b)因为在使用机械时，有用功总小于总功，所以机械

效率总小于1

c)怎样判定机械效率的高低：

由η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外知：

①总功一定，有用功越多，或额外功越少，机械效

率越高

②有用功一定，总功越少，或额外功越少，机械效

率就越高

③额外功一定，总功越多，或有用功越多，机械效

率越高

d)如何提高机械效率：

①改进结构，使它更合理，更轻巧，减小因克服机

械本身的重而做的额外功

②定时润滑，使机械处于良好的运转状态，减小因

克服无益摩擦而做的额外功

4)影响滑轮组和斜面机械效率的因素

a)影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组的机械效率为

η=W有用/W总=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF（n为与动滑轮

相连的绳子的段数或承担重物重的绳子的段数，

S=nh）

使用滑轮组来提升物体时，机械间的摩擦越小，动

滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。

若不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率为

η=W有用/W总=W有用/W有用+W额外=Gh/（G+G动）

*h=G/G+G动=1/(1+G动/G)

由此可见，在不考虑绳重及摩擦时，一个滑轮组的

机械效率的大小仅与滑轮的重量及物体的重量有

关，而与提升的高度和滑轮缠绕方式无关。被提升

的重物越重，滑轮组的机械效率越高，在提升相同

的重物时，动滑轮重量越小，机械效率越高。

提高滑轮组的机械效率的方法：①增大物体重力②

减小动滑轮的重力③减小轮和轴间的摩擦

b)影响斜面机械效率的因素

斜面的机械效率为

η=W有用/W总=Gh/FS

斜面的机械效率跟斜面的光滑程度和斜面的倾斜程

度有关。斜面倾斜程度相同时，斜面越光滑，斜面

的机械效率就越高；光滑程度相同时，斜面越陡，

斜面的机械效率就越高。

5)理解机械效率时，应该注意的几个问题

a)由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1

b)机械效率的高低与是否省力、重物被提升的高度及

承担物重的绳子段数的多少等因素无关

η=W有用/W总，机械效率的高低是由有用功和总功

两个因素决定的，因此不能说有用功越大，机械效

率的高低或总功越大，机械效率就越低

d)同一滑轮组在不同情况下机械效率不一定相同

(三)功率

1)概念：单位时间内所做的功叫做功率

2)物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量