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t

ＷＰ＝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=103W

3、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%%n

η⨯⨯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％ＧＧ

3、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。

3、如图所示，物体的重量为42.410 N ，物体在匀速运动时受到的阻力是物体重量的110

，且滑轮组的机械效率是80%，拉力F 的功率为150W ，要把物体匀速拉动1m 。

求：（1）F 的大小； （2）物体移动的速度； （3）需要多长时间。

4、如图所示，有滑轮组拉着重为600N 的物体A 沿水平方向匀速移动，在40s 内物体移动了8m ，拉力F 做的功为1280J 。

求：（1）拉力F 的大小及拉力的功率

（2）若动滑轮的重为12N （不计绳重及摩擦）滑轮组的机械效率为多少？

5、在水平地面上有3块密度均匀的正方体木块如图（a ）所示，边长为20cm ，密度为0.75×103kg/m 3,某

小孩把3块木块逐一竖直堆叠起来如图（b）所示。

（1）一块木块的质量是多少？

（2）三块木块堆叠起来后对地面的压强多在？

（3）小孩叠起这堆木块至少做了多少功？

6、如图所示，一个自重600N的人站在井口，他通过滑轮组在1分钟内将重为360N的物体从10m深的井底匀速提到井口，不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力，回答下列问题

（1）这个人在上述过程中做功的功率多大？

（2）这个人每只脚与井口地面的接触面积为200cm2，在提升重物时，这个人对地面的压强为多大？