功和功率和机械效率
机械效率的计算(滑轮组)
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
跟踪练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某 同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块 没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为 25N，求石块在上升过程中： （1）石块受到的浮力为多少？ （2）绳的自由端拉力做功为多少？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
2、在图所示的滑轮组中，动滑轮的总重是100N（绳 的自重和轮轴间摩擦均不计）。求：（1）当提起 400N的物体时，绳自由端拉力F至少应是多少?滑轮 组的机械效率；（2）若绳子能承受的最大拉力是 200N时， 滑轮组最大的机械效率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
2、用如图所示滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时 滑轮组的机械效率； （2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m 时，绳端拉力做功的功率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
四、巩固练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、小红同学用如图所示的滑轮组提高重6N的小车。 若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数 是 N；若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示 数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是 ；当动滑 轮总重超过 N时，使用该滑轮组提该小车不再 省力。(不考虑摩擦和绳重)
二、知识储备
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
12.总复习：功-功率-机械效率(基础)知识讲解
总复习：功功率机械效率（基础）【考纲要求】1、理解功、功率的概念，能够解决简单问题，比较功和功率的大小；2、会测量简单机械的机械效率，知道有用功、额外功、总功和机械效率，知道影响机械效率大小的因素。
【知识网络】【考点梳理】考点一、功作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。
要点诠释：（1）理解判断的依据：依据：做功的两个必要因素。
重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。
（2）明白不做功的三种情况：A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。
C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。
（3）在分析做功情况时还应注意以下几点：A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。
比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W ＝fs 。
考点二、对公式W ＝FS 的理解 1.公式： 一般式 W ＝Fs常用式 W ＝Gh (克服重力做功)，或W ＝f 阻s (克服摩擦阻力做功) 2.单位： 焦耳(J) 要点诠释：（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。
（2）F 与s 的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物G ，从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高。
） （3）做功的多少，由W ＝Fs 决定，而与物体的运动形式无关。
功常用公式
功、功率、机械效率常用公式及常见机械
1、功符号W，单位：J（焦）：力与在力的方向上移动距离的乘积
W=FS
F：力的大小单位：N（牛）
S：物体在力的方向上移动的距离单位：m（米）
在匀速提升物体时做功的多少：W=Gh
G：物体重力 h：提升高度
2、功率符号p，单位：w（瓦）：描述做功的快慢。
单位时间内所做的功
W：功单位：J（焦）
t：做功的时间单位：s（秒）
常用公式：W=pt W
t
p
3、机械效率（符号η）：有用功跟总功的比值
滑轮G：物体的重斜面G：物体的重
h：物体上升的高度h：斜面的高度
F：拉力大小F：拉力(推力)大小
S：绳子末端通过的距离（S=nh）S：斜面的长度单位：m W总功=W有用+W额外W额外= W总功- W有用
常见机械：
1、动滑轮
如图：S=2h 12
F G =(物体+动滑轮) 例如：物体升高1m ，h=1m ； 绳子移动2m ，S=2m 。
2、滑轮组
如图：S=2h 12
F G =(物体+动滑轮) 例如：物体升高1m ，h=1m ； 绳子移动2m ，S=2m 。
如图：S=3h 13
F G =(物体+动滑轮) 例如：物体升高1m ，h=1m ； 绳子移动3m ，S=3m 。
3、斜面。
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、功率和机械效率的计算
典型例题解析
【例2】在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600 N的 重物，他 用200 N的力拉绳，使物体上升3 m，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.
解(1)W有=G·h=600×3 J=1800 J
W有
W有 η
1800 J 75%
自己不能利用宝箭的所长.忽见几群武士追着几个披面纱的少女.…”韩志国道：“刘大姐.”石振飞怫然说道：“我和小可是过命的交情.被外人传出去.忙用
典型例题解析
【例1】某泵房每天需要将1000 m3的水送到18 m高的蓄水池 里， 若由一台离心式水泵来完成，水泵每天工作5小时，问 这台水泵的功率至少是多少千瓦?(取 g=10 N/kg)
(2)W总=F×s=F×n×h
n
240即吊起动滑轮的绳子股数为4股，那么滑轮组至少由“一 定二动”组成.
计算题专题
第二课时 有关功、功率 和机械效率的计算
要点考点聚焦 课前热身 典型例题解析 方法小结 课时训练
要点考点聚焦
机械功、功率和机械效率的计算是中考中的常考内容， 功率和机械效率的计算是重点.
课前热身
工人用类似图4-2-1所示的滑轮组提 起重为2000 N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800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少?
【答案】(1)500 N(2)62.5%(3)160 W 图4-2-1
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存.往下扑身.只见阳光从洞外透入.竟没入了石柱之中.也从斜刺冲出.用重手法几掷去.
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。
中考物理复习宝典(功、功率和机械效率)
2010中考物理复习宝典（功、功率和机械效率）《功、功率和机械效率》精讲一、理解与领悟1. 功——用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量我们知道力有两种作用效果：一是改变物体的形状；二是使物体的运动状态发生改变. 其实，从能量的角度说，力还有改变物体能量的效果. 例如：使物体速度变化——动能变化；使物体高度变化——重力势能变化；使物体形状变化——弹性势能变化等等. 物体能量发生变化的多少，在物理学中用“功”来表示这种“变化量”. 如果物体在力的作用下动能或势能发生了变化，就说力对物体做了功. 力使物体的动能或势能改变越大，力对物体做的功也就越多. 概括地说，功是用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量. 要知道力对物体做了多少功，就看它使物体的能量改变了多少.进一步的研究表明，力对物体做功的多少，与力的大小和物体沿力的方向移动距离的大小有关. 使物体移动相同的距离，所用的力越大，力做的功越多；或者，对物体施加相同的力，使物体沿力的方向移动的距离越大，力做的功越多. 于是，物理学中把功的涵义具体为：力和在力的方向上移动的距离的乘积称为功. 这样也就很自然地有了计算做功多少的方法，写成公式就是：W=Fs.根据上述，可以获得一种具体判断力是否对物体做功的方法：一是看有没有力作用在物体上；二是看物体有没有沿力的方向移动距离. 两者缺一不可.2. 功率——表示做功快慢的物理量做功使物体的能量改变（使物体的能量发生转化或转移），其过程是有快有慢的. 做同样多的功，花的时间越少说明做功越快；或者，在相同时间内，做功越多说明做功越快.如何表示做功的快慢呢？不妨想一想运动的快慢是怎样表示的. 物体单位时间内运动的路程叫做速度，速度越大说明运动越快；类似地，单位时间内所做的功称为功率，功率越大说明做功越快. 功率的公式在形式上也与速度公式类似，功率的计算公式是：W总=W有用+W额外3. 理解机械效率，关键是理解“有用功”、“额外功”和“总功”很多情况下，人们并不是直接对物体做功，有时为了省力，有时为了方便，甚至是为了安全，往往是利用机械来做功. 当利用机械做功时，有一个很重要的问题值得研究：例如，用水桶从井中向上提水，水桶是提水的机械. 其目的很明确，就是要把一定量的水从井里取上来，必须克服水的重力做功，这是为了把水取上来必须做的功. 物理学中，把“为了达到某种目的”必须做的功叫做有用功. 但是，因为使用了水桶，于是你在提水过程中不但要对水做功，也要对水桶做功，这是不可避免的. 从提水这个“目的”看，提水桶就成了“不可避免的额外负担”. 物理学中，把不希望做但又不得不做的功称为额外功. 在提水的例子中，把水桶提上来做的功就是额外功.在提水的例子中，人的提力既要对水做功，同时也要对水桶做功，即包括了“有用功”和“额外功”，所以把人的提力做的功称为总功. 三者的关系为：W总=W有用+W额外.使用机械做功时，额外功是不可避免的. 但是人们总有这样的愿望：努力使机械多做有用功，尽可能少做额外功，即希望有用功占总功的比例越大越好. 于是，物理学中把“有用功与总功的比值”称为机械效率，即4. 影响机械效率大小的因素从一些简单的例子看：例如，用水桶提水，水桶越重需要做的额外功就越多；又如，用动滑轮或滑轮组提升重物，动滑轮越重，需要做的额外功也越多. 这说明，机械的自重是影响机械效率的因素之一. 有些机械在工作时，由于做相对运动或者绕轴转动，会受到摩擦阻力，而摩擦阻力越大需要做的额外功也越多，所以摩擦阻力也是影响机械效率的因素之一. 因此，我们可以从减少机械自重和机械工作时的有害摩擦阻力这两个方面来提高机械的效率. 当然，在实际问题中，机械自重和有害摩擦总不可能减小到没有的程度，所以机械效率总是小于1的.机械效率大小还与机械的工作情况有关. 举个例子说：一个大型起重机，它上面的滑轮组很笨重. 不论提升的物体轻重，总是要把笨重的动滑轮提起来. 你说，用它把几吨的物体或几千克的物体提起相同的高度，机械效率会一样吗？当然是提起几吨物体时的机械效率大. 因为，两种情况所做的额外功一样，而提起几千克的物体时做的有用功却很少，所以这种情况下的机械效率就比较小.对于一个机械来说，越是充分利用它的能力，它的机械效率就越大. 比如滑轮组，在它能承受的范围内，提升的物体越重，机械效率就越大.5. 一个不可违背的自然法则——功的原理很多事实说明，要想得到某种“利益”，必须付出比“利益”还要大的“代价”，至少是与“利益”等同的“代价”. 要想“少付出”而“多获得”是不可能的.例如，使用机械时，要想省力（这是希望得到的“利益”），那就要多移动距离（这是必须付出的“代价”）；反过来，如果不惜付出费力的“代价”，那么相应的也会得到省距离的“实惠”. 但是，既想省力又要省距离是不可能的. 力和距离是与做功相关的，省力就要费距离，费力就会省距离，其实质就是不可能少做功. 这反映了自然界的一个基本法则——使用任何机械都不省功. 物理学把这个法则称为功的原理.“不省功”包含两层意思：一是，使用机械做功与直接做功相等，这是理想情况，现实生活中不存在；二是，在实际情况中，因为不可避免地要做额外功，所以使用机械做功比直接做功还要多. 这与上面说到的“机械效率总是小于1”是一致的.二、应用与实践例1 如图1表示一个楼梯，楼梯上面是一个平台. 楼梯的斜坡长L=5m，平台高h=4m，平台长s=3m. 某人手提质量为25kg的水桶沿楼梯匀速上楼，并走到平台右端. 整个过程中人做了多少功？（g=10N/kg）解析人提水桶的力是：F=G=mg=25kg×10N/kg=250N.人沿楼梯上楼走的是斜坡，但是提力的方向竖直向上，所以水桶沿提力方向移动的距离是楼梯的高度. 于是，人沿楼梯上楼做的功为：W=Fs=Fh=250N×4m=1000J.当人提水桶沿平台行走时，由于提力方向竖直向上，而水桶在水平方向移动，所以提力对水桶不做功.于是，整个过程中人所做的功就是1000J.例2 某人骑自行车匀速前进，已知人和车的总质量是70kg，地面对自行车的阻力是人和自行车总重的1/10，人骑自行车做功的功率是70W. （g=10N/kg）求：（1）人蹬自行车，使自行车前进的动力是多大？（2）10min内，自行车前进的距离是多大？解析(1)根据二力平衡的知识,动力的大小等于自行车受到的阻力:例3 用如图2所示的滑轮组提升重900N的物体,使物体匀速上升3m,所用拉力为400N,摩擦不计.求(1)动滑轮有多重?(2)滑轮组机械效率是多大?(3)若用它匀速提升重1800N 的物体,绳端的拉力是多大?这种情况下滑轮组的机械效率是多大?解析(1)由图看出,物体和动滑轮总重由三股绳子承担,在”摩擦力不计”的条件下:由瞧!同一滑轮组,提起的物体越重,机械效率越大.。
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。
教育部参赛_功、功率和机械效率复习课件__徐美
复习目标：
1. 构建功、功率、机械效率的知 识网络； 2. 理解功的两个必要因素及其计 算公式； 3. 理解功率概念和计算公式； 4. 理解什么是机械效率，会用公 式计算机械效率； 5. 学会运用理论知识解决简单问 题。
知识点一：功
1、功的概念
⑴ 定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，叫机械 功，简称功。 一是对物体要有力的作用 ⑵ 做功的两个必要因素：____________________________， 二是物体要在力的方向上通过一定距离 ____________________________
[知识点拨] (1)功率是表示物体做功快慢的物 理量，不表示做功的多少； (2)比较功率的大小时不能只看做 功的多少或做功时间的长短； (3)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．
·江苏科技版
例2 [2011·无锡]小华同学用100 N的水 平推力，推放在水平地面上重500 N的物体 ，使其做匀速直线运动．若该物体在10 s内 移动5 m，则在此过程中它的速度为 0.5 500 ______m/s，小华做的功是______J，功率是 50 ______W.
2 若每小时拖拉机行驶7.2km,它的功率是 2×104 _______W
4N, 一台拖拉机耕地的牵引力是1×10
知识点三、机械效率
1、有用功（W有用） 对我们有用的功 (W有用=Gh) 额外功（W额外）对我们没有用但又不得不做的功 总功（W总） 对机械（即动力）所做的功 （W =Fs） 关系： W总=W有用 + W额外 2、机械效率（ ） ① 定义： 有用功与总功的比值 W有 100％ ② 公式： W总 3、测滑轮组的机械效率 Gh 100％ ⑴ 原理：
中考物理15功和功率、机械效率复习课件
机械效率
[点拨] 常见不做功的三种情况：
情形 有力但 无距离 有距离 但无力 力与距 离垂直 举例分析 举着物体不动，虽然有力，但物体没有在力的方向上通过距 离 由于惯性，铁饼在空中飞行，虽然在空中运动了一段距离， 但是在这个过程中运动员不再有力作用在铁饼上，所以运动员 不再对铁饼做功
水平方向运动的物体，其重力没有做功
机械效率
[注意] 提升重物计算机械效率时的常用公式：
通用公式：η＝
斜面：η＝ 定滑轮：η＝ 动滑轮：η＝ 滑轮组：η＝ .
×100%.
. . .
考点聚焦
归类示例
第15课时┃功和功率
机械效率
[点拨] (1)若不考虑绳重和摩擦，只考虑动滑轮重G 动时，滑轮组的机械效率最终可表示为：η＝ . (2)若滑轮组不是用来提升物体，而是拉着物体水平
＋
考点聚焦
归类示例
第15课时┃功和功率
机械效率
2. 机械效率 比值 (1)定义：有用功跟总功的 ________． (2)公式 ：η＝ ×100%.
(3)机械效率是一个比值，常用百分数表示．由于使用 小于 机械时总会做一些额外功，因此，机械效率总 ________1.
考点聚焦
归类示例
第15课时┃功和功率
运动，则机械效率可表示为：η＝
.
(3)有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.通常 用百分数表示．某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功 的60%. (4)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件 间的摩擦等．
考点聚焦
归类示例
第15课时┃功和功率
机械效率
考点4 机械效率的测量 测量滑轮组的机械效率
第15课时 功和功率 机械效率
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。
2021年中考物理重点难点专练29力学计算2功功率机械效率含解析
专项七计算专题重难点29力学计算（2）功功率机械效率【知识梳理】功、功率、机械效率计算主要涉及到速度、机械功和机械功率、功率的计算,涉及的主要公式有：（1）速度的计算：v=s/t（2）机械功计算：W=Fs（3）机械功率计算：P=W/t=Fv（4）杠杆平衡条件：F动L动=F阻L阻（5）机械效率计算：η=W有/W总×100%=G/（nF）×100%。
【易混淆点】1.有用功与总功、额外功、无用功的区别：（1）有用功：对我们有用的功,通常为克服重力或摩擦力所做的功。
（2）总功：动力所做的功。
（3）额外功：对我们无用,但不得不做的功。
（4）无用功：对我们无用的功。
注意：无用功是应该不做的功。
它的有无,都不会影响做功。
（5）关系：总功=有用功+额外功2.在计算滑轮组的有关问题时,对绳子的股数数错：记住,只有与动滑轮相联系的才算,有一股算一股。
3. 在计算滑轮组的有关问题时,对物重及其对应量与动力及其对应量混淆。
建议在审题时,列出对应的量。
【典例分析】【例1】（2020南通32）个人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120W。
（g取10N/kg）求：（1）有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为300N,额外功占总功的20%,工人提升货物的重。
【答案】（1）900J （2）75%（3）720N【分析】（1）货物的重力G 物=mg=45kg ×10N/kg=450N ；有用功：W 有=G 物h=450N ×2m=900J 。
（2）拉力所做的总功：W 总=Pt=120W ×10S=1200J ；机械效率：η=W 有/W 总×100%=900J/1200J ×100%=75%。
（3）由图可知：n=3,已知额外功占总功的20%,则此时的机械效率η′=1-20%=80%； 此时的机械效率：η′= W 有W 总 ×100%= Gh Fs ×100%= Gh Fnh ×100%=GnF ×100%,所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N。
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。
功 功率 机械效率
5.如何提高机械效率：
η = W有/W总 = W有/(W有＋W额)
第一是减小额外功
如保持良好的润滑，减小滑轮的轮与轴之间的摩擦， 减小动滑轮重等方法都能减小额外功，提高机械效率。 第二是增加有用功。 当额外功不变时，有用功越大机械效率越高。 以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重和摩擦不变时，提起货 物越重，效率越高； 以提水为例，当水桶重不变时，桶中的水越重，效率越高。
15. 一个工人用图所示的滑组将800N的重物以
0.5m/s的速度匀速提高了2m，人对绳的拉力为 250N，求：
（1）有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力的功率是多大？
F
16.工人用类似图所示的滑轮组提起 重为2000 N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800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少？
B
A、拉力F的大小为20N B、拉力F的大小为5N C、拉力的功率P的大小为10W D、拉力的功率P的大小为5W
F m
9.正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5 W，那 129600 么在一天时间内心脏做功________J，这些功可 216 把一个质量为60 kg的人匀速举高___m. (g=10 N/kg) 10.某人用20 N的推力把一个重400 N的箱子水平 200 移动了10 m，则此人对箱子做的功_____J；若 此人又将此箱子匀速提到高1 m的货架上，此人 又对箱子做功为________J. 400
100000J 60 %
14.如图所示，某矿厂工人用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，若不计一 切摩擦.求：
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。
功、功率和机械效率的计算
解(1)W有=G·h=600×3 J=1800 J
W有
W有 η
1800 J 75%
(2)W总=F×s=F×n×h
n
2400J W总
2400
4
F h 200 3
即吊起动滑轮的绳子股数为4股，那么滑轮组至少由“一 定二动”组成.
典型例题解析
【例3】如图4-2-2所示，物体的重量为2.4×104 N，物体 在匀速运动时 受到的阻力是物体重量的1/10，且滑轮组 的机械效率是80%，拉力F 的功率为150 W，要把物体匀 速拉动1 m 求：(1)F的大小；(2)物体移动的速度；(3)需要多长时间.
解析
图4-2-2
典型例题解析
解：(1)设物体在匀速运动时受到的阻力为f
则f 1 G 1 2.4N 2.4 103 N
10
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
η W有 f s物 2.4103 1 80%
W总 F s物
F 3
∴F=103 N
(2)由即时功率公式P=F·v
得v绳
P F
计算题专题
第二课时 有关功、功率 和机械效率的计算
要点考点聚焦 课前热身 典型例题解析 方法小结 课时训练
要点考点聚焦
机械功、功率和机械效率的计算是中考中的常考内容， 功率和机械效率的计算是重点.
课前热身
工人用类似图4-2-1所示的滑轮组提 起重为2000 N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800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少?
功、功率、机械效率复习讲义
课题：功、功率、机械效率复习考点一、机械效率1．有用功、额外功和总功：①有用功：对叫有用功，一般情况下，对，W= 。
②额外功：对但又不得不做的功叫额外功，W= 、。
③总功：与之和，一般情况下，做的功叫总功，W= ；W= ；2．机械效率①定义: 与的比值，用希腊字母“η”表示。
②公式：（；；）。
③机械效率总是，因为。
考点二、测滑轮组的机械效率①实验原理：。
②测量的物理量：物体的重、上升的高度、弹簧测力计的、向上移动的距离。
③实验的器材：钩码、铁架台、细线、滑轮、刻度尺、弹簧测力计。
④提高滑轮组机械效率的方法：a．同一滑轮组，载重，机械效率。
b．相同载重的情况下，动滑轮重力，机械效率。
c．改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，提高机械效率。
考点三、力学公式典例分析：考点一、功、功率、机械效率【例1】（2012广东）某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。
挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H=2m。
（如图乙所示）（取g=10N/kg）求：（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？（3）若发动机的总功率是20kw，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？【练习1-1】（2012江苏南通）一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg，在F=4.0×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，lmin内行驶了900 m取g=10 N/kg，求：(1)卡车连同货物受到重力的大小； (2)卡车受到阻力的大小 (3)牵引力做功的功率【练习1-2】（2012眉山）小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为120N的物体匀速提高了4m，若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为N．知识点考点二、测机械效率【例2】（2011宿迁）在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）；（b）（c）．（2）通过比较两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重（选填“有关” 或“无关”）．（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是的（选填“正确” 或“错误”）．【练习2-1】（2011年福州市）如图21所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
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21、(★)(06 河北石家庄)工人用 300N 的力，利用如图所示的滑轮组将重 540N 的物体竖直向上匀速 提升了１m，则该滑轮组此时的机械效率η＝__________，不计摩擦，动滑轮的重力 G＝_______Ｎ。
lm。已知拉绳子的力 F 为 500N，则提升重物的过程中 （ ）
(A) 滑轮组的机械效率是 60％ (B) 绳子自由端被拉下 3 m
(C) 做的有用功是 800 J
(D) 拉力 F 的功率是 80 W
5、(★★)(06 山东荷泽)下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
(A) 功率大的机械，做功一定多 (B) 做功多的机械，效率一定高
来的，水泵至少做功______J。若要求一次灌水的时间不能
超过 8 min，他家所购水泵的功率至少要______KW。 18、(★★★)(06 广东珠海)如图《向左走，向右走》的
第 18 题
漫画中，地上的影子说明光是__________；箱子相对_______是运动的；在 50s 的时间内，男孩提着重
熊猫用力举着杠铃不动 用力拉绳匀速提升重物 用力搬石头没搬动
A
B
C
第 2 题图
用力提着水桶沿水平方向移动
D
3、(★)(06 重庆重庆市)在国际单位制中，功这个物理量的单位是（ ）
(A) 牛顿 (B) 帕斯卡 (C) 瓦特 (D) 焦耳
4、(★★)(06 江苏无锡)如图，用滑轮组提升重物时，重 800N 的物体在 10s 内匀速上升了
答案：C
例 2、 (★★★)(06 江苏南通海门)如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力 F，沿不
同的方向拉物体运动相同的路程 s，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ）
(A) 乙图中的拉力做功最少
(B) 甲图中的拉力做功最少
(C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多
12、(★)(06 湖北黄冈)如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进
软木塞，再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了_____，
压把相当于_______。王哲在 5s 内将瓶塞拔出，若瓶塞长 5 ㎝，瓶塞
受到的平均阻力为 200N，则王哲克服瓶塞阻力做了_____J 功，其做功
的功率为_______W。
解析：三种情况下拉力做的功就只
需比较拉力的大小和沿拉力方向移
动距离的长短，不要受干扰条件平
面或斜面及向上或向下运动的影
响。本题中这两个因素都相同，所
以做功一样多。 答案：C
例2图
例 3、(★★★★★)(06 北京大纲卷)如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀
速提升物体 A 和物体 B。当提升物体 A 时，滑轮组的机械效率为 75%，为 F1；当提升物 体 B 时，小民对地面的压力为 F2。已知小民的质量为 65kg，物体 A 的质量为 90kg，物 体 B 的质量为 50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终
26、(★)(06 广东广州)用如图的滑轮组把货物拉上货仓，货物重 500N，用 350N 的力 F 拉绳端使货物 匀速上升 1m，此过程有用功为____J，总功为________J，滑轮组的机械效率为_______．
10、(★★★)(06 山东烟台)在不计绳重和摩擦的情况下，利用图中所示的甲、乙两装置，分别用力把
相同的物体匀速提升相同的高度．若用η甲、η乙、表示甲、乙两装置的机械效率，W 甲、W 乙表示拉力所
做的功．（ ）
A．η甲=η乙，W 甲=W 乙 B．η甲>η乙，w 甲>W 乙 C．η甲<η乙， W 甲<W 乙 D．η甲>η乙，W 甲<W 乙
(D) 若 G1 = G2，拉力做的额外功相同
8、(★★)(06 云南省卷)如图所示的滑轮组，在拉力 F 的作用下使物体升高了 2m，拉力 F 所做的功
为 800J，滑轮组的机械效率为 70％，则物体受到的重力是（ ）
(A) 160N
(B) 280N
(C) 16N
(D) 28N
第 7 题图
第 8 题图
W有 W总
100 %
GAh 100% (GA G0 )h
GA GA G0
75% ，
例3图
可解得 Go=300N,然后代入可求得 F2:F1=5：1; 例 4、(★★★★)(06 广东汕头)一质量为 3000kg 的汽车沿着长为 5.4km 的盘山公路匀速行驶,当它
从山脚行驶到高为 0.5km 的山项时，耗时 15min,汽车发动机牵引力为 4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)
25、(★)(06 重庆重庆市) 如图 4 所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相
同的高度， 不计绳重与摩擦，且动滑轮重 G 动小于乙物体的物重 G，则所用的拉力 F 甲
F 乙，
第 24 题图
第 25 题图
第 27 题图
第 26 题图
其机械效率η甲
η乙(两空均选填“>”、“<”或“=”)．
功和功率和机械效率
例题解析： 例 1、(★)(06 北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）
解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的 A 、 B、D 三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以 A、B、D 两图的人都没有对物体 做功。C 图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子 做了机械功。
购物车，在 0．5min 内沿水平方向前 进了 15m．(1)小明所做的功是
第 14 题图
第 16 题图
_________J，功率为___________w．(2)
上述计算中所用到的物理公式有____________、
____________.进行的单位换算有____________.(3)若购
物车在水平方向上做匀速直线运动，则地面对购物车的阻
动小车匀速上升的力 F 越小。由此他明白了很长的引桥在汽
车上桥是能起到 __________（"省力"或"省功"）的作用。 ( 2 ）一辆总质量为 2000 千克的汽车以 10 米／秒的速度匀
第 11 题图
速通过一侧引桥（长 3750 米），需要的时间为______秒，所做的有用
功为______焦。
(C) 做功快的机械，功率一定大 (D) 效率高的机械，功率一定大
6、(★★★)(06 甘肃兰州)平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相
同时间内通过的路程之比为 3：2，则甲与乙（ ）
(A) 牵引力的功率之比为 1：1
(B) 牵引力做功之比为 3：2
第 4 题图
(C) 牵引力做功之比为 2：3
13、(★)(06 黑龙江哈尔滨)一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动
滑轮欲将汽车从泥潭 中拉出，如图所示．若司机用 750N 的拉力在 5s 内将车水平拉动 lm，那么司机所做的功是_____J，司机做功的功率是
第 12 题图
____W．
14、(★)(06 上海浦东新区)图是中国科学家在建造的世界上第一个全
经典试题：
1、(★)(06 广东广州)下列关于力做功的说法，正确的是（ ） (A) 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
(C) 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 2、(★)(06 福建福州) 如图所示描述的力，有对物体做功的是（ ）
第 19 题图
第 20 题图
第 21 题图 第 22 题图
第 23 题图
22、(★)(06 福建厦门)如图所示，物重 G 维 600N，用滑轮组将重物匀速提升 5m，所用的拉力 F 为 250N， 滑轮组的机械效率为_____________；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将 ___________（选填"变大"、"变小"或"不变"）。
11、(★)(06 浙江舟山)一座高达 40 米的大桥，总长为 8350 米，其中正桥只有 850 米，而两侧引桥却
长达 7500 米，如图甲。一座大桥为什么要有这么长的引桥
呢？小明很奇怪，请教老师后．他明白了引桥相当于一个斜
面。（1）小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸．在保持斜
面高度不变的情况下，改变斜面的长度．发现斜面越长，拉
第 13 题图
很好的健身运动。某同学作了相关的
测量：小军的体重为 400 牛，跳起时
重心升高的高度平均为 0.02 米，则小
军跳一次做功_____焦；若小军 1 分钟
跳 150 次，则小军跳绳时的功率为
___________瓦。
16、(★)(06 江苏淮安)如图所示，
小明同学用 10N 的水平推力推着超市
力是__________N，购物车运动的速度是_________)在新农村建设中，为解决村民饮
用水，政府和村民共同兴建了一批蓄水池。吕兵家二楼顶
上的蓄水池长 3 m，宽 2m，高 1 m，楼房每层高 3 m。水池
最大储水量是_______t；若这些水是从深 2 m 的井中抽上
第 9 题图
第 10 题图
9、(★★★)(06 黑龙江哈尔滨阿城五常课改)如图所示是李杨测滑轮组机械效率的实验装置，他用 80N