机械功的原理
机械功的计算
机械功的计算山东省淄博市淄川区中小学社会实践活动基地张勤昌一、力对物体所做的功1．物体在力的作用下，沿力的方向移动了一段距离，我们就说该力对物体做了功。
力对物体所做的功等于这个力和物体在这个力的方向上移动的距离的乘积。
2．功的计算公式：W=Fs ，其中W是功，单位是焦耳；F是作用在物体上的力，单位是牛顿；s是物体在力的方向上移动的距离，单位是米。
3．力对物体做功的两个因素：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了距离。
4．力对物体不做功几种情况①由于惯性运动的物体没有力对它做功。
例如在光滑的水平面上由于惯性运动的物体，虽然在水平面上移动了距离，但并没有水平方向的力作用于它，所以没有力对它做功。
②物体受到力的作用，但物体没有移动距离，力对物体不做功。
例如汽车修理工用力推汽车，汽车没有动，则汽车修理工的推力对汽车不做功。
③物体受到力的作用，且移动了一段距离，但力的方向与物体移动的方向相互垂直，则力对物体不做功。
例如手提水桶在水平面上匀速移动一段距离，手的提力对水桶并不做功。
例题1．水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离。
则下列判断正确的是（）A．文具盒所受重力做了功 B．文具盒所受支持力做了功C．文具盒所受拉力做了功 D．没有力对文具盒做功解析：文具盒受到的重力和支持力的方向与文具盒移动的方向相互垂直，所以重力和支持力都不对文具盒做功。
A、B两项错误。
文具盒在拉力的方向上移动了距离，所以拉力对文具盒做功。
C项正确，Ｄ项错误。
5．利用功的计算公式进行计算时，要注意的几点：①力与物体移动的距离必须对应于同一物体。
②力于物体移动的距离必须对应于同一段时间。
③当一个力间接作用于物体上，计算力的功时，可以用力乘以力的作用点移动的距离，计算力对物体所做的功。
④公式W=Fs中的力为恒力，当计算变力对物体做的功时，应分别计算各恒力时间段的力所做的功，然后计算各段做功的和，即为变力对物体所做的功。
初中物理《机械功与机械能复习》(共28张)ppt
(5)、两个不同装置提升相 同的重物时的机械效率相不 相同？那个滑轮组的机械效 率高，为什么？对于同一个 滑轮组来说，如果提升的重 物不相同，什么时候机械效 率高？ (6)、滑轮组的机械效率 与什么因素有关，怎样提高 滑轮组的机械效率？
5、机械能
什么是能？它的单位是什么？ 物体做功的本领叫能。单位是焦耳。
如何理解做功的两个必要因素
如何理解做功的两个必要因素
⑴物体移动了一段距离，但没有受 到力的作用。例如物体在光滑水平面 做匀速运动
⑵物体受到力的作用,但没有沿力的 方向通过距离,例如,用力推车,车没有推 动。 ⑶物体受到了力的作用,也通过了距 离 . 但物体移动的距离跟物体受到力的 方向垂直.
功的计算公式：
有用功：有利用价值的功。
额外功：无利用价值而又不得不做 的功。 因为W总=W有用+W额外，所以
W 有用 ＜ W 总 , 即有用功总是小于总功 , 机 械效率总小于1。 机械效率由有用功和总功两个因素 决定的，要正确区分出有用功和总功。
实验： 测定滑轮 组的机械效率
回答下列问题：
问题
(1)、滑轮组中哪个是定 滑轮，哪个是动滑轮？ (2)、动滑轮和重物各有 由几段绳承担的呢？ (3)、如果要将重物提高h 厘米，那么绳子的自由端各 要移动多少？ (4)、实验中弹簧秤应如 何拉动？
4、正确理解机械效率的概念
有用功Ｗ有在总功 Ｗ 总里所占百分比叫机械 效率，机械效率用 ŋ 表示。 ∴ŋ＝W有/W总×100%
F
竖直方向
W有=Gh W总=Fs s=nh
G
如果滑轮组在水平方向放置：
有用功 W有=fs1
F
（S1是物体在水平 方向上移动的距离） 总功：
机械做功
机械做功一、功1. 做功的两个必要因素：A.B.2.定义：3.表达式：4. 单位：国际单位制（SI）: ，简称：，符号：1 J =1二、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，也就是使用任何机械都。
设：直接用手所做的功W1，手使用杠杆所做的功W2实际机械：W2 W1理想机械：W2W1例1、如图所示的四种情景中，人对物体做功的是例2、两辆车，大车的重力是小车的2倍，在相同的力作用下沿不同粗糙程度的水平路面通过了相同的路程，则A.力对大车所做的功比小车多B.力对小车所做的功多C.力对两辆车所做的功相同D.难以判断例3、如图（甲）所示，小华同学用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L，则小华对木箱所做的功为W1= 。
小昕同学沿如图（乙）所示的斜面用同样大小的力F拉着同一木箱在力的方向上运动了距离L，小昕对木箱所做的功为W2。
则：W2W1（填“＞”、“＜”或“=”）．例4、以下四种实例中，重力做功的是A．冰球在水平的冰面上滚动B．皮划艇在平静水面快速滑行C．跳水运动员从跳台上下落D．举重运动员把杠铃举起静止在空中不动例5、重200N的木箱，在40N水平拉力的作用下，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500JB．重力做功2000JC．木箱受到的摩擦力为40ND．木箱受到的重力和支持力的合力为零思考：摩擦力做功吗？例6、如图所示的装置中，长木板甲重20N，物体乙重10N。
甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，当水平方向的拉力F的大小为6N时，长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以=2 m/s，向左做匀速直线运动。
不计滑轮处摩擦，10s v甲内绳子拉物体乙做功是 J。
功率教案内容：一、功率P1、物理意义：2、定义：3.表达式：4、单位：国际单位制（SI）：，简称：，符号：1 W =1二、理解1. W与P2. 推导：例1、关于物体做功的功率，下列说法正确的是A．物体做功时间越短，功率越大B．物体做功越多，功率越大C．物体做功越慢，功率越大D．物体做功越快，功率越大例2、用大小为F的水平力，拉物体M由静止开始，在粗糙的水平地面上运动一段距离，F做功为W1，功率为P1；若仍用水平力F拉M在光滑的水平地面上运动相同的距离，F做功为W2，功率为P2。
功和机械能
Part1：基本概念1、功做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离。
功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。
W=FS。
单位：焦耳(J)1J=1Nm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。
即：使用任何机械都不省功。
2、机械效率有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。
额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。
总功：有用功和额外功的总和。
计算公式：η=W有用/W总机械效率小于1；因为有用功总小于总功。
3、功率功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。
计算公式：。
单位：P→瓦特（w）推导公式：P=Fv。
（速度的单位要用m）4、动能和势能能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。
能做的功越多，能量就越大。
动能：物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。
（注：对车速限制，防止动能太大）势能：重力势能和弹性势能统称为势能。
重力势能：物体由于被举高而具有的能。
质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。
物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。
5、机械能及其转化机械能：动能和势能的统称。
（机械能=动能+势能）单位是：J。
动能和势能之间可以互相转化的。
方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。
机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。
人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。
近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。
习题分析1．下列说法正确的是[ ]A．将重为1 N的物体移动1 m所做的功为1 JB．将质量为1 kg的物体移动1 m所做的功为1 JC．在1 N的力作用下，将物体移动1 m所做的功为1 JD．在1 N的力作用下，将物体在力的方向上移动1 m所做的功为1 J2．某同学一次将5块砖从地面举高到0.8 m高的汽车上，如果每块砖重20 N，他一次做的功是多少？3．装有矿石的矿斗总质量是3.0×103kg，把它从井底匀速提上来做了4.41×106J的功，试问矿井有多深？4．一汽车在水平公路上匀速行驶，在它通过160 m路程的过程中做功8.0×105J，试问汽车的牵引力多大？5．步枪子弹里的火药在爆炸时产生的气体推动弹头的力平均是1.2×104N．如果枪膛长60 cm，气体将弹头推出枪膛做的功是多少？6．重50牛的物体，在20牛顿的水平拉力作用下，沿水平地面前进了0.5 m，试问拉力、重力各做了多少功？7. 下列几种情况下，没有力对物体做功的是（）A. 在光滑水平面上匀速运动着的小球B. 某人从山脚跑到了山顶C. 汽车沿着斜面向上匀速行驶D. 起重机吊着重物匀速下降8. 在下列哪种情况下，人对手提箱做了功（）A. 人提着手提箱在地面上站着不动B. 人提着手提箱顺着楼梯走上楼C. 人提着手提箱站在沿水平路面行驶的汽车里不动D. 人将手提箱放在电梯的地板上乘着电梯上楼9. 在下图的四种情境中，人对物体做功的是（）提着桶在水平地面行走举着杠铃原地不动用力搬石头但没有搬动推着小车前进面上匀速前进A B C D10. 汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．汽车的牵引力为零B．汽车所受的摩擦力为零C．汽车牵引力所做的功为零D．汽车所受的合力为零11. 2002年4月，闽粤港澳学界埠际田径比赛在龙岩市体育中心举行．龙岩市选手周兴礼代表福建队在中学男子6kg级铅球项目中打破了13.70m的纪录，创造了13.98m的新纪录．若他破纪录的一掷，用力是600N，则他对铅球所做的功是（）A. 0B. 838.8JC. 8388JD. 条件不足，无法求出12. 一起重机的钢索吊着重1000N的物体匀速上升2m后，又沿着水平方向缓慢移动了4m，在整个过程中，起重机的钢索对物体做的功是（）A. 6000JB. 4000JC. 2000JD. 无法确定13. 放学后，某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为（）A. 0JB. 400JC. 2000JD. 2400J14. 如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（）A．50JB．25JC．100JD．200J15. 一个重500N的物体，用拉力F使它沿着长5m，高3m的光滑(摩擦力忽略不计)斜面AB(如图)，由A拉上平台B，在这过程中拉力做的功是__________J，若在平台BC上用力使物体前进5m，这时重力做的功是__________J。
11.3如何提高机械效率(正)
F
使用任何机械 都不省功 。
G
G
也就是使用机械做的功（W=Fs）等于
不用机械直接用手做的功（W=Gh），
即 Fs=Gh
二、什么是有用功与额外功
活动1 分析有用功与额外功
如图11-16所示的两种机械做功的情况中，哪些功 是我们需要的有用功，哪些功是不得不做的额外功？
学生思考、交流讨论。
学生思考、交流讨论。上述活动中，什么 是有用功？什么是总功？什么叫额外功？
问题思考：
①机械效率的单位是什么？ 答：机械效率是一个比值，没有单位 ②机械效率能不能等于1？ 答：不能。因为使用机械总有额外功 ③机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？ 答：不对 。说明有用功在总功中所占的比例小。
功率与机械效率的区别：
名
定义
称
功率 做功的多少与所 用时间的比
公式
PW t
机械 有用功W有用 与总 效率 功W总 的比值
动力对滑 滑轮组对
轮组做功 W总/J
重物做功 W有用/J
机械效率η
( W总=Fs )( W有用=Gh)
1 4 2.1 0.1 0.3 0.63
0.4
63%
2 4 1.8 0.2 0.6 1.08
0.8
74%
3 6 2.4 0.1 0.3 0.72
0.6
83%
想一想：用同一滑轮组提升不同重物时的机械 效率相同吗？为什么？
假设木箱重150N，则有用功和机械效率各是多少？
课堂小结
如
有用功：提升重物所做的功， 记作W有用 （对我们有用、有价值的功）
何
提 总功：动力对机械所做的功，记作W总
高 额外功：克服机械自身重力和摩擦力做的功，记作
《功的原理和机械效率》复习一
《功的原理和机械效率》复习一 第一部分：基本概念 1．功的原理：（1）W 总= 注释：①不计摩擦及机械自重：W 总= ；②考虑摩擦及机械自重：对于滑轮组：竖直使用：W 额外= ，可简化计算； 水平使用：W 额外= ，可简化计算；对于斜面： W 额外= ，可求摩擦力；2．机械效率：η= = = ； 注释：（1）对于滑轮组：若物体对动滑轮的拉力为（如图1、2所示）T ，则有：η= = = ；对于如图1所示的滑轮组，若不计滑轮组摩擦，则有：η= = ；（2）对于斜面：η= = = ； 注意：（1）用滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的大小有关，物体越重，滑轮组的机械效率越高；（2）机械效率是有用功在总功中占的百分比，功率是做功的快慢，两者没有直接联系。
图1 图2第11题图《功的原理和机械效率》复习一一、单选题1．下列说法中正确的是 （ ） A ．机械效率越高的机械做功越快 B ．机械效率越高的机械做功越多C ．功率越大的机械做功越快D ．功率越大的机械做功越多2．分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最高的是（不计绳重及摩擦） （ ） A ．定滑轮 B ．动滑轮 C ．滑轮组 D ．无法确定3．用机械效率为90%的滑轮组提起270N 的重物，加在绳子自由端的拉力为100N ，则滑轮组上承受拉力的绳子段数为 （ ） A ．2段 B ．3段 C ．4段 D ．5段4．图中所示的滑轮组装置中，所挂重物的重力G =50N ，当施加在绳子自由端的拉力为F =30N ，重物恰好匀速上升，绳重及一切摩擦均可忽略不计，由此可知（ ） A ．该装置的机械效率为60% B ．该装置的机械效率为55.6% C ．该装置中动滑轮重为5N D ．该装置中动滑轮重为10N 5．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N 的物体，所用的力为100N ，物体提高1m 。
则下列说法中正确的是（ ）A ．拉力做的有用功是100JB ．拉力做的总功是260JC ．滑轮组的机械效率是65%D ．拉力做的有用功是300J6．斜面长为L ，高为h ，物重为G ，物体沿斜面从底端匀速移到顶端，斜面效率为η，则物体受到的摩擦力f 为 （ ） A ．f =Gh ηL B ．f =Gh ηL -G C ．f =Gh ηL -Gh LD ．无法计算二、填空题7．小华用一个动滑轮在20s 内将重400N 的货物匀速竖直提高2m ，所用的拉力为250N ，则在这一过程中小华所做的有用功是 J ，他做功的平均功率是 W ，该动滑轮的机械效率是 。
《功的原理》简单机械 功精品ppt课件
一、功的原理
斜面
一、功的原理
斜 面 的 应 用
二、功的原理的计算
假设斜面很光滑，无摩擦。 根据功的原理：
W用 W不用
斜面长是斜面高的几倍，推 力就是物重的几分之一。
要使物作升高相同的高 度，斜面越长越省力。
二、功的原理的计算 例题讲解
P85例题 解：物重G=mg=120 kg x 10 N/kg=1200 N 由于斜面没有摩擦，根据功的原理，可得： Fl=Gh F=Gh/l
随堂练习
3、用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，
如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是 （C ） A．甲多 B．乙多
C．一样多
D．不能比较
随堂练习
4、如下图所示。将绳子的一端拴在光滑斜面的顶端，
使绳绕过圆木，用手拉住绳子的另一端，将圆木拉 上斜面。已知圆木的质量为20千克，斜面长4米，高
如图进行操作，完成表格
一、功的原理
所用 机械 杠杆 动滑 轮 钩码 重 G/N 钩码提升 机械对钩 动力 的高度 码做的功 F/N h/m W1/J 手移动 的距离 s/m 手对机械 做的功 W2/J
比较上述两个实验中手对机械做的功和机械对物 体做的功，他们有什么关系？ 实验表明：使用机械时人们所做的功，都不会少 于不用机械所做的功，任何机械都不省功。这就是功 的原理。
一、功的原理
思考:不省功的原因是什么？
不存在既省力又 省距离的机械
不能省功 功=力×距离
一、功的原理 想想议议
使用任何机械都不省功，我们为什么还要使用各种机 械呢？ （1）
我比你 省力 你多麻 烦啊
一、功的原理 想想议议
（2）
我挺轻 松的 我累死 了
推导功与机械能的计算公式与作用原理
推导功与机械能的计算公式与作用原理在物理学中，功和机械能是基本概念，用于描述物体在力的作用下的能量转化和传递过程。
本文将推导出功的计算公式，并探讨机械能的计算公式及其作用原理。
一、推导功的计算公式1. 功的定义在物理学中，功表示力对物体产生的作用，是描述能量转移和转化的量。
当施加力使物体发生位移时，力对物体所做的功可以表示为：W = F • s，其中W为功，F为力，s为位移。
2. 功的单位功的国际单位是焦耳（J）。
3. 推导计算公式假设物体沿直线运动，施加力的方向与位移的方向相同，且力的大小保持不变。
根据上述条件，可以推导出功的计算公式。
考虑施加力的大小与物体位移的夹角，设夹角为θ。
根据向量的点乘运算，可以得到功的计算公式为：W = F • s • cosθ。
公式中的θ表示力与位移之间的夹角，cosθ表示力的方向与位移方向的夹角的余弦值。
当夹角为0度时，cosθ = 1，此时力与位移方向相同，功的值最大；当夹角为90度时，cosθ = 0，此时力与位移方向垂直，功的值为0。
二、机械能的计算公式与作用原理1. 机械能的定义机械能是物体的总能量，包括动能和势能。
动能是由于物体具有速度而产生的能量，可以表示为：K = 1/2mv²，其中K为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
势能是由于物体在力的作用下发生位移而具有的能量，可以表示为：U = mgh，其中U为势能，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
2. 机械能的单位机械能的国际单位也是焦耳（J）。
3. 机械能的计算公式根据机械能的定义，可以得到机械能的计算公式为：E = K + U，其中E为机械能，K为动能，U为势能。
机械能公式的推导基于能量守恒定律，即能量在物体间的转换和转移不会凭空消失或产生。
当物体在运动过程中，动能可以转化为势能或由势能转化为动能，从而保持机械能的不变。
这种能量转化和传递的过程在物体的运动中起着重要的作用。
人教版九年级物理《第十五章-功和机械能》基础知识归纳及练习题
人教版九年级物理《第十五章功和机械能》基础知识归纳及练习题一、功做功的两个必要因素：作用在物体上的，物体在力的方向上移动的功的计算：力与力的方向上移动的距离的。
W=FS。
单位：焦耳(J) 1J=1Nm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。
即：使用任何机械都不省功。
二、机械效率有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。
额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。
总功：有用功和额外功的。
计算公式：η=W有用/W总机械效率小于1；因为有用功总小于总功。
三、功率功率(P)：，叫功率。
计算公式：。
单位：P→瓦特（w）推导公式：P=Fv。
（速度的单位要用m）四、动能和势能能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。
能做的功越多，能量就越大。
动能：物体由于而具有的能叫动能。
质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。
注：对车速限制，防止动能太大。
势能：重力势能和弹性势能统称为势能。
重力势能：物体由于被而具有的能。
质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。
物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。
五、机械能及其转化机械能：动能和势能的统称。
（机械能=动能+势能）单位是：J动能和势能之间可以互相转化的。
方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。
机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。
人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。
近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。
一、选择题1．下图中属于费力杠杆的是（）A．起子B．道钉撬C ．筷子D．钢丝钳2．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆（）A．仍能平衡B．不能平衡，大球那端下沉C．不能平衡，小球那端下沉D．无法判断3、如图所示，B端悬挂一重为G的重物，不计杠杆自重，在A点施加动力F使杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（）A .因为OA大于OB，所以F小于G；B .F的大小可能大于G；C .因为B点受到的拉力是向下的，所以F的方向一定向上；D .当杠杆平衡时，一定满足G×OB=F×OA。
机械能与机械功知识梳理+典例导析 怎样才叫做功
第十一章机械功与机械能11.1怎样才叫做功知识梳理：知识点一怎样才叫做功1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。
2．做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
温馨提示：(1)判断一个力是否做了功，就要分析它是否具有做功的两个必要因素，两者缺一不可，否则就没有做功。
例如：举重运动员举着杠铃不动时，虽然有力但是没有在这个力的方向上移动距离，所以不做功。
(2)物理学中的“做功”，跟日常生活中的“做工”不同，“做功”主要偏重于“成效、效果”，有着严格且明确的含义；而“做功”是指消耗了一定量的体力和脑力的人类活动。
(3)研究力做功问题时，要明确谁受力、谁施力，即谁对谁做功。
如果是阻力对物体做功，通常说成是“物体克服阻力做功”。
比如，提着包上楼，可以说成是“克服了包的重力做功”。
(4)三种不做功的情况：①有力无距离(劳而无功)：如小孩费了很大力气推石头，推不动；②有距离无力(不劳无功)：如足球由于惯性在草地上向前滚动；③力与距离垂直(垂直无功)：如人提着水桶，沿水平路面行走一段距离。
例1在2018年举重世锦赛中，我国选手张旺丽第一阶段把一百多千克的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功。
关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是()A．她在第一阶段内没有做功B．她在第二阶段内没有做功C．她在两个阶段内一直都在做功D．她在两个阶段内一直都没有做功解析：题中所说的两个阶段中，选手都对杠铃有力的作用，力的方向竖直向上；在第一阶段，杠铃从地上被举过头顶，在竖直方向上移动了一段距离，第二阶段杠铃在空中停着，没有移动距离。
所以，她在第一阶段对杠铃做了功，在第二阶段对杠铃没有做功。
答案：B知识点二功的计算1．功的计算公式：物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功＝力×距离，一般用W表示功，用F表示力，用s表示距离，那么功的计算公式是：W＝Fs。
功和功率
解:由于雪橇作匀速运动,所以马拉车所用的拉 力与摩擦力大小相等 F=F摩=800N 马移动的距离 s=3000m 所以马做的功是 Ｗ＝Ｆs=800N×3000m=2.4×106J 答：马运货时做的功是2.4×106J。
服务员托着食品盘、搬运工扛着货物在平地上行走。
（垂直无功，力和距离方向垂直）
判断力对物体是否做功的方法
人用力推汽车，但没有推动。 （推力对汽车没有做功。） 人将油桶推到仓库中。（推力对油桶做功。） 小鸟将虫子从地里叼起来。（小鸟对虫子做功。）
小明提一桶水在教室里走了10米。（通过的距离不在力的方向上）
选择题
1．关于功率，下列说法中正确的是 （D ） A．功率越大，做功越多；B．功率越大越省力； C．功率越大，效率越大；D．功率越大，做功越快。 2．甲、乙两台拖拉机，甲所做的功是乙的2倍，而乙做功所 用的时间是甲的1/4，则甲、乙的功率之比为 （ C ） A．8∶1 B．1∶8 C．1∶2 D．2∶1
注意:这两个因素必须同时具备,缺一不可!
力对物体不做功的三种情况
1、物体受到力的作用，但没有移动距离。
（拉而不动、搬而未起，劳而无功，有力而无距离）
2、物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离。
冰块在光滑冰面上靠惯性滑动、踢出去的足球在场地上滚动。
（不劳无功，有力而无距离）
3、物体受到力的作用，同时也移动了一段距离，但是在 力的方向上没有通过距离。
如何正确区分功和功率
功率是描述做功快慢的一个物理量。 做功快慢与做功的多少是不同的。做的 功多，做功不一定快，即功率不一定大， 因为这个功可能是在较长的时间内完成 的。功率大，做的功也不一定多，因为 做功的时间可能很短。要比较功率的大 小，必须同时考虑两个因素：做功的多 少和完成这些功所用的时间。
功的计算及其在机械中的应用
功的计算及其在机械中的应用在我们的日常生活和工业生产中，机械发挥着至关重要的作用。
从简单的杠杆、滑轮，到复杂的汽车发动机、起重机，机械的运行都离不开一个重要的物理概念——功。
理解功的计算以及它在机械中的应用，对于我们更好地认识和利用机械有着重要的意义。
首先，让我们来明确一下功的定义。
功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
用公式表示就是：W ＝ F × s ，其中 W 表示功，F 表示作用在物体上的力，s 表示物体在力的方向上移动的距离。
这个公式告诉我们，要计算功，就需要知道力的大小和物体在力的方向上移动的距离。
例如，当你用 100 牛的力水平推动一个箱子前进了 5 米，那么你做的功就是 100×5 ＝ 500 焦耳。
这里需要注意的是，如果力的方向与物体移动的方向不一致，我们就需要计算力在物体移动方向上的分量。
比如，你用 100 牛的力斜向上拉一个物体，物体在水平方向移动了 5 米，而力与水平方向的夹角是 30 度，那么力在水平方向的分量就是100×cos30°，此时做的功就是 100×cos30°×5 焦耳。
在机械中，功的计算有着广泛的应用。
以滑轮组为例，它可以帮助我们更轻松地吊起重物。
假设通过滑轮组用 500 牛的力将一个 2000 牛的重物提升了 10 米，那么我们所做的有用功就是重物被提升的高度与重物重力的乘积，即 2000×10 ＝ 20000 焦耳。
而我们实际施加的力所做的功就是总功，为 500×绳子移动的距离。
通过计算有用功和总功，我们可以得出滑轮组的机械效率，它反映了滑轮组在能量转换过程中的效率高低。
再来看斜面这个简单机械。
把一个物体沿斜面推到一定高度，如果斜面的长度为 L，高度为 h，物体所受的摩擦力为 f ，推力为 F 。
那么有用功就是克服重力做的功，即 mgh （m 为物体质量，g 为重力加速度）；总功就是推力 F 所做的功，即 FL ；额外功就是克服摩擦力做的功，即 fL 。
初中物理-功的原理和机械效率
F3
F2
F1
2．一辆车重1000牛，将他推上长 100米，高25米的斜坡，人用推力 至少多大？
F h G l h 25m F G 1000N l 100m 250N
3．用如图所示的滑轮组将质 量为10千克的物体匀速提高1米， 不计动滑轮的重力及摩擦， 求：绳端移动的距离； 人拉绳所做的功； 拉力F。
A
500J 600J 83.3%
例3 如图所示，物体A重G=1000牛， A与地面的摩擦力是200牛，绳子自 由端拉力为80牛，物体匀速移动1米， 求： W有，W总，η
W有用=fs=200N×1m＝200J
W总=Fs=80N×3m＝300J
W有用 W总
100 ％
=
想一想？
4.如何提高机械效率 （1）在做相同有用功时，减小额外 功；—减轻动滑轮重，较少摩擦力 （2）在额外功相同时，增大有用功
1 2
100 200
0.1 0.2
0.5 0.9
0.3 0.6
（1）所用滑轮组中动滑轮，定滑轮的最少个数分别为（ ） （2）第一次，第二次实验的机械效率的大小分别为（ ） （3）两次实验所测机械效率不同的原因是（ ）
2 67.7% 70%
例6.用四只完全相同的滑轮和两根相 同的绳子组成如图所示的a、b两个滑 轮组，用其提起相同的重物G。如不 计滑轮与轴的摩擦，则（C） A.a滑轮组较省力，机械效率也较高 B.b滑轮组较省力，机械效率也较高 C.两滑轮组的省力程度不同，但机械 效率相同 D.两滑轮组的省力程度不同，机械效 率也不同
1200w
10.在“测定滑轮组的机械效率”实验中。 （1）需要的器材，除滑轮、铁架台、细绳、 钩码和弹簧秤外还应有__________。 （2）在提升钩码时，应使弹簧秤拉着绳的自 由端在竖直方向上作__________运动。 （3）若用同一滑轮组提升钩码，当钩码增加 时，滑轮组的机械效率将__________。 （4）若组成滑轮组的每个滑轮都相同，提升 相同的钩码，滑轮组的动滑轮个数增加，机械 效率将____________________。 （本题填“变大”、“变小”或“不变”。）
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：
机械功原理
机械功原理
机械功原理是物理学中的基本概念之一，指的是力对物体进行的作用所产生的效果。
在机械功的原理中，力是引起物体位移的原因，而位移则是力的结果。
机械功的大小由两个因素决定，即力的大小和物体的位移。
根据机械功的原理，力与物体位移方向相同时，机械功为正值，表示力对物体做正向的功。
反之，力与物体位移方向相反时，机械功为负值，表示力对物体做反向的功。
当力和物体的位移方向垂直时，机械功为零，表示力对物体没有做功。
在机械功原理中，公式W = F×d被广泛应用，其中W表示机
械功，F表示力的大小，d表示物体的位移。
公式表明，机械
功与力的大小和物体的位移成正比。
当力和位移的方向相同时，机械功为力的大小和位移的乘积。
当力和位移的方向相反时，机械功的值为负。
(完整版)机械功原理
【知识点名称】机械功的原理《课程标准》的要求*举例说明功是能量变化的量度；理解功和功率。
关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。
*通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。
理解动能和动能定理。
用动能定理解释生活和生产中的现象。
【三维目标】1．（鲁科J ）知道机械功的原理，懂得使用任何机械可以省力但不能省功。
2．（鲁科J ）能举例说明功是能量转化的量度。
3．（鲁科J ）知道机械做功的本质是能量转化的过程。
4．（鲁科J ）初步学会用能量观点分析问题和解决问题。
具有尊重客观规律、实事求是的精神。
机械功的原理（鲁科K ）很早以前，人类就开始应用简单机械来做功厂：人们发现，有的机械使用起来可以省力，有的机械使用起来可以省位移。
那么，有既省力、又省位移的机械吗?下面，我们通过实验进行探究。
比较D 5与D 6，发现使用机械不能省功，反而费功，由此引发学生思考为什么在有用功一样的情况下，使用机械反而费功这一问题，即要多克服机械的自身重力和摩擦所做的功，从而引发学生合理猜想：对于机械来说，一般情况下，动力功应等于有用功加上额外功，即机械功。
在这一教学过程巾，教师应引导学生通过数据的比较。
揭示事物的本质规律，这正是科学探究所强调的：培养学生发现问题、分析论证的能力。
（鲁科k ）在实验中我们看到，不使用任何机械时，动力所做的功即为动力克服物体所受重力做的功；使用机械时，一方面动力对机械做功，另一方面机械又克服阻力对外做功。
其中，动力对机械所做的功W 动(又称输入功)就是总功W 总；机械克服阻力所做的功W 阻，既包括克服有用阻力所做的有用功W 有用(又称输出功，如克服被提物体所受的重力做的功)，也包括克服额外阻力所做的额外功W 额外(又称损失功，如克服机械自身所受重力和各种摩擦阻力做的功)。
经过长期实践和大量研究，人们发现，对任何机械而言，总有 W 动=W 阻=W 有用+W 额外也可以写成W 输入=W 输出+W 损失这一结论可以表述为：使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功。
功的计算及其在机械中的应用
功的计算及其在机械中的应用在我们的日常生活和工作中，机械无处不在，从简单的杠杆、滑轮，到复杂的汽车发动机、飞机引擎，它们都在为我们的生活提供便利。
而在机械的运行中，有一个重要的概念——功，它对于理解机械的工作原理和性能起着至关重要的作用。
那什么是功呢？简单来说，功就是力在物体沿力的方向上移动的距离的乘积。
如果用公式来表示，就是 W ＝ F × s ，其中 W 表示功，F表示作用在物体上的力，s 表示物体在力的方向上移动的距离。
举个例子，当你用 10 牛的力水平推动一个箱子前进 5 米时，你所做的功就是 10×5 ＝ 50 焦耳。
这里需要注意的是，力和距离的方向必须一致，如果力和距离有夹角，那就需要乘以夹角的余弦值。
功的单位是焦耳（J），这是为了纪念英国物理学家焦耳而命名的。
1 焦耳的功相当于用 1 牛的力使物体在力的方向上移动 1 米所做的功。
在机械中，功的计算有着广泛的应用。
比如在斜面问题中，我们常常需要计算将物体沿斜面推到一定高度所做的功。
假设一个斜面的长度为 L，高度为 h，物体的重力为 G，将物体沿斜面推上去所用的力为F。
这时，有用功就是克服重力所做的功，即 W 有＝ G × h ；总功则是推力所做的功，即 W 总＝ F × L 。
如果斜面没有摩擦力，那么 F ＝G × h ／ L 。
再来看滑轮组。
通过滑轮组提升重物时，绳子自由端移动的距离 s与重物上升的高度 h 之间存在一定的关系。
假设动滑轮上绳子的段数为 n ，那么 s ＝ n × h 。
拉力所做的功 W 总＝ F × s ，其中 F 是拉力，而克服重力做的有用功 W 有＝ G × h 。
通过计算总功和有用功，我们可以求出滑轮组的机械效率。
机械效率是衡量机械性能的一个重要指标，它表示有用功在总功中所占的比例。
用公式表示就是η ＝ W 有／ W 总 × 100% 。
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二、有用功、额外功、总功
1、有用功：机械对物体的拉力所做的功是有 用的、必须的，这部分功叫有用功。 2、额外功：人克服机械自身重力、绳重和摩 擦力所做的功是没有用的、又不得不做的功， 这部分功叫额外功。
3、总功：有用功与额外功的总和叫总功。
（或人对机械的拉力所做的功）
W总= W有用+ W额外
考考你：
第三节 机械功的原理
怀柔五中 胡雪松
问题与思考
1）用手直接匀速提升重物所作的功如何表示？ W=Gh 人们使用动滑轮匀速提升物体时： 2）人对动滑轮做功吗？用符号怎样表示？ W=FS 3）动滑轮对物体做的功吗？用符号怎样表示？ W=Gh 4）人对动滑轮做的功与动滑轮对物体做的功之间有 什么关系？
F1
讨论：人们使用机械时，做的有用功在 总功中所占的比例，你希望是越多越好 还是越少越好？请说一说你的理由。
越多越好；因为有用功在总功中占的 比例越多，说明机械的工作效率越高
三、机械效率（η） 1、机械效率是描述机械的工作效率高低 的重要指标。 2、定义：有用功与总功的比值叫机械 效率 W有用 3、公式： η= W总
人对机械做 二者 机械对物 的功 体做的功 关系 (w1=FS) J (w2=Gh) J
一组 二组 三组
交流与总结： 1）通过计算：比较人对机械做的功与机械 对物体做的功有怎样的关系？ 2）哪个功多？人们使用机械做功时省功了 吗？
一、机械功的原理
使用任何机械都不能省功．
问题思考：根据以前所学的知识你能不能说 说使用机械不省功的原因是什么呢？ 因为省力的机械必费距离，省距离的 机械一定费力，而功=力×沿力方向通过的 距离，所以使用任何机械都不能省功．
FS
h G
G
实验探究：人们使用机械时，人对机械做的功与机械对物体
做的功之间的关系。
实验器材：铁架台、绳、滑轮2个、弹簧测力计、刻度尺、钩 码一个 实验步骤： 1）用测力计测出钩码的重力G并记录； 2）按右图组装，用测力计测出拉绳的力F； 用刻度尺测出钩码上升的距离h F 和测力计移动的距离s,并记录；
η=
W有用 W总
课后练习 1、机械功的原理是 使用任何机械都不能省功．。 2、人们使用机械时，人对机械做的功叫 总功 ； 机械对物体的拉力做的功叫 有用功 ； 克服机械自重、绳重、机械间的摩擦所做的 额外功 ； 功叫 3、总功、有用功、额外功三者间的关系 W总= W有用+ W额外。 是 4、有用功与 总功 的比值，叫机械效率；机 W有用 械效率的计算公式是 。
问题与思考
1、 通过刚才的实验可知：人们使用 机械做功时，人对机械做的功与机械对 物体做的功并不相等，为什么？ 使用滑轮或滑轮组提升重物时，人的 拉力不仅要对重物做功，还要对动滑轮和 绳做功，同时还要用滑轮组 匀速提起钩码： （1）人对谁做的功是必须做的、想做的、有 用的功？ （2）人对谁做的功是没有用的、不想做的但 又不得不做的功？ （1）对钩码做的功是人们想做的、必须做的、 有用的功。 （2）对动滑轮、绳及克服机械间的摩擦做的 功是人们不想做的、没有用的但又不得不 做的功。
1、小明用如图所示的滑轮组提起一块石头时 （若不考虑绳重、机械间的摩擦），小明所 做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？ 总功是什么？ 小明对石头做的功是有用功； 小明对动滑轮做的功是额外功； F 小明对石头和动滑轮所做的功是总功；
2、建筑工地上，工人师傅用如图所示滑轮组通 过一个大木箱把一堆沙子运往高处（若不计 绳重和摩擦）则工人师傅所做的功哪部分是 有用功？哪部分是额外功？ 工人师傅对沙子所做 的那部分功是有用功； 工人师傅对动滑轮和木箱 F 所做的那部分功是额外功;
η=
W总
5、小莉同学用滑轮组匀速提起重物时，所做的有用 功是400J,总功是500J,滑轮组的机械效率是 80% 。 6、小明用如图所示的滑轮组提起一块石头时（若不 考虑动滑轮重、绳重、机械间的摩擦），小明所做 的功哪部分是有用功？还有额外功吗？再此特殊情 况下，小明对滑轮组做的功与滑轮组对石头做的功 之间有什么关系？机械效率是多少？人们在实际使 用机械时，会出现这种情况吗？请说一说你的理由。
F
2009年3月29日
问题思考： 1、机械效率有可能等于1吗？ 2、机械效率有单位吗？
知识小结：
一、机械功的原理：使用任何机械都不能省功。 二、有用功、额外功和总功： 1）有用功：机械对物体的拉力所做的功对人们是有用的、 必须的，这部分功叫有用功。 2）额外功：对人们没有用的、又不得不做的功，这部分功 叫额外功。 3）总功：有用功与额外功的总和叫总功。（或外力对机械 的拉力所做的功） W总= W有用+ W额外 三、机械效率： 1）定义：有用功与总功的比值叫机械效率。 2）公式：
3、小东同学利用如图所示滑轮组提起一金属 块，小东对滑轮组所做的功为500J，滑轮组 对金属块做的功为400J，则： （1）此过程中所做的总功是多少J？ （2）有用功是多少J？ （3）额外功是多少J？ F （4）所做的额外功是什么原因造成的？ 答案：500J；400J；100J; 动滑轮和绳受重力、机械间存在摩擦；
(请同学们记录G、 F 、h、 s）
注意事项： 1）弹簧测力计指针调零。 2）手拉测力计移动时，要始终保持竖直向上匀速直线运动； 3）测h和s时记下物体和绳端起始位置和末位置的刻度值。 h=h2—h1; S=S2---S1
数据记录：
组数 钩码 重 (G)N 拉绳 力 (F)N 钩码上升 拉绳移动 的距离 的距离(s) (h) m m