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1、第10課時功功率機械效率,1.功:如果一個作用在物體上,物體在這個力的方向上通過了一段,我們就說這個力做了功。力學中的功包含兩個必要因素:一是作用在物體上的,二是物體在力的方向上通過。,考點一功,力,點撥 下列三種情況下力對物體不做功: (1)“不勞無功”,物體通過了一定的距離,但沒有力作用在物體上,如圖10-1甲所示。 (2)“不動無功”,雖然有力作用在物體上,但物體沒有通過距離,如圖乙所示。 (3)“勞而無功”,有力作用在物體上,物體也通過了一定的距離,但力的方向和通過的距離的方向垂直,在力的方向上沒有通過距離,如圖丙所示,也叫“垂直無功”。 圖10-1,距離,力,距離,2.功的計算式:,
2、單位:,符號:,1 J=1 Nm。 點撥 (1)要分清物體所受的力,知道是哪個力對物體做了功。(2)公式中s一定是在力的方向上通過的距離,強調對應性。(3)把一個雞蛋舉高1 m,做的功大約是0.5 J。 3.功的原理:使用機械時人們所做的功,都不會少于直接用手所做的功,即使用任何機械都 。 點撥 (1)功的原理告訴我們:使用機械省了力就要費距離,省了距離就要費力,既省力又省距離的機械是沒有的。(2)使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力,或者可以省距離,也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。,考點一功,焦耳,J,不省功,考點二功率,快慢,點撥 (1)功表示做功多
3、少,而功率表示做功快慢,多少與快慢的意義不一樣。做功多不一定做功快,做功快不一定做功多。只有在做功時間相同時,做功多的才做功快。(2)根據(jù)功率的導出式P=Fv可知:功率一定時,要增大F,必須減小v(例:汽車上坡時要換低速擋)。,Fv,考點三機械功率,點撥 (1)有用功總小于總功,所以機械效率總小于1。(2)機械的機械效率的高低和省力的多少是兩回事,不可混為一談,“越省力的機械,它的機械效率越高”是錯誤的。(3)提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。在機械結構一定的情況下,可以采取增加提升物重的辦法來實現(xiàn)。(4)機械效率和功率的區(qū)別:功率和機械效率是兩個不同的概念,功率表示做功的快
4、慢,即單位時間內(nèi)完成的功;機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。,考點四機械效率的計算,考點四機械效率的計算,點撥 (1)滑輪組的機械效率與物重、機械自重和機械間的摩擦有關,與繩子移動的距離無關。(2)同一滑輪組,提升的物重越大,機械效率越高。(3)提升同一重物,動滑輪的個數(shù)越多越省力,滑輪組的機械效率越低。,考點四機械效率的計算,例1 在水平地面上有一長方體木塊,小明同學用水平推力F把木塊向前推動,如圖10-5甲所示,此過程中,推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示,木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示,則3 s至5 s內(nèi),推力對木塊所做的功為J,第2 s末
5、木塊受到的合力為 N。 圖10-5,探究一功、功的計算,400,100,【變式】如圖10-6所示,物體重2000 N,當它沿水平地面勻速運動時所受的阻力f為240 N,若不計滑輪的重與摩擦,使物體以1 m/s的速度勻速前進,經(jīng)過10 s時間,拉力的大小F=N,拉力做的功是J。 圖10-6,2400,80,例2 小勇想粗略地測算自己在單杠上做引體向上運動時的功率。如圖10-7所示,他用尺量出握拳時手臂的長度,并測出自己連續(xù)拉上去的次數(shù)和時間填入下表,請在空格處補上相應的數(shù)據(jù)。 圖10-7,探究二功率、功率的測量與計算,100,2000,例3 學習了功率的知識后,林紅和爺爺一起做“估測上樓時的功率
6、”的活動,如圖10-8所示。 (1)她需要的測量工具分別是:測量上樓時間t的停表、上樓高度h的和人體質量m的。 (2)利用所測物理量計算功率的表達式是P=。 (3)測得林紅的質量是50 kg,她從1樓爬上3樓,用了20 s的時間,每層樓高3 m,則林紅上樓的功率是W。 (g取10 N/kg) (4)林紅要和爺爺比賽看誰先從1樓上到6樓,于是兩人同時開始向上爬樓,結果林紅先到6樓,爺爺后到6樓。已知林紅的體重比爺爺?shù)捏w重小,他倆做的功多的是,功率大的是 。(均選填“林紅” “爺爺”或“無法確定”) 圖10-8,米尺,磅秤,150,爺爺,無法確定,=,例4 2017蘇州 如圖10-10所示,用滑輪
7、組將1.5 kg的物體勻速提高0.5 m,拉力F為10 N,則有用功為J,滑輪組機械效率為。若增加所提物體的重力,滑輪組機械效率 (選填“變大”“變小”或“不變”)。(不計繩重和摩擦,g取10 N/kg) 圖10-10,探究三機械效率,7.5,75%,變大,B,【變式2】 2018宜春模擬 如圖10-12所示,工人用平行于斜面向上500 N的推力將重800 N的物體勻速推上高1.5 m的車廂,所用的斜面長是3 m。求: (1)推力做的功。 (2)斜面的機械效率。 (3)若想增大此斜面的機械效率,可采取什么方法?(答出一種方法即可) 圖10-12,實驗突破,突破測量滑輪組的機械效率,【考點歸納】
8、,(1)實驗器材:滑輪組、鐵架臺、細繩、彈簧測力計、刻度尺、鉤碼。 (2)滑輪組繞線:奇動偶定法。 (3)實驗中繩子要勻速、豎直拉動。 (4)表格內(nèi)容的補充或錯誤判斷、數(shù)據(jù)的分析與處理。,例 某小組在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實驗裝置如圖10-13所示。 圖10-13 (1)實驗中應沿豎直方向緩慢拉動彈簧測力計。 (2)某同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù),彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定,應該靜止讀數(shù),你認為他的想法 (選填“正確”或“不正確”),因為他沒有考慮到對滑輪組機械效率的影響。,勻速,不正確,摩擦,(3)用圖丁裝置進行實驗,得出表中第4次實驗數(shù)據(jù),請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫
9、完整。 (4)通過比較(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論:使用同一滑輪組提升同一重物時,滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關。 (5)通過比較(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論:同一滑輪組提升重物時,物重越大,滑輪組的機械效率越高。 (6)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論: 。,1、2,越高(或不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低),0.4,80%,2、3,不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越輕,滑輪組的機械效率,實驗拓展 (7)根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“滑輪組的機械效率與所掛鉤碼重量有關,鉤碼越重其效率越高”的結論? (選填“能”或“不能”);請簡要說明理由：,不能,滑輪組的機械效率跟對鉤碼做的有用功及對,滑輪做的額外功都有關,
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