(完整版)初中物理功和功率知识点及练习题

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(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

b)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。

c)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?

①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。

b)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