功、功率、机械效率考点解析

功、功率、机械效率考点解析

山东省德州市临邑县教育局教研室 刘海霞　山东省临邑县第二职业高级中学　陈增军

考点一、功的概念的理解

 

做功必须满足两个必要条件：（必须有力作用在物体上；（2）这个受力物体必须在力的方向上通过一段距离。如下图中三种情况，都因为不具被功的必要因素而没有做功。

 

 

例1．在下图的四种情境中，人对物体做功的是（   ）

 

 

A．提着水桶在水平地面上匀速前进         B．扛着米袋慢慢爬上楼梯

 

C．用力推汽车，汽车没动                 D．举着杠铃原地不动

 

解析：提着水桶在水平地面上匀速前进，人给水桶的力的向上的，向上没有移动距离，人对水桶没有做功，A不符合题意；扛着米袋慢慢爬上楼梯，人给米袋的力向上，向上移动了距离，人对米袋做功，B符合题意；用力推汽车，汽车没动，人给汽车一个向前的力，向前没有移动距离，人对汽车没有做功，C不符合题意；举着杠铃原地不动，人对杠铃的力向上，向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，D不符合题意。本题答案为B。

 

答案：B

 

考点二、机械效率

 

1．有用功：为达到目的必须做的功；额外功：为了达到目的并非需要又不得不做的功；总功：有用功和额外功的总和。

 

2．机械效率是可变性：由公式可知，如果该机械的额外功一定时，有用功越大，机械效率越大。

 

3．提高机械效率的方法：由公式可知，当有用功一定时，额外功越小，机械效率越高，因此设法减小额外功可以提高机械效率。如减轻动滑轮本身的重量，加润滑油可以减小摩擦等；当额外功一定时，有用功越大，机械效率越高，因此增大有用功可以提高机械效率，如增加物重可以提高机械效率。

 

例2.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甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（   ）

 

                       

 

A．甲较省力且机械效率较高

 

B．乙较省力且机械效率较高

 

C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同

 

D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同

 

解析：甲、乙两个滑轮组，采用了四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子，在不计绳子和滑轮摩擦的情况下，对重物做的功是有用动，对动滑轮做的功为额外功.如果分别用它们把相同重量的货物提升到相同的高度，两个滑轮组所做的有用功相等，额外功也一样，故机械效率相同；但是甲图由两股绳子承担物重，动力为物体和动滑轮总重的一半，乙图由三股绳子承担物重，所需动力为物体和动滑轮总重的三分之一，所以两个滑轮组省力程度不同，乙更省力，根据上面的分析，C是正确的。

 

答案：C

 

考点三、功率

 

1．功率是表示物体做功的快慢，与物体做功多少和做功的时间都有关系，但不是只决定于其中某一个因素。

 

2．功率的计算：，(匀速直线运动)

 

例3．如图所示，一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（    ）

 

 

A．4×10²W       B．4×10³W       C．1.8×10⁴W         D．1.8×10⁵W

 

解析：18kg的水大约经4.5s从瀑布顶端落到底端，在该过程中，重力的功率约.本题答案为B。

 

答案：B

 

考点四、功、机械效率和功率的综合应用

 

1．三者之间的关系

 

 

2．解题步骤一般为：

 

（1）认真审题，剖析题意，确定各物理量之间的关系；

 

（2）根据已知和待求量的关系，结合相应的公式或物理规律建立关系式;

 

（3）逐步分析、计算中间的物理量，直至导出所求量。

 

例4．用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：

 

（1）有用功是多少？

 

（2）拉力的功率是多少？

 

（3）滑轮组的机械效率是多少？

 

 

解析：（1）W_有用=Gh=600N×4m=2400J

 

（2）由图可知，n=4，由于h=4m，所以s=4h=4×4m=16m；拉力做的功：W_总=Fs=250N×16m=4000J。拉力的功率：。

 

（3）滑轮组的机械效率：。

 

答案：（1）2400J（2）200W（3）60%