初二物理机械功、机械效率同步练习题及答案资料.docVIP

机械功、机械效率 一、知识概述 　　本周我们学习一个新的物理量——功。首先介绍什么是功，怎样才算做了功，接着我们探讨做功快慢的问题，引入功率的概念，最后我们讲一讲做功中的效率问题，明确总功、额外功与有用功，引入机械效率的概念，并探究如何来提高机械效率。本周知识与上周所讲的简单机械密切相关，注意我们研究的是机械功。 二、重难点知识剖析 （一）功 1、力学上的功是指：当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过了一段距离，那么这个力对物体做了功。 2、力学上的功必须具备两个因素：一个是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 3、功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积，即W=FS。 4、在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J，1J=1N·m。 例1、下列几种情况，关于力对物体做功的说法正确的是（　） A．陷在泥里的马车，两匹马用力拉车，虽然车没被拉动，但马对车做了功 B．在光滑冰面上匀速滑行的冰块，是因为有力对它做功才一直运动的 C．用力扛着一袋米，沿水平方向前进，人对米袋做了功 D．用竖直向下的力压桌面，压力没有做功 解析： 　　要判断一个力是否对物体做功，主要依据是看是否包含功的两个必要因素，同时具备的才是做功。 　　选项A中，马虽然对车用了力，但并没有使车在力的方向上移动距离，属于“劳而无功”，故选项A错；选项B中，冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动，在运动方向上不会受到力的作用，这属于物体通过了距离，但没有力作用的情况，是“不劳无功”，故选项B错；选项C中，人扛着米袋行走，看起来这一过程既有力又有距离，但移动的距离并不是力的方向上，人施给米袋一个竖直向上的力，而米袋并没有沿向上的方向移动距离，只是在水平方向上移动了距离，故选项C错；选项D中只有力而没有发生距离，属于没有做功，故选项D正确。 例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为150N的水，并提着这桶水沿水平路面行走50m，再走上一段长为5m，高3m的楼梯。问这个人在这段时间内对水桶共做了多少功？ 解析： 　　功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积，即W=FS。在计算功的大小的过程中应注意：式中的F，S是对应的，S一定是在F的作用下在力F的方向上通过的距离。 　　当人从井里提起这桶水时，人对水桶做了功，做功的大小为W1=G·h1=150N×6m=900J 　　当人提着水桶沿水平路面行走50m的过程中，人没有对水桶做功，即W2=0 　　当人提着水桶走上楼梯时，人对水桶做了功，水桶沿力的方向发生的距离应是楼梯的高度即W3=G·h2=150N×3m=450J 　　故人对水桶共做功W=W1＋W2＋W3=900J＋450J=1350J （二）功率 1、单位时间里完成的功，叫功率，符号为P。功率是描述做功快慢的物理量。 2、功率的计算 　　（1）功率的定义式：由功率的定义可得出功率的计算公式为： 　　（2）对公式的理解。 　　由公式可知，做功的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，因为这个功可能在较长的时间内完成。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。做功相同时，时间少的功率大；相同时间内做功多的其功率大。 　　公式，反映的是平均功率，即在时间t内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。 　　当物体在力F的作用下，以速度v匀速运动时，公式可变形为 　　即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv可以知道：汽车在上坡时，当功率一定时，减慢速度是为了增大上坡时的牵引力，这样有利于上坡。 3、功率的单位：瓦特，符号W，1W=1J/S 例3、如图所示，在滑轮组的作用下，物体A沿水平面以0.2m/s的速度匀速前进了2m，已知A重300N，拉力F的功率为12W，不计绳和滑轮重，则拉力F=______N，拉力做功_____J。 解析： 　　由公式可知，当物体匀速运动时，其中F是作用在物体上的力（恒力），是力方向上的速度。 　　设物体移动的距离为s，绳子自由端移动的距离为s′，得 　　s′=3s=3×2m=6m,物体的运动时间, 　　则拉力做功时间也是10s。 　　由得W=Pt=12W×10s=120J 　　又由W=Fs′得 　　本题记算拉力F时还可用下述方法：VF=3VA=3×0.2m/s=0.6m/s 　　由PF=FvF得 　　用公式P=Fv来计算功率或相关物理量时，一定要注意v是力F移动的速度。 例4、高出水面36m处有一水箱，容积为50m3，现要在1h内用一水泵给水箱充满水，则这台水泵的功率至少是多少KW？（g=10N/kg） 解析： 　　题目要求功率，根据，其中W=Gh，G为50m3的水重力，h 为水箱的高度为36m，t为1h。 　　水的重力