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焦耳,1J=1N·
m。
把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
(5)应用功的公式注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力。
②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③功的单位“焦”(牛·
米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·
米,不能写成“焦”)单位搞混。
2、功的原理:
(1)内容:
使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;
即:
使用任何机械都不省功。
(2)说明:
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:
使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:
使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)
(3)应用:
斜面
①理想斜面:
斜面光滑理想斜面遵从功的原理;
②理想斜面公式:
FL=Gh其中F:
沿斜面方向的推力;
L:
斜面长;
G:
物重;
h:
斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f,则:
FL=fL+Gh;
这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
3、功率:
(1)定义:
单位时间里完成的功
(2)物理意义:
表示做功快慢的物理量。
P
W
t
=
(3)公式:
==Fv
根据功率的导出式:
P=Fv可知功率一定时,要增大F,必须减小v,即汽车上坡时要换低速档。
(4)单位:
主单位W常用单位kW、mW
换算:
1kW=1mW=
某小轿车功率66kW,它表示:
小轿车1s内做功66000J
(5)比较功率大小方法a、做功时间相同,比较做功的多少,在时间相同时,做功越多功率越大。
b、做功相同时,比较做功时间长短,在做相同多的功,用时越短,功率越大
压把
螺旋钻头
例1如图是一种开瓶器。
使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把即可将瓶塞拔出。
钻头做得尖细是为了 ,压把相当于 。
王哲在5s内将瓶塞拔出,若瓶塞长5㎝,瓶塞受到的平均阻力为200N,则王哲克服瓶塞阻力做了 J功,其做功的功率为 W。
例2举重是我国的优势体育项目。
一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起,如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式正确的是()
A.W1=W2P1=P2B.W1>
W2P1>
P2
C.W1>
W2P1=P2D.W1<
W2P1<
专题练习
1.如图所示的四种情景中,人对物体做功的是()
2.下列几种情况,力对物体做功的是()
A.人用力推桌子,桌子不动 B.人从一楼上到三楼
C.足球在草地上滚了10米后停下来D.起重机吊着重物沿水平方向移动
3、如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是( C)
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在b到c的过程中,运动员对铅球没有做功
C.在c到d的过程中,没有力对铅球做功
D.在a到d的过程中,铅球运动状态不断变化
4.甲、乙两物体在相同的水平推力作用下,由静止开始运动。
甲在较光滑的水平面上运动,乙在较粗糙的水平面上运动。
设两物体在移动相同的距离的过程中,推力所做的功分别为和,这两个力做功的大小关系是:
()
A. B.C. D.无法确定
功率题
1.两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,则( )
A.甲做功较多,功率较大;
B.甲做功较多,功率较小;
C.甲做功较多,甲、乙功率相等;
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
2、关于功和功率,下列说法正确的是()
A、机器做功少,功率一定小B、功率小的机器做功不一定慢
C、功率大的机器做功一定快D、功率大的机器一定比功率小的机器做功多
3.一台液压起重机在10s内把一辆重为15000N的汽车举高了2m,起重机对汽车做了J的功,功率是W。
4.一台机器的功率为4.5kW,做功5.4×
105J需要s
5.某电梯的轿厢连同乘客的质量是1.2t,在10内从一屋上升到7层,如果每层楼高的为3m,求电梯做的功和功率?
(注意找准sg=10N/kg)
6.功率为24KW的拖拉机,匀速耕地20min前进了1800m,求:
(1)拖拉机所做的功是多大?
(2)前进中拖拉机所受的阻力多大?
(3)如果功率不变,相加快速度,在20min内前进3600m,需采取什么措施?
7.电动自行车轻便、安全、无污染,很受人们喜爱。
某同学在双休日骑电动自行车到海滨、连岛观光,途经全长7000m、被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大堤。
若电动自行车以18km/h的速度匀速行驶,电动自行车牵引力的功率为150W。
求:
(1)该同学通过大堤全程所需的时间;
(2)电动自行车通过大堤所用牵引力和全程牵引力所做的功。
综合题
关于功和功率,下列说法正确的是()
A、机器做功少,功率一定小B、功率小的机器做功一定慢
C、功率大的机器时间一定短D、功率大的机器一定机械效率高
[反馈练习]
1.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、2400J
2.用20牛的水平踢力将水平地面上重30牛的足球踢出,球在水平方向运动5米,踢力做的功是()A.100焦B.150焦C.250焦 D.条件不足,无法计算
3、下列关于力做功的说法,正确的是( )
A.人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功
D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功
4、下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()
A.功率大的机械,做功一定多B.做功快的机械,功率一定大
C.效率高的机械,功率一定大D.做功多的机械,效率一定高
5、小明用如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是()。
A.甲图中的拉力做功最少B.乙图中的拉力做功最少
C.丙图中的拉力做功最多D.甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多
F1
F2
A
C
B
第13题图
6、.如图所示,将一重物分别沿光滑斜面AB、BC以相同的速度匀速拉到顶端B,已知AB>
BC,所用的拉力分别为F1、F2,拉力做的功分别为W1、W2,且W1=W2,做功的功率分别为P1、P2,则()
A.F1<
F2,P1<
P2B.F1>
F2,P1>
P2
C.F1=F2,P1=P2D.F1<
W/J
t/s
甲
乙
7.如图是甲、乙两台机器所做的功与时间的函数关系图像,由图可知,甲机器的功率P甲与乙机器的功率P乙相比是()
A.P甲>
P乙B.P甲<
P乙
C.P甲=P乙D.条件不足无法判断
8、甲、乙两位同学分别把同样重的木头从一楼搬到三楼,甲用的时间比乙用的时间长,两个对木头做功的大小关系是W甲 W乙(选填“>”、“=”或“<”),对木头做功快的是 同学。
9、.在超市,小明用10N的水平推力推动总重为400N的购物车向前移动了10m,所用时间为20s,则在此过程中,小明对购物车做的功是J,小明做功的功率是W。
10、.初二物理兴趣小组的同学学习了功率知识后,进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛。
质量为40kg的甲同学和质量为60kg的乙同学从一楼跑到三楼都用了10s,经计算甲同学上楼的功率为240W,则乙同学上楼过程中克服重力做的功为J,功率为W。
11、一台抽水机能在15s内把体积为7.5m3的水压至10m高的水塔上去,则这台抽水机的功率是多大?
(g=10N/kg)
练习题
1.小轿车的功率是60kW,当它以108kW/h的速度在高速公路上匀速行驶时,可以估算出它受到的阻力为 N.
2.甲、乙两个机器,甲工作时的功率是300W,乙工作时的功率为180W,由此可知甲比乙做功 (选填“快”或“慢”).相同时间内,甲、乙两机器做功之比为 .
3.如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦力,且动滑轮重大于物体的重,则所用拉力F甲F乙,其机械效率η甲η乙
4.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之间的摩擦力,拉力F做的功为:
J.拉力F为 N.
5.如图是A、B两物体做功与所需时间之间的关系图象,由图可知A物体做功的功率 于B物体做功的功率.
6.一物体质量为10kg,小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m,所用拉力为120N,此过程中,小红做的的有用功是,定滑轮的机械效率是,拉力做功的功率是.(g=10N/kg)
7.将重物从长4m,高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端,已知沿斜面的推力是300N,此时斜面的机械效率是75%,则推力做的功是J,物体重力是N.
8.物体在大小为5牛的水平拉力作用下,10秒内沿水平地面前进2米,则拉力做的功为_______焦,功率为______瓦;
若物体重20牛,则重力对物体做的功为_____焦。
9.小刚直接用绳把一桶沙从地面吊到二楼,做功W1,提沙的效率是η1,小强用动滑轮将同一桶沙从地面提到二楼,做功W2,提沙的效率是η2,不计绳重,则
W1 W2,η1 η2.(选填“>”、“<”或“=”)
10.
如图5所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是()
A.文具盒所受重力对它做
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