功的原理 知识讲解.pdf

功的原理 【学习目标】 1、知道功的原理，知道使用任何机械都不省功； 2、知道什么是有用功、额外功和总功； 3、理解机械效率及其影响因素； 4、理解机械效率的计算及公式。 【要点梳理】 要点一、功的原理 使用任何机械都不省功。 要点诠释： 1、功的原理对任何机械都适用。 2、使用机械可以省力，或省距离，或改变动力的方向，使用方便等好处。 要点二、有用功、额外功、总功 1、有用功：为了达到某一目的而必须做的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机 械工作时对工作目的物做的功叫有用功。 2、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等 做的功就是额外功。 3、总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水，所以对水做的 功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。 要点诠释： 1、总功是有用功与额外功之和，即W +W =W 有 额外 总 2、额外功的产生是因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或 重力做功。 要点三、机械效率 为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W 与总功W 之比， 有 总 符号为η。 要点诠释： W 1、公式为  有 ，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η 的值越大，表明有用功在总功中所 W 总 占的比例越大，做功的效率越高。 2、η 的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用 功总是小于总功。 要点四、机械效率的几个推导公式 求简单机械的机械效率是初中物理教学的重点内容，也是近年来中考的热点问题。由于计算中涉及 到总功、有用功、额外功等抽象概念，特别是滑轮组的机械效率题目中，同一滑轮组在不同负载情况下 机械效率不同，有用功在具体情况中的形式不同，隐含条件的渗入，以及特殊形式的滑轮组等等，在学 习的过程中常感觉困惑，易造成错解。为了解决这类问题，同学们要搞清楚以下几点： 要对机械效率公式进行归类细化 根据对 、 、 的具体理解，可以将机械效率的定义式进行如下归类： 要点诠释： 1、在竖直方向上，G 是物体重，G 是动滑轮重，h 是物体被提升的高度，也是动滑轮被提升的高 动 度。∴ ，若绳重及摩擦不计，F是拉力，S是拉力F移动的距离，n是动滑轮上承担力的绳 的段数。 ， ；①②③公式都适合。若是考虑绳重和摩擦力，用滑轮 组把物体提升的高度h，拉力F移动的距离S，总满足S=nh；只可用于①②。 2、在水平方向上，由于物体是匀速运动，滑轮组对物体的拉力F′与水平地面对物体的摩擦力f是 一对平衡力，∴ ，即克服水平面对物体摩擦所做的功在数值上是等于有用功。 3、在斜面方向上，f是物体与斜面之间的摩擦，L是斜面的长，由于克服斜面对物体摩擦所做的功 是额外功，所以 。 要点五、如何提高机械效率 由η＝ ＝ 可知: 1、当W 一定时,减少W ,可提高效率。比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的 有 额 摩擦。所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处 的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率。 2、当W 一定时,增加W ,可适当提高机械效率。比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体 额 有 的重, 就会越大,机械效率就会越高。 总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功。 要点诠释： 1、机械效率与功率的区别