重难点13 功与机械效率（解析版）.docxVIP

专项七简单机械与机械效率

重难点13功与机械效率

考点一、功

作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。

理解判断的依据：

依据：做功的两个必要因素。

重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。

明白不做功的三种情况：

物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。

物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。

物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。

考点二、功的计算

公式：W＝Fs，

常用式W＝Gh(克服重力做功)，或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)

单位：焦耳(J)，

功的原理：使用任何机械都不省功。

考点三、功率

物理意义：表示物体做功的快慢。

定义：功与做功所用时间之比叫做功率。

计算式单位瓦(W)

推导公式：

注意区别功与功率：

功(W)

功率(P)

概念

当一个力作用在物体上，物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功

功与做功所用时间之比

单位

功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米，也叫焦耳。1J=1N·m。

功率的单位也是复合单位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S

计算

W=Fs

其它

以下三种情况力对物体不做功：

＜1＞“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上；

＜2＞“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离；

＜3＞“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。

比较做功快慢的方法有：

＜1＞比较相同时间内做的功，做功多的做功快；

＜2＞比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快；

＜3＞比较功和时间的比值，比值大的做功快。

考点四、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有与总功W总之比，符号为η。

公式为，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占的比例越大，机械的效率越高。

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。

考点五、简单机械与机械效率

杠杆的机械效率

①用杠杆提升物体时，有用功和总功的比值.称为杠杆机械效率。

②杠杆机械效率公式：η＝(W有用/W总)×100％

滑轮组的机械效率（不计绳重和轴摩擦）

当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大；

当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小。

斜面的机械效率

影响斜面机械效率的因素

物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大；

斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小。

考点六、机械效率实验

考点一：功的定义及做功判断

【探究重点】

在分析做功情况时还应注意以下几点：

当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。

一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。

什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。

【真题精讲】

(2022·甘肃兰州·中考真题)如图所示的情境中，对物体不做功的是()

A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处

C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程

【答案】A

【解析】A．人用力搬石头没有搬动，有力无距离，所以人对石头没有做功，故A符合题意；

B．人将重物从地面拉到高处，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对重物做了功，故B不符合题意；

C．人推车向前运动，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对车做了功，故C不符合题意；

D．人挺举杠铃的过程中，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对杠铃做了功，故D不符合题意。

故选A。

【巩固训练】

下列依据公式W＝Fs所作出的判断中错误的是

A．力学中所说的做功包含两个必要因素

B．推教室墙壁虽耗费体力，但不做功

C．推出的球在空中飞行时，推力不做功

D．如图中，爬楼的人对拎的包没有做功

【答案】D

【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此分析判断．

【解析】A、力学中所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，故A正确；

B、推教室墙壁虽耗费体力，只有力而没有距离，不做功，故B正确；

C、推出的球在空中，靠惯性飞行，不再受推力，有距离无力，不做功，故C正确；

D、爬楼的人对拎包有向上的拉力，包在拉力方向上移动了距离，对包做了功，故D