1、初中物理初中物理功的原理和簡(jiǎn)單機(jī)械功的原理和簡(jiǎn)單機(jī)械1. 功的原理功的原理 使用任何機(jī)械時(shí)，人對(duì)使用任何機(jī)械時(shí)，人對(duì)機(jī)械所做的功，等于機(jī)械對(duì)物體所做的機(jī)械所做的功，等于機(jī)械對(duì)物體所做的功功 2. 斜面斜面 使用任何機(jī)械都不省功使用任何機(jī)械都不省功hLFG斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物體斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物體所受重力的幾分之一。所受重力的幾分之一。lhGF例題例題1. 如圖，將同一物體沿著長(zhǎng)度不同的斜面如圖，將同一物體沿著長(zhǎng)度不同的斜面推上同一高度，所用推力分別為推上同一高度，所用推力分別為F1、F2、F3，推力所做的功分別為，推力所做的功分別為W1、W2、W3，則則F1 F2 F

2、3 ， W1 W2 W3 。 F1F2F3 = = =2 2一輛車(chē)重一輛車(chē)重10001000牛，將他推上長(zhǎng)牛，將他推上長(zhǎng)100100米，高米，高2525米的斜坡，人用推力米的斜坡，人用推力至少多大？至少多大？ NNmmGlhFlhGF2501000100253 3用如圖所示的滑輪組將質(zhì)用如圖所示的滑輪組將質(zhì)量為量為1010千克的物體勻速提高千克的物體勻速提高1 1米，米，不計(jì)動(dòng)滑輪的重力及摩擦，不計(jì)動(dòng)滑輪的重力及摩擦，求：繩端移動(dòng)的距離；求：繩端移動(dòng)的距離；人拉繩所做的功；人拉繩所做的功；拉力拉力F F。 F解解:S=3h=3mW=FS=Gh=100N1m=100JF=W/S=100J/3m=

3、33.3J200J【例【例2 2】 如圖所示是一個(gè)兩面光滑的斜面，同一如圖所示是一個(gè)兩面光滑的斜面，同一個(gè)物體分別沿個(gè)物體分別沿ACAC和和BCBC斜面受拉力勻速運(yùn)動(dòng)到斜面受拉力勻速運(yùn)動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，所需拉力分別為時(shí)，所需拉力分別為F FA A、F FB B，所做的功分別為，所做的功分別為W WA A、W WB B。則。則: ( ): ( ) A AF FA AF FB B，W WA AW WB B B BF FA AF FB B，W WA AW WB B C CF FA AF FB B，W WA AW WB B D D以上說(shuō)法都不正確以上說(shuō)法都不正確 C【例【例4 4】 搬運(yùn)工人用滑輪組將

4、一物體勻速搬運(yùn)工人用滑輪組將一物體勻速拉到拉到1010米高的樓上，共做了米高的樓上，共做了7.27.210103 3焦焦耳的功，求這物體有多重？（不計(jì)滑輪耳的功，求這物體有多重？（不計(jì)滑輪的重力和摩擦阻力）的重力和摩擦阻力） NSWGmJ72010102 . 73例題例題5 5：如圖，：如圖，ABAB段是光滑圓弧面，段是光滑圓弧面，BCBC段是粗糙的水段是粗糙的水平面，平面，BCBC0.90.9米，質(zhì)量為米，質(zhì)量為6 6千克的物體從高千克的物體從高h(yuǎn) h0.30.3米的米的A A點(diǎn)由靜止下滑，到達(dá)點(diǎn)由靜止下滑，到達(dá)C C點(diǎn)時(shí)靜止，求物體在點(diǎn)時(shí)靜止，求物體在BCBC段所受的阻力。段所受的阻力。

5、ABChNmmkgNkgSmghSWfWWGGf3 .339 . 03 . 0/1010運(yùn)用概念運(yùn)用概念 理性思維理性思維你得把你得把12桶每桶桶每桶1.25升的飲料從一樓搬到四升的飲料從一樓搬到四樓樓,你可以一次把它們?nèi)嵘蟻?lái)你可以一次把它們?nèi)嵘蟻?lái),你也可以每次你也可以每次二桶分別搬二桶分別搬.你還可以拿一個(gè)筐將它們一次搬你還可以拿一個(gè)筐將它們一次搬上來(lái)。你認(rèn)為哪中方法做的功多上來(lái)。你認(rèn)為哪中方法做的功多?為什么為什么?第第2個(gè)問(wèn)題個(gè)問(wèn)題 機(jī)械效率機(jī)械效率一、機(jī)械效率一、機(jī)械效率1.1.有用功：使用任何機(jī)械時(shí)，機(jī)械對(duì)物有用功：使用任何機(jī)械時(shí)，機(jī)械對(duì)物體做的功是人們需要的，叫做有用功。體做的

6、功是人們需要的，叫做有用功。若是提升重物則若是提升重物則W W有有= =Gh Gh 若是水平牽引若是水平牽引物體物體W W有有= =fsfs 2.2.額外功：而克服機(jī)械本省重力和摩擦額外功：而克服機(jī)械本省重力和摩擦力做的功不是人們需要的，而是不得不力做的功不是人們需要的，而是不得不額外增加做的，叫額外功。額外增加做的，叫額外功。W W額外功額外功= =W W機(jī)械機(jī)械+ +W W阻力阻力 3、機(jī)械效率、機(jī)械效率總功：動(dòng)力總功：動(dòng)力對(duì)機(jī)械對(duì)機(jī)械做的功做的功額外功：克服機(jī)械本身額外功：克服機(jī)械本身重力和摩擦重力和摩擦力力所做的功，不是人們需要的，而所做的功，不是人們需要的，而是不得不額外增加的是不得

7、不額外增加的有用功：機(jī)械有用功：機(jī)械對(duì)物體對(duì)物體做的功做的功FGW總總=FsW有用有用=GhW額額=W總總- W有用有用WW有用總100 11例例1 用如圖所示的滑輪組將重用如圖所示的滑輪組將重150牛牛的重物提高的重物提高1米，動(dòng)滑輪重米，動(dòng)滑輪重20牛，人牛，人作用于繩端拉力是作用于繩端拉力是100牛，求：有用牛，求：有用功，總功，額外功功，總功，額外功 提起動(dòng)滑輪做得提起動(dòng)滑輪做得功，克服摩擦力做得功，機(jī)械效率。功，克服摩擦力做得功，機(jī)械效率。 W總總=Fs=100N=100N3m3m300J300JW W有用有用= =GhGh= =150N150N1m1m150J150JW額額1=G動(dòng)

8、動(dòng)h=20N=20N1m1m20J20JW額額2= W總總- - W W有用有用- - W額額1 =13 =130J0JWW有用總100例例2 用滑輪組物體向左勻速拉動(dòng)用滑輪組物體向左勻速拉動(dòng)2米時(shí)，米時(shí)，所受摩擦力為所受摩擦力為250牛的，所用拉力是牛的，所用拉力是150牛，那么有用功等于牛，那么有用功等于 焦，總功等于焦，總功等于 焦?；喗M的機(jī)械效率為焦?；喗M的機(jī)械效率為 。A500J 600J 83.3%例例3 如圖所示，物體如圖所示，物體A重重G=1000牛，牛，A與地面的摩擦力是與地面的摩擦力是200牛，繩子自牛，繩子自由端拉力為由端拉力為80牛，物體勻速移動(dòng)牛，物體勻速移動(dòng)1米

9、，米，求：求： W有，有，W總，總， W總總=Fs=80N=80N3m3m300J300JW W有用有用= =fsfs= =200N200N1m1m200J200JWW有用總100=4.如何提高機(jī)械效率如何提高機(jī)械效率（1）在做相同有用功時(shí)，減小額外）在做相同有用功時(shí)，減小額外功；功；減輕動(dòng)滑輪重，較少摩擦力減輕動(dòng)滑輪重，較少摩擦力（2）在額外功相同時(shí)，增大有用功）在額外功相同時(shí)，增大有用功想一想？想一想？例例4 將同一物體提升相同高度，用下將同一物體提升相同高度，用下列哪個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率高（列哪個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率高（ ）那個(gè)機(jī)械更省力（那個(gè)機(jī)械更省力（ ）A 動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪 B 定滑輪定

10、滑輪 C 滑輪組滑輪組 D 三個(gè)機(jī)械都一樣。三個(gè)機(jī)械都一樣。 B C例例5 在在“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，得到下表數(shù)據(jù)：同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，得到下表數(shù)據(jù)：（1）所用滑輪組中動(dòng)滑輪，定滑輪的最少個(gè)數(shù)分別為（）所用滑輪組中動(dòng)滑輪，定滑輪的最少個(gè)數(shù)分別為（ ）（2）第一次，第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率的大小分別為（）第一次，第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率的大小分別為（ ）（3）兩次實(shí)驗(yàn)所測(cè)機(jī)械效率不同的原因是（）兩次實(shí)驗(yàn)所測(cè)機(jī)械效率不同的原因是（ ） 次數(shù)次數(shù)鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量（克）（克）鉤碼上升鉤碼上升高度（米）高度（米）彈簧秤示彈簧秤示數(shù)（牛）數(shù)（牛

11、）彈簧秤移動(dòng)彈簧秤移動(dòng)距離（米）距離（米） 1 100 0.1 0.5 0.3 2 200 0.2 0.9 0.62 67.7% 70% 2112a甲方甲方b甲甲方甲方方甲方例例6.6.用四只完全相同的滑輪和兩根相用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的同的繩子組成如圖所示的a、b兩個(gè)滑兩個(gè)滑輪組，用其提起相同的重物輪組，用其提起相同的重物G。如不。如不計(jì)滑輪與軸的摩擦，則（計(jì)滑輪與軸的摩擦，則（ ） A.a滑輪組較省力，機(jī)械效率也較高滑輪組較省力，機(jī)械效率也較高 B.b滑輪組較省力，機(jī)械效率也較高滑輪組較省力，機(jī)械效率也較高 C.兩滑輪組的省力程度不同，但機(jī)械兩滑輪組的省力程度不同

12、，但機(jī)械效率相同效率相同 D.兩滑輪組的省力程度不同，機(jī)械效兩滑輪組的省力程度不同，機(jī)械效率也不同率也不同 C功率功率機(jī)械效率機(jī)械效率物理物理意義意義比較物體做功快慢比較物體做功快慢 有用功在總功中占的比值有用功在總功中占的比值定義定義單位時(shí)間內(nèi)完成的功單位時(shí)間內(nèi)完成的功若甲的機(jī)器的功率大若甲的機(jī)器的功率大于乙機(jī)器的功率于乙機(jī)器的功率含義（含義（1）甲做的功比）甲做的功比乙做的功快（乙做的功快（2）相同）相同時(shí)間內(nèi)甲做的功多（時(shí)間內(nèi)甲做的功多（3）作相同的功甲用的時(shí)作相同的功甲用的時(shí)間少間少有用功跟總功的比值有用功跟總功的比值甲機(jī)械效率高甲機(jī)械效率高含義含義（1）做相同總功時(shí)）做相同總功時(shí)甲做

13、的有用功多（甲做的有用功多（2）做）做相同有用功甲做的總功少相同有用功甲做的總功少（3）做相同有用功甲的）做相同有用功甲的額外功少額外功少符號(hào)符號(hào)P單位單位瓦瓦無(wú)單位無(wú)單位7.7.用一個(gè)機(jī)械效率是用一個(gè)機(jī)械效率是70%70%的的滑輪組將一滑輪組將一受重力為受重力為22402240牛的貨物勻速提起，所用牛的貨物勻速提起，所用拉力為拉力為800800牛，則滑輪組至少由幾個(gè)定牛，則滑輪組至少由幾個(gè)定滑輪和幾個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪和幾個(gè)動(dòng)滑輪組成 （ ）A.A.一個(gè)定滑輪二個(gè)動(dòng)滑輪一個(gè)定滑輪二個(gè)動(dòng)滑輪 B.B.二個(gè)定滑輪二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪二個(gè)動(dòng)滑輪C. C. 二個(gè)定滑輪一個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪一個(gè)動(dòng)滑輪 D.

14、 D. 二個(gè)定滑輪三個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪三個(gè)動(dòng)滑輪47.08002240%100NNFGnFnhGhWW總有8.吊車(chē)的質(zhì)量為吊車(chē)的質(zhì)量為20千克，人的質(zhì)量千克，人的質(zhì)量為為60千克。如圖千克。如圖9-9（a）所示，人）所示，人站在地上，通過(guò)滑輪組用吊車(chē)勻站在地上，通過(guò)滑輪組用吊車(chē)勻速提起質(zhì)量為速提起質(zhì)量為60千克的重物，滑千克的重物，滑輪組的效率為輪組的效率為80%，則人拉繩的，則人拉繩的力為力為_(kāi)牛。如圖牛。如圖9（b）所示，人站在空吊車(chē)上，要通過(guò)所示，人站在空吊車(chē)上，要通過(guò)滑輪組勻速拉起吊車(chē)，滑輪組的滑輪組勻速拉起吊車(chē)，滑輪組的效率仍為效率仍為80%，則人拉繩的力為，則人拉繩的力為_(kāi)牛，此時(shí)

15、人對(duì)吊車(chē)的牛，此時(shí)人對(duì)吊車(chē)的壓力為壓力為_(kāi)牛。牛。 NNnGFFnhGhWWna25038 . 0600%1003物總有圖中NNnGFFnhGhWWnb5 .18748 . 0600%1004物總有圖中G=F拉拉+F支支F支支=600N-187.5N=412.5N9.9. 用滑輪組勻速提升重用滑輪組勻速提升重20002000牛的物體，作用牛的物體，作用在繩子自由端的拉力大小為在繩子自由端的拉力大小為625625牛，拉力做功牛，拉力做功的功率為的功率為12501250瓦，滑輪組的機(jī)械效率為瓦，滑輪組的機(jī)械效率為80%80%，不計(jì)摩擦和繩重。（不計(jì)摩擦和繩重。（1 1）求重物上升的速度；）求重物上

16、升的速度； （2 2）如果使用這個(gè)滑輪組勻速提升重）如果使用這個(gè)滑輪組勻速提升重35003500牛的物體，求作用在繩子自由端的拉力。牛的物體，求作用在繩子自由端的拉力。(3) 如果他在第（如果他在第（2）中所用的時(shí)間是）中所用的時(shí)間是10秒鐘，秒鐘，那么它在勻速提升那么它在勻速提升2 2米高的過(guò)程中有用功率是米高的過(guò)程中有用功率是多少？多少？ 已知已知:提升重物提升重物,G物物=2000N F拉拉=625N P總總=1250W=80%解解(1)先求滑輪組繩子的股數(shù)先求滑輪組繩子的股數(shù)58 . 06252000%100NNFGnFnhGhWW總有(2)再求物體上升的速度再求物體上升的速度(3)然

17、后求滑輪組中動(dòng)滑輪的重力然后求滑輪組中動(dòng)滑輪的重力smNWFPvvFvP/4 . 05625125055繩物繩總NGGGGGWWW5001物動(dòng)動(dòng)有有額有有）（(4)然后求滑輪組提升然后求滑輪組提升3500N重物時(shí)的拉力重物時(shí)的拉力,已知?jiǎng)踊喌闹亓σ阎獎(jiǎng)踊喌闹亓GGF80051/）（動(dòng)物拉(5)有用功功率有用功功率wsmNVGP1200/4 . 03500/物物10.在在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)中。 （1）需要的器材，除滑輪、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、）需要的器材，除滑輪、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、鉤碼和彈簧秤外還應(yīng)有鉤碼和彈簧秤外還應(yīng)有_。 （2）在提升鉤碼時(shí)，應(yīng)使彈簧秤拉著繩的

18、自）在提升鉤碼時(shí)，應(yīng)使彈簧秤拉著繩的自由端在豎直方向上作由端在豎直方向上作_運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 （3）若用同一滑輪組提升鉤碼，當(dāng)鉤碼增加）若用同一滑輪組提升鉤碼，當(dāng)鉤碼增加時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將_。 （4）若組成滑輪組的每個(gè)滑輪都相同，提升）若組成滑輪組的每個(gè)滑輪都相同，提升相同的鉤碼，滑輪組的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增加，機(jī)械相同的鉤碼，滑輪組的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增加，機(jī)械效率將效率將_。（本題填（本題填“變大變大”、“變小變小”或或“不變不變”。）。） 1111兩個(gè)滑輪組如圖兩個(gè)滑輪組如圖1 1中甲、乙所中甲、乙所示，已知每一個(gè)滑輪的重都是示，已知每一個(gè)滑輪的重都是GoGo，摩擦阻力和繩重不計(jì)，用它們勻速摩擦阻力和繩重不計(jì)，用它們勻速提起重為提起重為G=5GoG=5Go的物體，甲、乙兩的物體，甲、乙兩 個(gè)滑輪組的機(jī)械效率之比為（個(gè)滑輪組的機(jī)械效率之比為（ ）A.6A.6：7 B.77 B.7：6 6 C.5C.5：6 D.56 D.5：7 7F1F26720021GGGGGGGGGWWW動(dòng)有有額有有FH解解(1)浸沒(méi)水中的浮力浸沒(méi)水中的浮力NmkgNmkggVF233