简单机械(三)----功和功率

1、简单机械（三）-功和功率第一步：知识梳理机械功1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS功的原理：（了解）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：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 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。 使用机械虽然不能省功，但人类

2、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。 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（了解） 理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理； 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。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。CWP=3、公式：t4、单位：W常用单位kWmW马力换算：1kW=

3、103W1mW=106W1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车1s内做功66000J第二步：方法归纳1、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。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、W=F.S=R3、P=W/t=F.S/t=F.v4、有-G物h物W额二Gh物总=F拉.S绳二F拉.n.h物第三步：经典例题讲解例1、如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）例i图解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A、B、D三种

4、情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A、B、D两图的人都没有对物体做功。C图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。答案：C【思路点拨】解答此类问题关键是准确理解做功的两个必要因素：1、有力作用在物体上2、在力的方向上通过一段距离。两个因素缺一不可。例2、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）乙图中的拉力做功最少（B）甲图中的拉力做功最少（C）甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多（D）丙图中的拉力做功最多F甲3例2图解析：三种情况下拉

5、力做的功就只需比较拉力的大小和沿拉力方向移动距离的长短，不要受干扰条件平面或斜面及向上或向下运动的影响。本题中这两个因素都相同，所以做功一样多。答案：C例3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时，耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度；(2)汽车发动机牵引力做的功；(3)汽车发动机牵引力的功率.解析：(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4x103m/(15X60s)=6n；s(2)汽车发动机牵引力做的功W=FS=4000NX5.4x103m=2.16x107J汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.

6、16x107J/(15x60s)=2.4x104w.例4、你思考过人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗？小文同学对此进行了研究她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功.小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100m，有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离)：(1)小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米？(2)小文行走100m需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？

7、质量m/kg步距S/m腿长l/m时间t/s500.500.65100(3)通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素会影响人的锻炼效果？=1-I2_(S)2=065-0.6-0酋=0.05解析：(1)Ah=-h2m(2) W=mAhn=50kgx9.8N/kgx0.05mx100n0.5m=4900JP=W/t=4900J/100s=49W(3) 步距(或步伐大小、步子大小、跨步大小等均可)、步行速度(或步速、步行快慢、步行频率、跨步频率等均可)例5、重为120N、底面积为0.1m2的物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动了10m，用时20s.求：(1) 物体对

8、地面的压强；(2) 物体所受摩擦力的大小；(3) 拉力所做的功和拉力的功率.解析：(1)p=F/S=120N/0.1m2=1200Pa(2) f=20N(3) W=F.S=20N.10m=200J;P=W/t=200J20s=10w例6、引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，身体自然悬垂，上拉时，下颚超过单杠；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉、下放，重复动作，达到锻炼的目的。今测得小明的体重m=54kg,在时间t=1min内完成n=20次引体向上的动作，每次上拉时上升的高度h=0.5m,g取10N/kg，试求：(1)每完成一次动作，小明所做的功；小明做引

9、体向上时的功率。解析：(1)每完成一次操作，小明做功W=mgh=54kgx10N/kgX0.5m=270J(2)在时间t=1min内小明做功W=nW=20x207占5.4x103Jd、明做引体向上时的功率P=t=35.4103J60s=90W第四步：课后巩固练习1 在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是()A、铅球出手后，水平方向移动7m,手对铅球做了功B、用30N的水平推力，将重为180N的物体推动9米。推力对物体做了功C、关闭发动机后，火车仍向前滑行50m，火车的惯性对它做了功D、小球在光滑的水平面上滚动，支持力对它做了功2 .如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动,此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2S内F所做的功分别为()A、8N,32JB、16N,32JC8N,64JD、16N,64J3.某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近()A、1WB、10WC、100W