功与功率、简单机

功与功率、简单机械功和功率

1．功的两个必要条件：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的__距离___，公式为：__W＝Fs___，单位为__焦耳__，1J＝___1___N·m。2．功率是物体在__单位时间___内所做的功，公式：__P＝W/t__，单位：__瓦特__，1W＝1J/s。3．功率是表示物体__做功快慢__的物理量，不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。在进行有关功与功率的计算时要注意单位的统一。【解析】力对物体做功的两个条件：一是力，二是物体在力的方向上通过的距离。B选项，由于米袋在力的作用下，移动了距离，人对米袋做功；A选项举着杠铃原地不动，杠铃没有移动距离，所以人对杠铃不做功；C选项提着水桶在水平地面上匀速前进，水桶移动方向和力的方向垂直，人对水桶不做功；D选项用300N的力推汽车，汽车没动，汽车没有移动距离，人对汽车不做功。故选B。

1．(2014·临沂)下列事例中，人对物体做功的是()A．举着杠铃原地不动B．扛着米袋慢慢登上楼梯C．提着水桶在水平地面上匀速前进D．用300N的力推汽车，汽车没动B

【解析】根据题意可知大人和小孩运砖时的力相同，运砖时的高度相同，根据公式W＝FS可知，大人和小孩对砖所做的功相同；大人运砖用时10S，小孩运砖用时35S，根据公式P＝W/T可知，大人对砖做功功率一定比小孩对砖做功的功率大。故选C。

2．(2014·玉林)一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的是()A．大人对砖做的功比小孩对砖做的功多B．大人对砖做的功比小孩对砖做的功少C．大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大D．大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小C2．(2014·娄底)如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景，她的重心在A点，体重为500N，设地面对两个手掌的支持力为F，在运动员身体撑起的过程中()A．支持力F一定不做功B．支持力F一定做功C．支持力F＝500ND．支持力F＞500NB解：分析该题能看出，当运动员身体撑起的过程中，受到地面的支持力，该力的方向是向上的，且沿着向上的方向移动了一段距离，故支持力做了功；

同时在上述过程中，人的脚与地面的接触点是支点，重力相当于阻力，支持力相当于动力，故此时的动力臂大于阻力臂，故此时动力应该小于阻力，即支持力小于重力，即支持力F＜500N；

故选B．电梯的简化模型如下图甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。这个过程用时1分钟，求这个过程中：(1)电梯上升的平均速度；(2)拉力做的功；(3)拉力做功的功率。杠杆的五要素与杠杆的分类支点(o)：杠杆绕着转动的点动力(F1)：促使杠杆转动的力杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒

动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离F1F2l1l2F2F1l2l1l2l1杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆L1>L2F1<F2(动力<阻力)省力费距离省距离费力既不省力也不省距离L1<L2F1>F2(动力>阻力)L1=L2F1=F2(动力=阻力)分类：(2014·铁岭)同学们的文具盒里，有许多学习用品的使用属于杠杆原理的应用。例如：打开文具盒，将盒盖上翻过程中，文具盒的盒盖相当于_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；用墨色水笔答题时，笔相当于______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。【解析】找出这些日常用品中杠杆的“五要素”，即动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点，从而根据杠杆分类的依据，判断出文具中应用的杠杆属于哪一种类型。打开文具盒，将盒盖上翻过程中，支点在一端，动力臂大于阻力臂，所以文具盒的盒盖相当于省力杠杆；用墨色水笔答题时，阻力在一端，动力臂小于阻力臂，笔相当于费力杠杆。省力费力如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为一个杠杆。他的重心在A点,重力为500牛,那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少＿＿＿。若他在1分钟内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4米，则他的功率至少为＿＿＿瓦。

300牛606．(2014·宁夏)如图所示是列车上卖食品的手推车。当前轮遇到障碍物时，售货员就会竖直向下压扶手，如图甲所示，此时的支点在后轮C点；当后轮遇到障碍物时，售货员就会竖直向上提扶手，如图乙所示。(1)请分别在图甲和图乙上画出F1、F2对支点的力臂。(2)试说明哪种情况更省力，为什么？(2)乙图更省力。前后两种情况，阻力、阻力臂一定，动力臂越长，越省力，乙图中的动力臂较长，对应的动力较小，更省力。1．杠杆平衡包括杠杆静止和杠杆匀速转动。2．杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。也可以表示为F1·l1＝F2·l2。(2014·常州)小明探究杠杆的平衡条件，挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，杠杆上每格距离相等，杆上A、B、C、D的位置如图所示，当A点挂4个钩码时，下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是()A．B点挂5个钩码B．C点挂4个钩码C．D点挂1个钩码D．D点挂2个钩码D【解析】根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。设每个钩码重力为F，每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的积为：4F×3L＝12FL；当D点挂2个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2F×6L＝12FL，杠杆能平衡，故D正确。(2014·柳州)小明利用铁架台、带有最小刻度为1cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件。(1)在挂钩码前，小明发现杠杆左端高，右端低(如图甲)，他应将杠杆两端的平衡螺母向______调节(填“左”或“右”)，使杠杆在水平位置平衡。(2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡，则杠杆两侧受到的作用力大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小。设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，则动力臂l1大小(如图乙)为______cm。左等于10.0(3)改变钩码数量与位置，获取多组测量数据，填入记录表中，根据表中的数据得出杠杆的平衡条件为：F1l1＝F2l2，据此，实验测量数据记录表中第三次实验中的空格应填____。实验测量数据记录表：实验次序动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.01.010.022.010.02.010.032.015.03.0……………(4)测量多组数据的目的是_______________(填“减小实验误差”或“避免实验错误”)10.0减小实验误差【解析】(1)由图知，左端较高，所以平衡螺母应向左调节；(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小；动力臂大小可以直接从杠杆上读出为10.0cm；(3)根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2，代入数据：2.0N×15.0cm＝3.0N×l2，解得：l2＝10.0cm。(4)在实验中，获取三组测量数据，这样可以减少实验的偶然性，并减小实验误差。9．(2014·佛山)如图所示是某高压蒸汽压力控制装置的示意图。当阀门S(底面积为2cm2)受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，该装置相当于一个杠杆。杠杆的平衡条件是_________；若OA＝0.2m，AB＝0.6m。物体C重25N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为______N(忽略杆重)；当锅炉内气压为4×105Pa时，蒸汽对阀门下表面的压力是______N。F1l1＝F2l210080定滑轮和动滑轮B、可以使作用力的方向改变定滑轮特点：C、距离不变（自由端移动距离与重物移动距离相等）。A、等臂

等力：F1=F2FG动滑轮l2l1A:支点在边缘O处（可以移动）。B:动力臂l1为阻力臂l2的2倍。动力F为阻力G的1/2倍12F＝G1：实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。2：在上述情况下，动力是阻力的1/212F＝G即3：拉力的方向与重物的移动方向相同。结论：使用动滑轮可以＿＿＿，但不能改变施力的＿＿＿。移动距离呢？省力方向O.A：省一半力：F1=2F2B：不能使作用力的方向改变C：费距离（自由端是重物距离的2倍）动滑轮特点：1．定滑轮：能改变__力的方向___，不能__省力__。实质是__等臂__杠杆。2．动滑轮：能__省力__，不能__改变力的方向__。实质是动力臂是阻力臂二倍的__省力__杠杆。3．使用机械有的可以省力，有的可以省距离，但使用任何机械都不能省___功___。8．(2014·金华)如图，用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)，图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是()A．F1＝F2

B．F3＝F4C．F1＝F3/4D．F2＝F4/4B【解析】甲图是一个动滑轮，能够省一半的力，故F1＝(G物＋G动)/2；当拉力与竖直方向有夹角，由于夹角越大，拉力越大，所以F2＞F1；乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F3＝F4＝G物。故选B。9．(2014·崇明)如图所示，不计滑轮重与摩擦，重为50N的物体A在竖直向上的拉力F作用下匀速上升2m。(1)求拉力F；(2)求此过程中拉力所做的功。解：(1)不计滑轮重与摩擦时，动滑轮可省一半的力，拉力大小为：F＝G/2＝1/2×50N＝25N

(2)使用动滑轮时，n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力所做的功：W＝Fs＝25N×4m＝100J10．(2014·桂林)小明利用如图所示的简单机械移动物体A时。当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是()A．F1＝F2＜F3B．F1＜F2＜F3C．F1＞F2＞F3D．F1＝F2＝F311．(2014·武汉)如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F的大小是()A．5NB．10NC．40ND．20NDB

12．(2014·临沂)如图所示，重为100N的物体A，在大小为20N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，经过3s，物体A在水平面上向左移动了30cm的距离，滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间摩擦不计。则下列结论正确的是()A．物体运动的速度为10m/sB．物体与地面之间的摩擦力为20NC．拉力F的功率为2WD．拉力F做的功是12JD滑轮组和机械效率滑轮组：由一个定滑轮和一个动滑轮组成。拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一即1nF＝G滑轮组机械效率的定义：有用功跟总功的比值

有用功：对人们有用的功额