初三物理功.doc

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初三物理功、功率

主要知识点分析：

（一）功

1.做功的定义：

物体在力的作用下，沿力的方向移动了一段距离，我们就说力对物体做了机械功。

简称：

做功。

理解为：

力的作用效果可以使物体的运动状态发生改变。

即表现为物体在力的方向上通过一段距离。

 2.做功的两个必要条件

一是物体要受到力的作用，二是物体要在力的方向上通过一段距离。

二者要同时具备，缺一不可。

下面的三种情况不做功：

A.物体受到力的作用但是处于静止状态（不动无功）

B.物体先前受力而现在力消失，物体由于惯性而运动（不劳无功）

C.物体虽受到力的作用但是力与物体运动的方向垂直（劳而无功）

 3.注意重力做功的情况。

如图：

（1）重物从高处下落时，重力做功。

（2）重物沿楼梯下滑时，重力做功

（3）重物沿斜面下滑时，重力做功

 4.公式：

功的大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式为：

W＝FS

5.单位：

功的单位是焦耳，符号是J。

1J＝1N·m。

即：

用1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离，所做的功就是1J。

（用手托起2个鸡蛋所用的力约为1N，竖直向上运动1m时所做的功约1J）

用公式进行计算时，要注意S是在力的方向上通过的距离，而不是其它距离，且单位要统一用国际单位。

（二）功率

1.物理意义：

表示物体做功的快慢的物理量。

功率的数值越大，做功越快，反之功率的数值越小做功越慢。

（注意功率表示的不是做功的多少，而是做功的快慢。

）

2.定义：

单位时间内完成的功，叫做功率。

3.公式：

，这里，W表示功，单位是J，t表示时间，单位是S，P表示功率，单位是：

W。

4.单位：

在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称：

瓦 符号：

W。

1S内完成1焦耳的功，其功率就是1瓦。

其它单位：

kW；1kW＝1000W，生活中常用“马力”来表示一些机械的功率，1马力＝735W。

而在空调行业，经常用“匹”来表示功率。

有些业内人士说：

1匹等于1马力。

 5.一些常见机械的功率。

【典型例题】

 例1.如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（   ）

分析：

本题要考查的内容是做功的两个要素：

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。

即力有效果：

使物体在力的方向上通过一定的距离。

A图中有力没有距离，不做功，B图中有力没有距离，不做功，C图中在搬起箱子的过程中，箱子受到竖直向上的力，物体在力的方向上通过了一段距离，故力对箱子做了功，D图中力与距离垂直，故不做功。

答案：

C

说明：

在做功的二个条件的考查中，要注意，以下的三种情况即：

A.物体受到力的作用但是处于静止状态（不动无功）B.物体先前受力而现在力消失，物体由于惯性而运动（不劳无功）C.物体虽受到力的作用但是力与物体运动的方向垂直（劳而无功）

如：

某举重运动员在3s内将1500N重的杠铃匀速举高2m，在这段时间内举力对杠铃做的功为     J；如果运动员举起杠铃后在空中又停留了3s，则在这3s内对杠铃做的功为___________J。

举起时做功，停在空中时，不做功。

 例2.在如图所示的装置中，放在水平地面上的物体质量为10㎏，在F=10N的拉力作用下，以0.4m/s的速度做匀速直线运动。

问：

（1）物体受到的摩擦力是多大？

（2）在10s内拉力F做了多少功？

分析：

这是一个关于动滑轮在水平方向上的应用、摩擦力和功的计算题目，题目较为复杂。

这里物体处于匀速直线运动状态，则物体一定受到平衡力，故拉力就等于摩擦力，而对于这个动滑轮而言，绳子的自由端是作用在滑轮的轴心上故所用的拉力是作用在轴心上的力的二倍。

这个力是10N故作用在轮上的拉力等于5N。

即这个滑轮实质上是一个费力的滑轮，因此省距离。

当物体运动了4m（S＝Vt），这时，滑轮的轴心运动了2m。

答案：

（1）由于这是一个动滑轮，在水平方向上的费力用法费力即省距离f＝F＝5N

（2）10s内物体运动的距离为S＝Vt＝0.4m/s×10s=4m，则拉力F移动的距离为2m，又根据公式：

W=FS=10N×2m=20J

说明：

功的问题经常会与简单的机械联系在一起组合，变成力学的综合题，这往往考查同学们的综合能力，问题的计算并不复杂。

但是对同学们而言，弄清这个题目所涉及到的知识点，分清物理过程，是尤其重要的，也是中考及其它选拔性考试所注重考查的内容。

再如：

小华同学用一动滑轮提升重物（如图所示），他用40N的力把重物匀速提升了50cm。

在这一过程中，小明对重物做了多少功？

（不计绳重、动滑轮重和摩擦）：

这里拉力为40N则物重应为80N，提升重物所做的功就应该是：

W＝FS＝80N×0.5m＝40J

（这里用拉力F与距离的乘积，或者用物体的摩擦力（或者重力）与距离的乘积来求功）

 例3.某同学用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。

重物的质量为3kg，小腿拉绳使重物在4s内匀速上升0.5m的高度，若不计绳重及摩擦。

求小腿拉重物所做的功及功率的大小。

   分析：

定滑轮不能省力但也不费力，小腿通过绳子拉重物，因此拉力的大小等于物重，利用公式W＝FS即可，然后利用P=求功率。

答案：

G＝mg＝3kg×9.8N/kg=29.4N

　　W=FS=Gh＝29.4N×0.5m=14.7J

P===3.675W

说明：

这类题目中计算功的问题往往与计算功率的问题一起出现，所以计算功往往比较关键。

小腿对重物所做的功，就是克服重力所做的功W＝Gh，而在计算功率的大小时，用P＝进行计算即可。

 例4.如图所示，小明同学体重为500N，背着重为60N的书包，书包带与小明的肩部接触的总面积为300cm2。

求：

（1）书包带对小明肩部的压强；

（2）小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功；

   （3）此过程小明用了20s，他做功的功率是多少。

分析：

这个题目是力学部分的综合题，要用P＝求压强，书包对肩部的压力等于书包的重力，受力面积即为接触面积；小明上到三楼实际上经过了二层楼梯。

即升高的高度为6m，上楼时，人要克服自身的重力和书包的重力，用公式：

W＝FS可求出功的大小，用P＝求功率。

答案：

（1）P＝＝＝2×103Pa

（2）人要克服的重力是人和书包所受到的重力G＝G人+G包＝560N

　　人要上升的高度为二层楼的高度即为6m

　　根据W＝FS＝560N×6m＝3360J

　　（3）小明所做功的功率为P＝＝＝118W

说明：

对于上楼的问题应注意，上到二楼时，人只走了一层楼梯的高度。

对于其它的楼层，都要注意。

【模拟试题】

 1.有用功、额外功和总功：

（1）有用功是指                                       ，用      表示；

有用功的计算：

竖直提升重物：

W有用=            ；水平拉动物体：

W有用=            ；

（2）额外功是指：

                                          用      表示；

产生原因：

克服机械自身重力所做的功：

W额外=            ；克服机械部件之间的摩擦所做的功；

（3）总功：

                                           用      表示；总功的计算：

                    ；                    ；                    ；

   （4）有用功、额外功、总功之间的关系是                               。

 2.机械效率：

（1）定义：

                                             ；

（2）计算：

                     ；

   （3）特点：

①       （有、没有）单位；②总      1（常用          表示）；

   （4）提高机械效率的方法：

①                        ②                  ；

 3.在如图所示的滑轮组中，思考下列问题：

（1）若要测量该滑轮组的机械效率，需要测量那些物理量？

在这些量中，哪些量是必须测量的？

那些量是可以不测也能算出机械效率的？

你能说明道理吗？

（2）需要什么器材呢？

把它列出来。

   （3）在测量各个量时要注意什么问题？

   （4）实验的记录表格是如何设计的？

把它画出来。

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