功知识点梳理与典型例题:一、功1.功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向我们就说力对物体做了功.2.做功的两个必要因素:和物体在力的方向上.3.计算公式:,功的单位:,1焦耳物理意义是。
4.不做功的几种情况:A.“劳而无功”物体受到力的作用,但物体没有移动,这个力对物体不做功.如小孩搬大石头搬不动.B.“不劳无功”由于惯性保持物体的运动,虽有通过的距离,但没有力对物体做功.如冰块在光滑水平面上运动.C.“垂直无功”当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时,这个力对物体不做功.如提着重物在水平地面上行走.甲、乙图是力做功的实例,丙、丁图是力不做功的实例基础题【例1】在国际单位制中,功的单位是()A.焦耳B.瓦特C.牛顿D.帕斯卡【例2】以下几种情况中,力对物体做功的有()A.人用力提杠铃,没有提起来B.沿着斜面把汽油桶推上车厢C.用力提着水桶水平移动2米,水桶离地面高度不变D.物体在光滑水平面上匀速前进二米【例3】下列关于物体是否做功的说法中正确的是()A.起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离,起重机对钢筋做了功B.被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功C.小刚从地上捡起篮球的过程中,小刚对篮球做了功D.小丽背着书包站在路边等车,小丽对书包做了功【例4】如图所示的四种情景中,人对物体做功的是()【例5】 关于图所示的各种情景,下面说法错误..的是( )A .甲图中:系安全带可预防汽车突然减速时人由于惯性前冲而撞伤B .乙图中:人用力向上搬大石块没有搬动,则重力对大石块做了功C .丙图中:在拉力作用下拉力器弹簧变长,说明力可使物体发生形变D .丁图中:抛出的石块在重力作用下改变原来的运动方向和运动快慢【例6】 物体A 在水平拉力F =20N 的作用下,第一次加速运动了10m ,第二次匀速运动了10m ,第三次减速运动了10m ,在三次不同的运动情况中比较拉力F 对物体做的功( )A .第一次最多 B .第二次最多 C .三次一样多 D .第三次最多【例7】 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离.关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( ) A .在粗糙地面上做功较多 B .在光滑地面上做功较多C .两次做功一样多D .条件不够,无法比较两次做功的多少【例8】 如图所示,已知A B C M M M >>.在同样大小的力F 作用下,三个物体都沿着力的方向移动了距离s ,则力F 所做的功( )A .A 情况下F 做功最多B .B 情况下F 做功最多C .C 情况下F 做功最多D .三种情况下F 做功相同【例9】 一名排球运动员,体重60kg ,跳离地面0.9m ,则他克服重力做功(取g =10N/kg )( )A .54J B .540J C .9J D .600J【例10】 今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台.观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上,呈U 字型,离谷底1200m 高,取名为“人行天桥”,如图所示.如果在建造过程中有一块质量为0.1kg 的石子从观景台掉落谷底,则下落过程中,石子的重力做功为(g 取10N/kg )( ) A .12JB .1200JC .51.210J ⨯D .61.210J ⨯【例11】 某商场扶梯的高度是5m ,扶梯长7m ,小明体重为600N .扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功_________J .中档题【例12】 足球运动员用500N 的力踢球,足球离开运动员的脚后向前运动了50m ,在此运动过程中,运动员对足球做的功是 J .【例13】 某人用20N 的力将重为15N 的球推出去后,球在地面上滚动了10m 后停下来,这个人对球所做的功为( )A .0B .200JC .150JD .条件不足,无法计算【例14】 重为1000N 的小车,在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m ,小车所受阻力为车重的0.3倍,则拉力对小车做的功为_________J ;小车的重力做的功为_________J .【例15】 如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶,动滑轮重为20N ,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m .求:(1)泥桶上升的高度;(2)拉力做的功.【例16】 如图所示,水平地面上的物体在水平恒定拉力F 的作用下,沿ABC 方向做直线运动,已知AB =BC .设AB 段是光滑的,拉力F 做功为1W ;BC 段是粗糙的,拉力做功为2W ,则1W 和2W 的关系是( )A .12W W =B .12W W >C .12W W <D .不能确定【例17】 一个滑块质量2千克,在光滑斜面上由A 滑到B ,如图所示.已知AB =40厘米,斜面对物体支持力是17牛,在从A 到B 的过程中,重力做功_____焦,支持力做功_____.【例18】 如图所示,在水平拉力F 作用下,使重40N 的物体A 匀速移动5m ,物体A 受到地面的摩擦力为5N ,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F 做的功为( ) A .50JB .25JC .100JD .200J【例19】 A 、B 两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动,如果B 的质量是A 的2倍,A 所受的外力是B 的3倍,A 运动速度是B 的4倍,那么在相同的时间内,外力对A 、B 两物体做功之比应是( )A .6:1B .8:1C .12:1D .24:1【例20】如图所示,用大小不变的力F把重1000N的物体由图中A处沿水平面AB和长10m、高3m的光滑斜面BC匀速推至斜面顶端C,推力共做功4500J,那么物体从B被推到斜面顶端C时,推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面AB长多少?【例21】如图所示,一个重8N的物体A斜放在长2m、高1m的斜面上,用细绳跨过定滑轮与重5N的物体B连起来.在B的作用下,A由斜面底端被匀速拉上顶端.求:(1)绳对A的拉力大小.(2)A所受的摩擦力大小.(3)拉力对A做了多少功.机械效率知识点梳理与典型例题一、知识梳理:(一、)正确理解有用功、额外功和总功1、有用功:叫有用功。
通常是机械对物体所做的功就是有用功。
例如,你用滑轮组匀速提升重物时,W有用=Gh;又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时,W有用=fs。
2、额外功:叫额外功,通常是克服机械自重和摩擦所做的功。
3、总功:叫总功。
通常是人使用机械时对机械所做的功。
W总=Fs,既然是人做的功,那么这里的F就是人使用机械时所用的力,s是人的力所通过的距离。
有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。
(二、)机械效率1、定义:机械效率是,表达式=。
由表达式可知:(1)总功一定时,机械做的有用功越多,或额外功越少,机械效率就越高。
(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少,或额外功越少,机械效率越高。
2. 机械效率是个比值,通常用百分数表示,由于使用任何机械都要做额外功,因此有用功总小于总功,所以总l。
二、分类典型例题:题型一:对有用功、额外功、总功的认识,并能利用机械效率公式进行简单的分析判断例1:下列机械效率的说法正确的是( )A .机械效率可以提高到100%B .机械效率总小于1C .功率大的机械机械效率高D .机械效率越高,有用功就越多例2:各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同,要根据具体情况具体分析。
具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同,不计绳重),产生额外功最多的应是 图。
若钩码的质量为100g ,在三种情况中均被提高1m ,各种情况机械做的有用功均为 J ,通过分析可判断出 图的机械效率最大。
例3:小红用塑料桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。
在这两个情形中水桶中都有水。
那么下列分析中正确的是( )A 、两个情形中,两人对水做的功都是有用功B 、两个情形中,两人对水做的功都是总功C 、两个情形中,两人对水做的功都是额外功D 、小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功题型二:会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率例1:一台起重机将重5000N 的货物提高2m ,如果额外功是2500J ,则起重机做的有用功是 J ,该起重机的机械效率是 。
例2:工人利用如图2所示的滑轮组将重900N 的物体竖直向上匀速提升 0.5m ,工人对绳的拉力为600N ,则滑轮组对重物所做的有用功W 有用 =__________J ,该滑轮组此时的机械效率η=________%.例3、重2540牛的货物。
如图1所示,滑轮组把它提升1.7米。
若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则: (1)绳端拉力F 是多少牛? (2)绳端移动的距离是多少米?图2(3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,须在绳端施力800牛,滑轮组的机械效率是多少?例4、用如图所示的滑轮组将重500N的物体,在2S内匀速提升6m,已知拉力的大小为200N,不计绳重及摩擦,求:(1)滑轮组提升重物时所做的功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)拉力的功率。
(4)动滑轮的重。
例5、如图所示,斜面长3m,高1m。
工人用400N的力沿斜面方向将重840N的箱子推到车上。
求:(1)工人做的有用功。
(2)工人做的总功。
(3)该斜面的机械效率。
(4)箱子与斜面间的摩擦力。
例6、利用如图所示的杠杆将重3N的物体缓慢匀速提升10cm,手的拉力F为2N,手移动的距离为30cm。
则杠杆的机械效率为多少?例7、用如图所示的滑轮组拉着物体匀速前进了20cm若物体与地面的摩擦力为9N,则人所做的有用功是多少?如果对绳的拉力,则该滑轮组的机械效率是多少?例8、如图2所示,物体重15000牛顿,物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍,滑轮组的机械效率为80%,求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大?例9、用如图所示的滑轮组吊起一物重为100N的物体,上升1m,机械效率为80%求1)拉力F是多少?2)若物重再加5N,提升1m总功,拉力,机械效率分别是多少?例10、如图3所示,某矿产工人用200N的水平拉力,抓紧绳子一端,沿水平地面匀速向右运动,在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m。
根据题给条件,请你计算出与本题相关的5个物理量,要求写出简要说明和结果。
(g取10N/kg)图3题型三:会测定滑轮组的机械效率,通过探究认识不同情况下滑轮组的机械效率不同,并能解释其中的原因例1:小芳和小兰运用如图4所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其它因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种: 猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关; 猜想2:可能与被提升的钩码重有关; 猜想3:可能与钩码被提升的高度有关。