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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=FS4、功的单位：焦耳，1J= 1Nm 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。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
2、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
3、：表示做功快慢的物理量。3、公式： 4、单位： W 常用单位 kW mW 马力 换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 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=P.t3、P=W/t=F.S/t=F.v4、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1图解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力
4、；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B、D三种情景，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
5、况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多例2图解析：三种情况下拉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=5.4103m/(1560s)=6m/s；(2)汽车发动机牵引力做的功W=FS=4000N5.
6、4103m=2.16107J; (3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16107J/(1560s)= 2.4104w.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
7、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？（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？ 质量m/kg步距S/m腿长l/m时间t/s50050065100解析：（1）h=-h m （2）W=mghn=50kg9.8N/kg0.05m100m/0.5m=4900J P=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01m2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：(
8、1)物体对地面的压强；(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=200J/20s=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m54kg，在时间t1min内完成n20次引体向上的动作，每次上拉时上升的高度h0.5m，g取10N/kg，试求:(1)每完成一次动作，小明所做的功；(2
9、)小明做引体向上时的功率。解析：（1）每完成一次操作，小明做功Wmgh54kg10N/kg0.5m270J （2）在时间t1min内小明做功WnW20207J5.4103J 小明做引体向上时的功率P90W 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
10、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，32J B、16N，32J C、8N，64J D、16N，64J 3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、1W B、10W C、100W D、1000W4某运动员把1000N的杠铃举高1.8m后在空中停留5秒钟，在这5S内他对杠铃做的功是_J，功率是_W。5大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功？ （ ） A、200J B、300J C、400J D、500J