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如何计算有用功和总功?机械效率的计算公式是什么?

总功等于使用机械时用的力乘以这个力移动的距离;有用功等于直接用手做的功。η=W有用/W
通过预习积累与机械效率有关的感性知识,为学好本节课打下基础。根据有用功和总功的定义可得计算有用功和总功的方法。
试题点评:本试题考查的是学生对用功和总功及机械效率概念的理解。
练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

(2010?内乡县二模)学习了机械效率知识后,小明同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这课题提出了一些值得探究的猜想:A.跟斜面的倾斜程度有关;B.跟斜面的粗糙程度有关;C.跟物体的重力有关.同时小明同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了如图所示探究,记录如下数据:
实验次数 斜面倾角 斜面粗糙程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功W/J 总功W/J 机械效率η
30° 粗糙 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71%
30° 稍光滑 1 0.5 0.6 1 0.5
45° 粗糙 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 78%
(1)请你替小明在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中的相关数据)
(2)小明在实验中是如何改变斜面的倾斜程度的:
左右移动木块
左右移动木块

(3)此实验的研究方法与下列事例
B
B
(填写字母)相同:
A.引入“合力”的概念              B.保持电阻不变研究电流与电压的关系
C.将撬棒抽象为绕固定点转动的硬棒  D.用木块被推的距离来表示物体动能的大小
(4)通过对比实验①②数据,可验证猜想:
B
B
(填写字母).
(5)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:
斜面粗糙程度一定时,斜面倾角越大,斜面机械效率越高
斜面粗糙程度一定时,斜面倾角越大,斜面机械效率越高

(6)若要验证猜想C,你的办法是:
控制斜面的倾角和粗糙程度不变,只需在物体上叠放一个物体后按表中的方法再做一次,计算斜面的机械效率和原实验机械效率进行比较
控制斜面的倾角和粗糙程度不变,只需在物体上叠放一个物体后按表中的方法再做一次,计算斜面的机械效率和原实验机械效率进行比较

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科目:初中物理 来源:2012年人教版初中物理九年级15.2 机械效率练习卷(解析版) 题型:简答题

如何计算有用功和总功?机械效率的计算公式是什么?

 

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

人教版第十五章   功和机械能 复习提纲  

  一、功

  1.力学里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。

   巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。

   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。

   4.功的单位:焦耳,1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。

   5.应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③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。

   二、功的原理

   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?)

   ①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。

   ②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。

   ③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。

   ④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

   ①理想斜面:斜面光滑;

   ②理想斜面遵从功的原理;

   ③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。

   三、机械效率

   1.有用功:定义:对人们有用的功。

   公式:W有用=Gh(提升重物)=W-W=ηW         斜面:W有用=Gh

   2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。

   公式:W=W-W有用=Gh(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)   斜面:W=fL

   3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功

   公式:W=W有用+W=FS= W有用/η       斜面:W= fL+Gh=FL

   4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。

   ②公式: 

   斜 面:                     定滑轮:

   动滑轮:        滑轮组:

   ③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

   ④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。

   5.机械效率的测量:

   ①原理:

   ②应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

   ③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

   ④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。

   ⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:

   A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。

   B、提升重物越重,做的有用功相对就多。

   C、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。

   绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

   四、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。

   3.公式:

   4.单位:主单位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1s内做功66000J。

   5.机械效率和功率的区别:

   功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。

   五、机械能

   (一)动能和势能

   1.能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。

   理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。

   ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。

   2.知识结构:

 

   3.探究决定动能大小的因素:

   ①猜想:动能大小与物体质量和速度有关。

   实验研究:研究对象:小钢球  方法:控制变量。

   ·如何判断动能大小:看小钢球能推动木块做功的多少。

   ·如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同。

   ·如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下。

   ③分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时;速度越大动能越大。

   保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时;质量越大动能越大;

   ④得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。

 物体

质量m/kg

速度v/(m.s-1

动能E/J

约600

约0.5

约75

中学生

约50

约6

约900

   练习:☆上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据:分析数据,可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。你判断的依据:人的质量约为牛的1/12,而速度约为牛的12倍,此时动能为牛的12倍,说明速度对动能影响大。

4.机械能:动能和势能统称为机械能。

  理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

  (二)动能和势能的转化

  1.知识结构:

  2.动能和重力势能间的转化规律:

  ①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能。

  ②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能。

  3.动能与弹性势能间的转化规律:

   ①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能。

   ②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。

   4.动能与势能转化问题的分析:

   ⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。

   ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。

   ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。

  (三)水能和风能的利用

   1.知识结构:

   2.水电站的工作原理:利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

   练习:☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么?大坝为什么要设计成上窄下宽?

   答:水电站修筑拦河大坝是为了提高水位,增大水的重力势能,水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能。

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

人教版第十五章   功和机械能 复习提纲  

  一、功

  1.力学里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。

   巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。

   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。

   4.功的单位:焦耳,1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。

   5.应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③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。

   二、功的原理

   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?)

   ①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。

   ②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。

   ③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。

   ④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

   ①理想斜面:斜面光滑;

   ②理想斜面遵从功的原理;

   ③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。

   三、机械效率

   1.有用功:定义:对人们有用的功。

   公式:W有用=Gh(提升重物)=W-W=ηW         斜面:W有用=Gh

   2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。

   公式:W=W-W有用=Gh(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)   斜面:W=fL

   3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功

   公式:W=W有用+W=FS= W有用/η       斜面:W= fL+Gh=FL

   4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。

   ②公式: 

   斜 面:                     定滑轮:

   动滑轮:        滑轮组:

   ③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

   ④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。

   5.机械效率的测量:

   ①原理:

   ②应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

   ③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

   ④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。

   ⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:

   A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。

   B、提升重物越重,做的有用功相对就多。

   C、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。

   绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

   四、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。

   3.公式:

   4.单位:主单位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1s内做功66000J。

   5.机械效率和功率的区别:

   功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。

   五、机械能

   (一)动能和势能

   1.能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。

   理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。

   ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。

   2.知识结构:

 

   3.探究决定动能大小的因素:

   ①猜想:动能大小与物体质量和速度有关。

   实验研究:研究对象:小钢球  方法:控制变量。

   ·如何判断动能大小:看小钢球能推动木块做功的多少。

   ·如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同。

   ·如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下。

   ③分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时;速度越大动能越大。

   保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时;质量越大动能越大;

   ④得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。

 物体

质量m/kg

速度v/(m.s-1

动能E/J

约600

约0.5

约75

中学生

约50

约6

约900

   练习:☆上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据:分析数据,可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。你判断的依据:人的质量约为牛的1/12,而速度约为牛的12倍,此时动能为牛的12倍,说明速度对动能影响大。

4.机械能:动能和势能统称为机械能。

  理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

  (二)动能和势能的转化

  1.知识结构:

  2.动能和重力势能间的转化规律:

  ①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能。

  ②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能。

  3.动能与弹性势能间的转化规律:

   ①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能。

   ②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。

   4.动能与势能转化问题的分析:

   ⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。

   ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。

   ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。

  (三)水能和风能的利用

   1.知识结构:

   2.水电站的工作原理:利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

   练习:☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么?大坝为什么要设计成上窄下宽?

   答:水电站修筑拦河大坝是为了提高水位,增大水的重力势能,水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能。

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