一、知识概述。
本周我们学习一个新的物理量——功。首先介绍什么是功，怎样才算做了功，接着我们**做功快慢的问题，引入功率的概念，最后我们讲一讲做功中的效率问题，明确总功、额外功与有用功，引入机械效率的概念，并**如何来提高机械效率。本周知识与上周所讲的简单机械密切相关，注意我们研究的是机械功。
二、重难点知识剖析。
一）功。1、力学上的功是指：当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过了一段距离，那么这个力对物体做了功。
2、力学上的功必须具备两个因素：一个是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
3、功等于力f跟物体在力的方向上通过的距离s的乘积，即w=fs。
4、在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是j，1j=1n·m。
例1、下列几种情况，关于力对物体做功的说法正确的是（ ）
a．陷在泥里的马车，两匹马用力拉车，虽然车没被拉动，但马对车做了功。
b．在光滑冰面上匀速滑行的冰块，是因为有力对它做功才一直运动的。
c．用力扛着一袋米，沿水平方向前进，人对米袋做了功。
d．用竖直向下的力压桌面，压力没有做功。
解析：要判断一个力是否对物体做功，主要依据是看是否包含功的两个必要因素，同时具备的才是做功。
选项a中，马虽然对车用了力，但并没有使车在力的方向上移动距离，属于“劳而无功”，故选项a错；选项b中，冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动，在运动方向上不会受到力的作用，这属于物体通过了距离，但没有力作用的情况，是“不劳无功”，故选项b错；选项c中，人扛着米袋行走，看起来这一过程既有力又有距离，但移动的距离并不是力的方向上，人施给米袋一个竖直向上的力，而米袋并没有沿向上的方向移动距离，只是在水平方向上移动了距离，故选项c错；选项d中只有力而没有发生距离，属于没有做功，故选项d正确。
例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为150n的水，并提着这桶水沿水平路面行走50m，再走上一段长为5m，高3m的楼梯。问这个人在这段时间内对水桶共做了多少功？
解析：功等于力f跟物体在力的方向上通过的距离s的乘积，即w=fs。在计算功的大小的过程中应注意：式中的f，s是对应的，s一定是在f的作用下在力f的方向上通过的距离。
当人从井里提起这桶水时，人对水桶做了功，做功的大小为w1=g·h1=150n×6m=900j
当人提着水桶沿水平路面行走50m的过程中，人没有对水桶做功，即w2=0
当人提着水桶走上楼梯时，人对水桶做了功，水桶沿力的方向发生的距离应是楼梯的高度即w3=g·h2=150n×3m=450j
故人对水桶共做功w=w1＋w2＋w3=900j＋450j=1350j
二）功率。1、单位时间里完成的功，叫功率，符号为p。功率是描述做功快慢的物理量。
2、功率的计算。
（1）功率的定义式：由功率的定义可得出功率的计算公式为：
（2）对公式的理解。
①由公式可知，做功的快慢与做功的多少是不同的。做的功多，做功不一定快，即功率不一定大，因为这个功可能在较长的时间内完成。做的功也不一定多，因为做功的时间可能很短。
要比较功率的大小。必须同时考虑两个因素：做功的多少和完成这些功所用的时间。
做功相同时，时间少的功率大；相同时间内做功多的其功率大。
②公式，反映的是平均功率，即在时间t内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。
③当物体在力f的作用下，以速度v匀速运动时，公式可变形为。
即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用p=fv可以知道：汽车在上坡时，当功率一定时，减慢速度是为了增大上坡时的牵引力，这样有利于上坡。
3、功率的单位：瓦特，符号w，1w=1j/s
例3、如图所示，在滑轮组的作用下，物体a沿水平面以0.2m/s的速度匀速前进了2m，已知a重300n，拉力f的功率为12w，不计绳和滑轮重，则拉力f=__n，拉力做功___j。
解析：由公式可知，当物体匀速运动时，其中f是作用在物体上的力（恒力），是力方向上的速度。
设物体移动的距离为s，绳子自由端移动的距离为s′，得。
s′=3s=3×2m=6m,物体的运动时间，则拉力做功时间也是10s。
由得w=pt=12w×10s=120j
又由w=fs′得。
本题记算拉力f时还可用下述方法：vf=3va=3×0.2m/s=0.6m/s
由pf=fvf得。
用公式p=fv来计算功率或相关物理量时，一定要注意v是力f移动的速度。
例4、高出水面36m处有一水箱，容积为50m3，现要在1h内用一水泵给水箱充满水，则这台水泵的功率至少是多少kw？（g=10n/kg）
解析：题目要求功率，根据，其中w=gh，g为50m3的水重力，h 为水箱的高度为36m，t为1h。
水的重力。t=1h=3600s
由，功率为。
所以水泵的功率应不小于5kw。
功率的计算一定要抓住公式，弄清楚是谁作功，作功的大小为多少，以及作这些功所用的时间。另外要注意公式中各个物理量的单位，都要用国际单位。
三）机械效率。
1、人们利用机械工作时，总共做的功叫总功（w总）。总功包含着有用功和额外功两部分。有用功（w有用）是人们利用机械工作时对人们有用的功，额外功（w额外）是人们利用机械工作时，对人们无用但又不得不做的功。
2、机械效率：把有用的功和总功的比值叫做机械效率，通常用百分率表示，它的计算公式为。
例5、如图所示，用一动滑轮将一桶水提高4cm，若**=200n，g桶=300n，g动滑轮=20n，不计摩擦与绳重，求：
（1）拉力f做的有用功；
（2）拉力f做的额外功；
（3）拉力f的大小；
（4）此装置的机械效率。
解析：运用此动滑轮装置目的是为了提水，因此f对水所做的功**h是有用功；在将水提到一定高度的同时，也不得不将水桶和动滑轮提高相同的高度；f对动滑轮和水桶所做的功是不需要但又不得不做的功，属于额外功，为（g桶＋g动）h；有用功与额外功之和为总功，也就是f所做的功，由此功的大小即可求出f的大小；已知w有用、w总的大小，很容易求出此装置的机械效率。
（1）拉力f对水所做的功为有用功。
w有用=**h=200n×4m=800j
（2）拉力f对水桶、动滑轮所做的功为额外功。
w额外=（g桶＋g动）h=（20n＋30n）×4m=200j
（3）拉力f所做功，w总=w有用＋w额外=1000j
由。（4）∵w有用=800j w总=1000j
例6、用图所示的滑轮组来提起重物。
1）当被提重物为150n时，滑轮组的机械效率为60%，求绳端拉力；
2）若被提重物为250n时，当重物被提升2m时，绳端拉力所做的功。
解析：利用滑轮组提升重物时，绳端拉力做的功为总功，即w总=f·s；滑轮组对重物做的功为有用功，即w有用=g·h；在此滑轮组中，物重由3段绳子承担，则有s=3h，所以机械效率，由此求出力f的大小。
当改提250n的重物时，滑轮组的机械效率发生了变化，此时不能延用前面的η=60%这一条件，但前、后两种状态不变的是动滑轮的重力。由求出动滑轮的重力，将这一求出量代入第二种状态（改提250n重物状态）中利用，从而求出拉力所做的功。
**测试。a卷。
窗体顶端。一、选择题。
1、在图所示的实例中，其中没有做功的是（ ）
a．叉车举起货物．
b．***吊起架电线的铁塔．
c．马拉动原木．
d．李刚用力但没有推动大石块．
2、奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100多公斤的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（ ）
a．她在第一阶段内没有做功。
b．她在第二阶段内没有做功。
c．她在两个阶段内一直都在做功。
d．她在两个阶段内一直都没有做功。
3、一位同学用100n的力，将一个重为5n的足球踢了20m远，关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（ ）
a．他做功2000j
b．他做功100j
c．他没有对足球做功。
d．他对足球做了功，但题目条件不充足，无法计算。
4、下列关于功率的说法中，正确的是（ ）
a．物体做功越多，功率越大。
b．物体做功时间越长，功率越大。
c．物体做功越快，功率越大。
d．物体做功时间越短，功率越大。
5、下列判断中正确的是（ ）
a．不可能有既省力又省功的机械。
b．不可能有省力但不省功的机械。
c．可能有做功快但做功少的机械。
d．可能有机械效率高但功率小的机械。
6、甲机械的机械效率比乙机械高，这表明（ ）
a．甲的有用功比乙的有用功多。
b．甲的总功比乙的总功少。
c．做相同的总功，甲的有用功比乙多。
d．完成相同的有用功，甲的总功比乙多。
7、用拖拉机耕地时，一般走得很慢，这样做的目的是（ ）
a．保证耕地质量。
b．节省燃油。
c．获得较大的牵引力。
d．以上说法都不对。
8、两个滑轮完全相同，其重均为20n，分别用图所示的两种方式，将重400n的物体以相同的速度匀速提升了10m，不计摩擦与绳重，则下列判断正确的是（ ）
a．f1做的功大于f2做的功。
b．f1和f2做的功相等。
c．f1做功的功率小于f2做功的功率。
d．f1和f2做功的功率相等。
9、如图所示，物体a在力f的作用下，以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧秤的示数为3n，不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦，则（ ）
a．物体a受到的摩擦力大小是3n
b．5s内拉力f做功3j
c．拉力f的功率是1.2w
d．重力对物体a不做力。
10、起重机吊起质量为m的货物，在时间t内以速度v匀速竖直上升h高度，在这段时间内（ ）
a．起重机钢绳对货物的拉力所做的功为mgh
b．起重机的功率为mgt
c．起重机克服货物重力所做的功为m**
d．货物所受合力做的功为0
11、一人用200n的拉力将440n的物体沿斜面方向将它匀速拉上长5m、高2m的斜面，可以求出（ ）
a．斜面的机械效率为88%
b．斜面对物体摩擦力为24n
c．如果没有摩擦，用大小为176n的力即可达到目的。
d．如果加速拉物体，斜面机械效率会变大。
12、利用如图所示的三种装置把重100n的物体匀速升高，所用拉力分别为30n、80n、40n，这时三种装置的机构效率η1、η2、η3之间的关系是（ ）
九年级物理功功率机械效率
一 填空题。1.某人提着重100n的物体从一楼匀速上到三楼 每层楼高3m，楼梯长5m.又沿着水平走廊走了10m.在此过程中，人的拉力对所提物体做功 j.2.甲 乙两个机器，甲工作时的功率是300w，乙工作时的功率为180w，由此可知甲比乙做功 相同时间内，甲 乙两机器做功之比为 3.如图所示，用定滑...
八年级物理机械效率教学设计
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八年级物理机械效率专题复习
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