【文档说明】中考物理二轮复习专题突破07 功 功率 机械效率的计算与推导证明 复习课件（含答案）.ppt，共(19)页，761.000 KB，由MTyang资料小铺上传

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专题突破方案专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明类型1功和功率的计算专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明例1【2017·苏州】小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推

行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图ZT7－1所示。已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10N/kg)(1)在0～10s内，水平推力________(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小为________N。(2)10～2

0s内水平推力做了多少功？(3)10～20s内水平推力的功率多大？图ZT7－1大于45专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明(2)由图可知10～20s内物

体做匀速直线运动，推力F＝f＝45N，v＝0.8m/s，s＝vt＝0.8m/s×10s＝8m，W＝Fs＝45N×8m＝360J。(3)10～20s内水平推力的功率P＝Fv＝45N×0.8m/s＝36W。专

题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明【规律总结】(1)功的计算公式W＝Fs，注意s是在力F的方向上通过的距离。(2)功率的计算公式有P＝Wt和P＝Fv(匀

速)。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明类型2功、功率和机械效率的综合计算例2【2017·重庆】B卷工人师傅利用如图ZT7－2所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离，F1、F2始终沿竖直方向。图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度

为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是()A．甲、乙两种方式都省一半的力B．甲方式F1由150N逐渐变大C．乙方式的机械效率约为83.3%D．乙方式F2的功率为3W图ZT7－2C专题(七)功、功率、机械效率的计算

与推导证明专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明[解析]由题图甲可知，OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝150N；重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直

向下的，在提升重物的过程中，动力力的方向不变，则动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1的大小不变，故B错误。由图乙可知，n＝3，不计绳重和摩擦，则F2＝13(G＋G动)＝13×(300N＋60N)＝120N，故A错误。不计绳重和摩擦，则乙方式的机械效率为

η＝W有用W总×100%＝W有用W有＋W额外×100%＝GhGh＋G轮h×100%＝GG＋G轮×100%＝300N300N＋60N×100%≈83.3%，故C正确。乙方式中F2＝120N，绳子的自由端的速度为v绳＝0.01m/s×3＝0.0

3m/s，则乙方式F2的功率为P＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，故D错误。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明【规律总结】机械效率η＝W有用W总×100%。各种机械动力所做的功都是总功，即W总＝Fs；而不同的机械，在不同的情况下，有用功不一定相同。①滑轮组竖直拉动物

体时，克服物体重力所做的功是有用功，即W有用＝Gh；②滑轮组水平拉动物体时，克服摩擦力所做的功是有用功，即W有用＝fs；③使用斜面是为了省力，克服重力所做的功是有用功，即W有用＝Gh；④使用杠杆提升重物时，克服物体的重力所做的功

是有用功，即W有用＝Gh。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明变式1【2017·泰安】图ZT7－3是工人利用滑轮组提升重为810N的物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力

F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：(1)工人拉绳子的速度。(2)滑轮组的机械效率。(3)滑轮组中的动滑轮的重力。图ZT7－3专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明解：(1)工人拉绳子的速度v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s。(2)物

体上升10s移动的距离h＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m，W有用＝Gh＝810N×1m＝810J，W总＝Pt＝90W×10s＝900J，η＝W有用W总×100%＝810J900J×100%＝90%。(3)额外功W额外＝W

总－W有用＝900J－810J＝90J，提升动滑轮做的额外功为W动＝W额外－W摩＝90J－60J＝30J，W动＝G动h，动滑轮的重力G动＝W动h＝30J1m＝30N。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明变式2如图ZT7－4所示，小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端固定，中

点处挂有一重力G为20N的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升(摩擦忽略不计)。(1)若不计杠杆自重，求拉力F的大小。(2)若杠杆是一根材料均匀的硬棒，将重物提升的高度h为0.10m，则小明使用杠杆所做的有用功W有用为多大？若此时杠杆的机械效率为80%，则杠杆自身的重力为

多少？图ZT7－4专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明解：(1)因为拉力总是竖直向上的，重物挂在杠杆的中点，所以动力臂是阻力臂的2倍。由杠杆平衡条件得FL1＝GL2，所以拉力F＝GL2L1＝12G＝12×20N＝10N。(2)W有用＝Gh＝20N×0.1m＝

2J。由η＝W有用W总×100%得总功W总＝W有用η＝2J80%＝2.5J；因为W总＝W有用＋W额外，所以W额外＝W总－W有用＝2.5J－2J＝0.5J；因为摩擦忽略不计，所以W额外＝G杆h，杠杆自身重力G杆＝W额外h＝0.5J0.1m＝5N。专题(

七)功、功率、机械效率的计算与推导证明类型3机械效率的计算和推导证明例3如图ZT7－5所示，用平行于斜面的力F，把重力G为900N的物体沿着长s为5m、高h为1m的斜面匀速拉到斜面顶端，在此过程中斜面的机械效率η为90%。(1)求拉力F的大小。

(2)若斜面的机械效率为η，用平行于斜面的力F将物体匀速拉到斜面顶端，这时物体受到的摩擦力大小为f。试推导证明：f＝F(1－η)。(η、F为已知)图ZT7－5专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明(1

)解：η＝W有用W总×100%＝GhFs×100%，拉力F＝Ghηs＝900N×1m90%×5m＝200N。(2)证明：η＝W有用W总×100%＝W有用Fs×100%，W有用＝ηW总＝ηFs，W总＝W有用＋W额外，W额外＝W总－W有用＝F

s－ηFs＝(1－η)Fs＝fs，所以物体受到的摩擦力f＝F(1－η)。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明【规律总结】有关机械效率的推导与证明，一般都是应用W总＝W有用＋W额外，先写出总功、有用功以及额外功的数学表达式，然后进行数学代换，最后是数学式变形，直至推

导出需要的表达式。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明变式1图ZT7－6用4股绳子组成的滑轮组，用拉力F将重力为G的物体竖直向上提升了h，若动滑轮的重力为G0，忽略摩擦和绳重，求证：当G≥F时，机械效率η≥14。图ZT7－6专题(七)功、功率、机械

效率的计算与推导证明证明：提起物体做的有用功W有用＝Gh，绳子自由端拉力做的总功W总＝Fs，因此机械效率η＝W有用W总×100%＝GhFs×100%＝GhFnh×100%＝GnF×100%，当G≥F时，GF≥1；由题图知绳子段数n＝4，因此该滑轮

组的机械效率η≥14。专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明变式2在“测滑轮组机械效率”的实验中，某同学将同一个滑轮组，分别绕成如图ZT7－7所示的甲、乙两种不同的方式。假如两个物体的重都为G，每个滑轮的重都为G0；物体

被匀速提升时，甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙。请证明：η甲＝η乙。(绳子重及滑轮与轮轴间的摩擦不计)图ZT7－7专题(七)功、功率、机械效率的计算与推导证明变式2证明：由题图可知，n甲＝3，n乙＝2。假设物体上升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离分别为s甲＝n甲h＝3h，s乙

＝n乙h＝2h。两种方式滑轮组做的有用功均为W有用＝Gh，绳子重及滑轮与轮轴间的摩擦不计时，绳子自由端的拉力分别为F甲＝1n甲(G＋G0)＝13(G＋G0)，F乙＝1n乙(G＋G0)＝12(G＋G0)，所以两

滑轮组的机械效率分别为η甲＝W有用W甲总×100%＝Gh13（G＋G0）×3h×100%＝GG＋G0×100%，η乙＝W有用W乙总×100%＝Gh12（G＋G0）×2h×100%＝GG＋G0×100%，故η甲＝η乙。