1、机械功的原理1、机械做功的特点：实例1：使用光滑斜面提升物体时，所做功的情况是：FGSh拉力所做的功：W1=FS不用斜面直接把物体提升h所做的功：W2=Gh由实验可得：W1=W2 即使用斜面可以省力但不能省功。实例2：使用杠杆的情况：OFGSh设物体重200N，用杠杆把它提高0.1m若杠杆的动力臂L1=1.2m，阻力臂L2=0.6m把物体提高h=0.1m,所需动力为：F=100N动力移动的距离：S=0.2m动力所做的功：W1=FS=100N0.2m=20J杠杆克服物体重力所做的功：W2=Gh=200N0.1m=20J结论：可见使用杠杆也不省功。这里我们没有考虑杠杆的自重以及摩擦的影响。实例3：
2、用动滑轮提升重物：GF设物体重G=200N，当物体被匀速提升：h=0.2m时，手的拉力F=100N，手移动的距离S=0.4m拉力所做的功W1=100N0.4m=40J动滑轮克服物体重力所做的功：W2=200N0.2m=40J结论：使用动滑轮也不省功。机械功的原理：大量的实验和研究表明，使用机械时动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。2、机械功原理的应用：例题斜面长为L，高为h，将重为G的物体沿斜面匀速推到车上，若不计摩擦，沿斜面方向的推力多大？解：沿着斜面把物体匀速推上，推力所做的功:W1=FL 不用斜面直接把物体匀速提高到车上，克服重力所做的功:W2=Gh
3、 根据功的原理：W1=W2 即：FL=Gh 所以：FGhL该式表示：斜面长是斜面高的几倍，所用的推力就是物体重力的几分几一。练习：一个斜面长3m，高0.5m，如果不考虑摩擦，要将一个重力为300N的箱子，沿斜面拉上顶端，问所需的拉力为多大？解：已知L=3m、h=0.5m、箱子的重力G=300N由：FGhL得：FGhL0.5m3m300N=50N答：所需推力为50N3、联系实际：（1）骑自行车上坡，常走S形路线；（2）山区公路盘旋曲折；（3）南浦大桥上盘旋的引桥；都是为了增大爬坡的距离，相当于增加斜面的长度，因而在把物体提高相同高度的条件下达到省力的目的。1如图47所示，AB=3AE，AC=2A
4、E，AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则 A沿着AB用的拉力小，做功多B沿着AC用的拉力小，做功多C沿着 AD用的拉力大，做功少D沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多 2分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度，做的功 A杠杆最多 B斜面最多C滑轮组最多 D一样多 DD4某工人用一个动滑轮提升物体，如图所示，他作用在绳端的拉力F是200牛顿，如果使物体升高5米，拉力F所做的功是 A4000J B2000J C1000J D19600J B6用一根杠杆在2秒内，把一个重200牛顿的物体匀速举高0.2米，而杠杆的动力作用点下降1米，则动力做
5、的功是_焦耳，动力是_牛顿，动力臂与阻力臂之比是_ 404051某同学研究物体做功快慢与哪些因素有关，他分别用九台小电动机某同学研究物体做功快慢与哪些因素有关，他分别用九台小电动机匀速提起不同的重物，利用相关仪器测出做功时间、重物的重力和匀速提起不同的重物，利用相关仪器测出做功时间、重物的重力和提起的高度，并通过计算得出电动机做功的多少。该同学把九台小提起的高度，并通过计算得出电动机做功的多少。该同学把九台小电动机分成三组，观察到每组的做功快慢相同，且第一组做功最快，电动机分成三组，观察到每组的做功快慢相同，且第一组做功最快，第二组其次，第三组最慢。实验中记录的有关数据分别如表一、表第二组其次
6、，第三组最慢。实验中记录的有关数据分别如表一、表二、表三所示。二、表三所示。（1）分析比较实验序号）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得的数据及相关条件，可得出的初步结论是：做相同的功，电动机所用时间越短，做出的初步结论是：做相同的功，电动机所用时间越短，做功越快。功越快。（2）分析比较实验序号）分析比较实验序号4与与7（或（或5与与8，或，或6与与9）的数据）的数据及相关条件，可得出的初步结论及相关条件，可得出的初步结论是：是：。（3）请进一步综合分析比较）请进一步综合分析比较表一、表二、表三表一、表二、表三中的中的数据及相关条件，并归纳得出结论。数据及相关条件，并归纳得出结论。（a）分
7、 析 比 较 表 一、表 二 或 表 三，可 初 步 得分 析 比 较 表 一、表 二 或 表 三，可 初 步 得出出：；（b）分 析 比 较 表 一、表 二 和 表 三，可 初 步 得分 析 比 较 表 一、表 二 和 表 三，可 初 步 得出：出：。14.6功率一、功率的概念 在物理学中，我们有时候仅知道做功的多少还不够，往往还需要知道做功的快慢。为了表示物体做功的快慢，引入了功率这个物理量。比较做功快慢的方法一：做相同的功，比较所需时间的长短；方法二：相同时间，比较所做功的多少；二、功率的定义：单位时间内完成的功叫功率。如果用W表示功，t表示完成这些功所需时间，P表示功率，就可得功率的计
8、算公式：PWt 在国际单位制中，功的单位是焦（J），时间的单位是秒（S），所以功率的单位是焦/秒，焦/秒有一个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号W。工程技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1千瓦=103瓦。即1 kW=103 W因为W=FS，将其代入公式得：PWtFS=t=Fv三、功率的计算：例1一架卷扬机在2分钟里把10吨物体提高5米，问卷扬机的功率是多少？解：由于物体的重力：G=mg=10103千克9.8牛/千克=9.8104牛 把物体举高5米所做的功 W=Gh=9.8104牛5米=4.9105焦 所以卷扬机的功率：PWt4.9105 焦260秒=4.08103 瓦=4.08千瓦例题2用功
9、率为40千瓦的拖拉机耕地，问在1小时内它做了多少功？解：由于功率PWt所以拖拉机所做的功W=PtW=Pt=4=410104 4瓦瓦36003600秒秒=1.44=1.4410108 8焦焦例题3一辆装满货物重力为4104牛的卡车，若发动机的牵引力为2103牛时，卡车在水平道路上，1分钟内匀速前进了1.8千米。问：（1）牵引力做的功是多少？（2）重力做的功是多少？（3）这段时间里发动机的功率是多少？解：（1）由于F=2103牛，S=1.8103米 因而W=FS=2103牛1.8103米=3.6106焦 （2）由于重力G的方向跟卡车前进的方向相互垂直，所以重力不做功。（3）由于PWt而而W=3.6
10、W=3.610106 6焦，焦，t=60t=60秒秒所以发动机的功率P3.63.610106 6 焦焦 6060秒秒=6 610104 4 瓦瓦一些人、动物、机器的功率：人劳动时的功率一般是3075瓦 运动员在短时间里的功率可达1500瓦 马长时间做功的功率一般是300450瓦 蓝鲸游动的功率可达350千瓦 上海桑塔纳小轿车功率66千瓦 载重汽车的功率551.2102千瓦 万吨远洋轮发动机功率8.8103千瓦 液体燃料火箭发动机功率7.4109千瓦练习：功率是25千瓦的拖拉机，它4小时做的功如果由平均功率是0.4千瓦的牛来完成，需要多长时间？解：因拖拉机所做的功和牛所做的功相等，可根据这一等量
11、关系解题 由功和功率的关系式得：W=Pt 因：W拖拉机=W牛，即：P拖拉机t拖拉机=P牛t牛代数据得：25千瓦4小时=0.4千瓦 t牛 所以：t牛=250小时 答：牛需要250小时才能完成练习：重600牛的物体沿着长5米，高2米的斜面，在与斜面平行的拉力作用下，经10秒从斜面的底端匀速移到顶端，若不计斜面的摩擦力，求拉力做的功及其功率？若物体受到斜面的摩擦力不能忽略，大小为100牛，则此时拉力应为：不受摩擦时沿斜面拉物体所需的拉力+克服摩擦所需的力：故F=F+f=240牛+100牛=340牛此时拉力所做的功：W=FS=340牛5米=1700焦解：要求拉力所做的功，应先求拉力的大小，根据公式：FGhL得：2米5米600牛=240牛FGhL拉力做的功W=FS=240牛5米=1200焦拉力做功的功率：P 1200 1200 焦焦 1010秒秒=120 120 瓦瓦此时拉力做功的功率：P 1700 1700 焦焦 1010秒秒=170 170 瓦瓦练习：一台抽水机的功率是1.2千瓦，它在5分钟内可以做多少功？这些功可以把重多少牛的水抽到20米高的水塔上去？解：抽水机在5分钟内能做的功：W=Pt=1.2103瓦560秒=3.6105焦抽水机对水所做的功：W=GhGWh3.63.610105 5 焦焦 2020米米=1.81.810104 4 牛牛所以：
