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首页 初中物理知识 功的原理 功率的概念 动能大小的比较 机械效率的计算 试题正文
  • 单选题
    下列可能存在的事实是（　　）
    A．某种机械既可省力，又可省功
    B．某物体的质量很大，但具有动能却较小
    C．某机械的功率很大但做功很慢
    D．某机械的效率为105%

    本题信息：物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “下列可能存在的事实是（ ） A．某种机械既可省力，又可省功 B．某物体的质量很大，但具有动能却较小 C．某机械的功率很大但做功很慢 D．某机械的效率为105%” 主要考查您对

功的原理

功率的概念

动能大小的比较

机械效率的计算

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  • 功的原理
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  • 机械效率的计算

使用任何机械都不省功。
功的原理：
1．忽略机械自重和摩擦时，使用简单机械所做的功等于不使用机械而直接用手做的功。或者说使用机械不省功。如果直接用手把重为G的物体提升一个高度h，手使用的力就是G，手移动的距离就是h。手做的功是W1=G·h。如图所示，使用动滑轮，手用的力变了G/2(不考虑动滑轮的重及摩擦)，手移动的距离变了2h。

使用动滑轮时手做的功Gh。可见，W2=W1，即有：使用机械时对物体做的功等于不使用机械时而直接对物体做的功。结论：在不考虑机械的重力和相关的摩擦力时，使用机械不省功——功的原理。

2．功的原理对于任何机械都适用，它是成立在一种“理想化的状态”前提下的。例如，杠杆、滑轮都是不考虑机械自身的重力及工作时的摩擦力，而这些又都是客观存在的，所以在应用功的原理进行计算时，是一种“理想化”状态下的计算。

3．使用简单机械可以省力，或者可以省距离，但省力必然费距离，省距离必然费力，即力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量。例如，动滑轮做功，由于有两根绳子承重，所以可以省一半的力，但绳端却要移动两倍的距离，因此，将功定义为力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。有时使用机械，即不省力，也不费力，但可以使做功方便，如改变力的方向。

定义：
单位时间里完成的，叫做功率。

意义：
它是表示做功快慢的物理量。

功率的决定因素：
(1)功的大小(2)做功时间的长度


影响动能大小的因素：
判断物体是否具有动能的方法 看此物体是否运动，若物体是运动的则它必定具有动能
实例 航行的帆船，急流的河水，飞行的小鸟
比较大小的方法 相同质量时比较速度，相同速度时比质量，不能忽略其中任何一个因素
（1）速度相同时，质量越大的物体，具有的动能就越多；
（2）质量相同时，物体的速度越大，具有的动能就越多；

控制变量法研究影响动能大小的因素：
     “控制变量法”是研究物理问题最常用的一种方法。影响动能大小的因素不止一个，要研究与其中一个因素的关系时，应该保证其他因素不变。要研究动能的大小与质量的关系时，应保证小球在平面上具有相同的速度。把质量不同的小球放在斜面的同一高度可以使小球在到达平面时具有相同的速度。“控制变量法”便于研究物体的动能的大小与物体质量的关系。
例1如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

(1)实验中通过观察_____的大小，来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是_____________。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)

表二（钢球质量为m=100g）

分析这两组数据可以得出：_________对物体的动能影响较大。依据是_________________。
解析：(1)实验中动能的大小是通过观察木块被小球撞击后滑行的距离多少来衡量的，这是利用了转换法。
(2)研究动能大小与质量的关系时，只要让小球从同一高度自由滚下，小球撞击时的速度不变，这是利用了控制变量法。
(3)分析表中数据可知，质量增加一倍，动能变为原来的两倍，速度增加一倍，动能变为原来的四倍，所以说速度对动能大小的变化影响较大。

答案：(1)木块滑行的距离
(2)让小球从同一高度自由滚下
(3)速度   质量增加一倍，动能变为原来的两倍，速度增加一倍，动能变为原来的四倍，因此速度对动能大小的变化影响较大


机械效率的定义：
有用功跟总功的比值叫做机械效率；

计算公式：
η=
机械效率的意义：
（1）机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。

（2）机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功所占的比例；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。
功，功率和机械效率的比较：
物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 说明
功 做功即能量的转化 有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说力对物体做了功 W W=Fs J l. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系
功率 做功快慢 单位时间内完成的功 P W(国际单位)
kW，MW（常用单位）
机械效率 反映机械性能的物理量 有用功占总功的总值 η 无

汽车的机械效率和功率：
    机械效率与功率是两个完全不同的概念。
    这两个物理量是从不同方面反映机械性能的，它们之间没有必然的联系。
    功率大表示机械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦，但效率只有30％r～ 40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%，但功率却只有凡瓦特。
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