初中科學功、功率與機械效率題型求解

張燕蓉

(浙江省寧波市鎮海區立人中學 315200)

功、功率與機械效率是初中科學的重要知識點，也是中考的常考點，經常以選擇題、填空題與大題的形式進行考察.功與功率所涉及的知識點范圍很廣，比如說電功與電功率，機械功與機械效率等等.不同的功與功率所使用的計算公式形式有所不同，但是利用功的原始定義以及解題思路都是類似的，本文簡單的介紹常見功與功率的一些題型求解以及解題策略小結，希望給廣大師生帶來幫助.

一、有關功的概念與公式題型求解

分析倘若物體受到力的作用，并沿著力的方向移動一段位移，則此力對物體做了功，這就是功的基本概念.因此，功的計算公式為：W=FS(其中力的單位是N，位移的單位是m，功的單位是：J)值得注意的是以下三種情況力對物體沒有做功：①物體受力的作用，但它的位移沒有移動；②物體受力也移動了位移，但移動的位移與受力相互垂直；③物體移動了位移，但在它位移的方向上沒有力的作用.

例1 以下選項中，工人對木塊做了功的是( ).

A.工人搬著木塊在工地上站著不動

B.工人搬著木塊上樓梯

C.工人搬著木塊站在沿水平路面行駛的汽車里不動

D.工人搬著木塊放在電梯的地板上乘著電梯上樓

點評工人對木塊做功的兩個缺一不可因素：①一是木塊要受力的作用；②二是木塊沿著力的方向通過一段距離.A與C選項，木塊在受力方向上沒有移動位移；D選項，木塊所受合力為零；因此，答案為：B.

二、有關功率題型求解

分析單位時間內所做的功稱作功率，它的物理意義為：表示物體做功的快慢.它的計算公式為：P=W/t，單位是：W.如果所研究的物體在力F作用下，并且在此力的作用下做勻速直線運動，倘若物體勻速直線運動的速度為v，則功率的推導公式為：P=W/t=Fs/t=Fv

例2 以下有關功率的說法，觀點正確的是( ).

A．研究對象做功越多，則功率越大

B．研究對象做功越少，則功率越大

C．研究對象做功越快，功率越大

D．研究對象做功時間越短，功率越大

點評功率的大小取決于功與時間，研究對象做的功多，其功率不一定越大；同樣，研究對象做功時間的長短，其功率也不一定越大或者越小.因此A、B、D選項均錯誤，功率反應的是研究對象做功快慢的物理量，因此答案選：C.

三、有關功率與機械效率題型求解

分析功率與機械效率都是用來衡量機械的某個性能，但二者所代表的含義有所差異.針對某種機械而言，可能它的機械效率和功率之間沒有任何的關聯.使用機械時，我們總希望機械效率越高越好；而選用功率時，只要配套合適就沒有問題.功率與機械效率的關系式：

η=W有用/W總=W有用/t/W總/t=P有用/P總

根據以上等式關系可知：

①在總功率一定的情況下，有用功率越大，機械效率越高；

②在有用功率一定的情況下，總功率減小，機械效率也越高.

例3 如圖1所示，用一動滑輪拉一木塊A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動，木塊A重為20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N，則在2s內拉力做的功是____，滑輪的機械效率是____(不計滑輪重力)

解通過對木塊A受力分析可得：F合=2*F拉-0.2*mg=5-4=1N，

根據牛頓第二定律可得：F合=ma,可得：a=0.5 m/s2

S=1/2at2=1 m；

∴拉力所做的功為：W=F拉*S=2.5*1=2.5 J

合力所做的總功為：W和=F合*S=1 J

所以滑輪的機械效率為：

η=W有用/W總=1/2.5=40%

點評機械效率的有關題型求解，需要正確區分有用功、額外功以及總功所對應的大小，從而進一步分析滑輪組或斜面機械效率的變化.此類題目常以小題的形式——填空題與選擇題進行出考察，題目考察一般比較基礎，但很靈活.解這類題的重點是能正確區分有用功、額外功與總功的不同點，要了解影響滑輪組及斜面機械效率的內在因素.