“功和功率”考点难点解析

肖丽珍

“功和功率”的知识与生产生活联系比较紧密，这一知识的考查往往喜欢结合生活实际创设问题情境，从而体现“从生活走向物理，从物理走向生活”，所以“功和功率”这一章的知识成为每年考查的重点内容。

近几年对功和机械能的考查主要集中在对做功的判断、计算功和机械效率的大小、计算功率等知识点，下面就以具体的例题加以分析。

考点一、正确理解功的概念

判断力对物体是否做功，要看是否满足做功的两个必要因素，一是作用在物体上的力，二是在该力的方向上移动距离。以下三种情况力对物体是不做功的：1.有力作用在物体上，但物体没有运动；2.物体运动了一段距离，但没有力作用在物体上；3.物体的运动方向和力的方向垂直。

例1下列过程，哪种情况小明对桶做了功（）

A.小明提着桶站立不动

B.小明提着桶水平移动

C.小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内

D.小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内

解析本题考查了对做功的两个必要因素的理解，A选项有力作用在物体上，但物体没有移动；B、C选项中力的方向向上，而桶移动的方向为水平方向，与力的方向垂直；只有D选项符合做功的条件。故答案选D。

考点二、理解功率的概念，了解功率在实际中的应用

功率是反映物体做功快慢的物理量，表示单位时间内所做的功，计算公式是P=■，计算过程中要注意物理量及单位相对应。

例2某市大部分耕地是低产盐碱地，近年来，政府加大投入，采用“上农下渔”“深沟排碱”和“暗管改碱”三种模式改良，在盐碱地改造工程中，应用的主要机械是专门排送泥浆的泥浆泵。泥浆泵工作时，首先由高压水枪喷射出的水柱将泥土冲起，再利用泥浆泵将泥浆抽送到目的地。下表是某型号泥浆泵的有关参数，已知泥浆的平均密度为2.0×103kg/m3,取g=10 N/kg,求泥浆泵所标参数满负荷工作1小时（以最大功率工作，每小时将60 m3的泥浆竖直提高15 m）：

■

（1）所抽泥浆的质量；

（2）泥浆泵对泥浆所做有用功的功率。

解析（1）所抽泥浆的质量m=pv=2.0×103 kg/m3×60 m3=1.2×105 kg。

（2）泥浆泵对泥浆所做的有用功：

W有用=Gh=mgh=1.2×105 kg×10 N/kg×15 m=1.8×107 J，

泥浆泵对泥浆所做有用功的功率：P=■=■=5 000 W。

例3小童同学用50 N的水平推力，使放在水平桌面上重200 N的物体做匀速直线运动，若该物体在10 s内移动4 m，则在此过程中，物体受到的摩擦力是______N，小童做功的功率是______W。

解析（1）物体在水平方向做匀速直线运动，说明水平方向受到的是平衡力，所以摩擦力等于推力，也是50 N；（2）物体移动的速度为v=■=■=0.4 m/s,小童做功的功率为P=Fv=50 N×0.4 m/s=20 W。

考点三、功和功率及机械效率的区别

功表示力在距离上积累的成效，功率表示做功的快慢，功率越大做功越快，但做功是多是少还应看做功时间的长短，机械效率表示的是有用功占总功的比值，与功率没有直接的联系。

例4下列说法正确是（）

A.机械效率越高的机械功率越大

B.机械效率越高的机械做功越多

C.功率越大的机械做功越快

D.功率越大的机械做工越多

解析机械效率与功率大小、做功多少均无关，功率大小除了跟做功多少有关，还与做功时间有关。故答案选C。

例5小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了图中所示的一个滑轮组，所用的滑轮每只重2 kg，每次将一袋50 kg的水泥匀速提升5 m，用时50 s，求（不计算绳重和摩擦，g取10 N/kg）：

（1）每袋水泥受到的重力大小；

（2）每次做有用功的功率；

（3）滑轮组的机械效率。

解析本题主要考查功率和机械效率知识点，分清有用功与总功是解题的关键。

（1）G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N；

（2）W有用=Gh=500 N×5 m=2 500 J，

P有用=■=■=50 W；

（3）W额=G动·h=2 kg×10 N/kg×5 m=100 J，

W总=W有用+ W额=2 500 J+100 J=2 600 J，

η=■=■≈96.2%。