初中科学功、功率与机械效率题型求解

张燕蓉

(浙江省宁波市镇海区立人中学 315200)

功、功率与机械效率是初中科学的重要知识点，也是中考的常考点，经常以选择题、填空题与大题的形式进行考察.功与功率所涉及的知识点范围很广，比如说电功与电功率，机械功与机械效率等等.不同的功与功率所使用的计算公式形式有所不同，但是利用功的原始定义以及解题思路都是类似的，本文简单的介绍常见功与功率的一些题型求解以及解题策略小结，希望给广大师生带来帮助.

一、有关功的概念与公式题型求解

分析倘若物体受到力的作用，并沿着力的方向移动一段位移，则此力对物体做了功，这就是功的基本概念.因此，功的计算公式为：W=FS(其中力的单位是N，位移的单位是m，功的单位是：J)值得注意的是以下三种情况力对物体没有做功：①物体受力的作用，但它的位移没有移动；②物体受力也移动了位移，但移动的位移与受力相互垂直；③物体移动了位移，但在它位移的方向上没有力的作用.

例1 以下选项中，工人对木块做了功的是( ).

A.工人搬着木块在工地上站着不动

B.工人搬着木块上楼梯

C.工人搬着木块站在沿水平路面行驶的汽车里不动

D.工人搬着木块放在电梯的地板上乘着电梯上楼

点评工人对木块做功的两个缺一不可因素：①一是木块要受力的作用；②二是木块沿着力的方向通过一段距离.A与C选项，木块在受力方向上没有移动位移；D选项，木块所受合力为零；因此，答案为：B.

二、有关功率题型求解

分析单位时间内所做的功称作功率，它的物理意义为：表示物体做功的快慢.它的计算公式为：P=W/t，单位是：W.如果所研究的物体在力F作用下，并且在此力的作用下做匀速直线运动，倘若物体匀速直线运动的速度为v，则功率的推导公式为：P=W/t=Fs/t=Fv

例2 以下有关功率的说法，观点正确的是( ).

A．研究对象做功越多，则功率越大

B．研究对象做功越少，则功率越大

C．研究对象做功越快，功率越大

D．研究对象做功时间越短，功率越大

点评功率的大小取决于功与时间，研究对象做的功多，其功率不一定越大；同样，研究对象做功时间的长短，其功率也不一定越大或者越小.因此A、B、D选项均错误，功率反应的是研究对象做功快慢的物理量，因此答案选：C.

三、有关功率与机械效率题型求解

分析功率与机械效率都是用来衡量机械的某个性能，但二者所代表的含义有所差异.针对某种机械而言，可能它的机械效率和功率之间没有任何的关联.使用机械时，我们总希望机械效率越高越好；而选用功率时，只要配套合适就没有问题.功率与机械效率的关系式：

η=W有用/W总=W有用/t/W总/t=P有用/P总

根据以上等式关系可知：

①在总功率一定的情况下，有用功率越大，机械效率越高；

②在有用功率一定的情况下，总功率减小，机械效率也越高.

例3 如图1所示，用一动滑轮拉一木块A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，木块A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是____，滑轮的机械效率是____(不计滑轮重力)

解通过对木块A受力分析可得：F合=2*F拉-0.2*mg=5-4=1N，

根据牛顿第二定律可得：F合=ma,可得：a=0.5 m/s2

S=1/2at2=1 m；

∴拉力所做的功为：W=F拉*S=2.5*1=2.5 J

合力所做的总功为：W和=F合*S=1 J

所以滑轮的机械效率为：

η=W有用/W总=1/2.5=40%

点评机械效率的有关题型求解，需要正确区分有用功、额外功以及总功所对应的大小，从而进一步分析滑轮组或斜面机械效率的变化.此类题目常以小题的形式——填空题与选择题进行出考察，题目考察一般比较基础，但很灵活.解这类题的重点是能正确区分有用功、额外功与总功的不同点，要了解影响滑轮组及斜面机械效率的内在因素.