“功和功率”考點難點解析

肖麗珍

“功和功率”的知識與生產生活聯系比較緊密，這一知識的考查往往喜歡結合生活實際創設問題情境，從而體現“從生活走向物理，從物理走向生活”，所以“功和功率”這一章的知識成為每年考查的重點內容。

近幾年對功和機械能的考查主要集中在對做功的判斷、計算功和機械效率的大小、計算功率等知識點，下面就以具體的例題加以分析。

考點一、正確理解功的概念

判斷力對物體是否做功，要看是否滿足做功的兩個必要因素，一是作用在物體上的力，二是在該力的方向上移動距離。以下三種情況力對物體是不做功的：1.有力作用在物體上，但物體沒有運動；2.物體運動了一段距離，但沒有力作用在物體上；3.物體的運動方向和力的方向垂直。

例1下列過程，哪種情況小明對桶做了功（）

A.小明提著桶站立不動

B.小明提著桶水平移動

C.小明提著桶站在勻速水平運動的車廂內

D.小明提著桶站在勻速向上運動的電梯內

解析本題考查了對做功的兩個必要因素的理解，A選項有力作用在物體上，但物體沒有移動；B、C選項中力的方向向上，而桶移動的方向為水平方向，與力的方向垂直；只有D選項符合做功的條件。故答案選D。

考點二、理解功率的概念，了解功率在實際中的應用

功率是反映物體做功快慢的物理量，表示單位時間內所做的功，計算公式是P=■，計算過程中要注意物理量及單位相對應。

例2某市大部分耕地是低產鹽堿地，近年來，政府加大投入，采用“上農下漁”“深溝排堿”和“暗管改堿”三種模式改良，在鹽堿地改造工程中，應用的主要機械是專門排送泥漿的泥漿泵。泥漿泵工作時，首先由高壓水槍噴射出的水柱將泥土沖起，再利用泥漿泵將泥漿抽送到目的地。下表是某型號泥漿泵的有關參數，已知泥漿的平均密度為2.0×103kg/m3,取g=10 N/kg,求泥漿泵所標參數滿負荷工作1小時（以最大功率工作，每小時將60 m3的泥漿豎直提高15 m）：

■

（1）所抽泥漿的質量；

（2）泥漿泵對泥漿所做有用功的功率。

解析（1）所抽泥漿的質量m=pv=2.0×103 kg/m3×60 m3=1.2×105 kg。

（2）泥漿泵對泥漿所做的有用功：

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

泥漿泵對泥漿所做有用功的功率：P=■=■=5 000 W。

例3小童同學用50 N的水平推力，使放在水平桌面上重200 N的物體做勻速直線運動，若該物體在10 s內移動4 m，則在此過程中，物體受到的摩擦力是______N，小童做功的功率是______W。

解析（1）物體在水平方向做勻速直線運動，說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）物體移動的速度為v=■=■=0.4 m/s,小童做功的功率為P=Fv=50 N×0.4 m/s=20 W。

考點三、功和功率及機械效率的區別

功表示力在距離上積累的成效，功率表示做功的快慢，功率越大做功越快，但做功是多是少還應看做功時間的長短，機械效率表示的是有用功占總功的比值，與功率沒有直接的聯系。

例4下列說法正確是（）

A.機械效率越高的機械功率越大

B.機械效率越高的機械做功越多

C.功率越大的機械做功越快

D.功率越大的機械做工越多

解析機械效率與功率大小、做功多少均無關，功率大小除了跟做功多少有關，還與做功時間有關。故答案選C。

例5小明家新買的房子準備裝修，為了將水泥從地面送上樓，他在樓上安裝了圖中所示的一個滑輪組，所用的滑輪每只重2 kg，每次將一袋50 kg的水泥勻速提升5 m，用時50 s，求（不計算繩重和摩擦，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）滑輪組的機械效率。

解析本題主要考查功率和機械效率知識點，分清有用功與總功是解題的關鍵。

（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額=G動·h=2 kg×10 N/kg×5 m=100 J，

W總=W有用+ W額=2 500 J+100 J=2 600 J，

η=■=■≈96.2%。