功率效率細(xì)品析 一字之差卻千里

功率和機(jī)械效率都是衡量機(jī)械設(shè)備性能的重要指標(biāo)．但功率與機(jī)械效率是兩個(gè)完全不同的概念，它們之間并沒(méi)有必然的聯(lián)系．還有很大的差別．

功率、機(jī)械效率之不同

1．從定義上看：功與做功所用時(shí)間之比叫作功率．用字母P表示；而機(jī)械在做功的過(guò)程中．有用功跟總功的比值叫作機(jī)械效率，用字母η表示．

2．從物理意義上看：功率表示機(jī)械做功的快慢，其大小與做功的多少和做功所用的時(shí)間有關(guān)，功率大表示做功快，功率小表示做功慢．機(jī)械效率表示機(jī)械所做的有用功在總功中所占的比值，其大小與有用功、額外功、總功的多少有關(guān)，與做功所用的時(shí)間無(wú)關(guān)，機(jī)械效率高表示機(jī)械對(duì)總功的利用率高，機(jī)械效率低表示機(jī)械對(duì)總功的利用率低．

例1 下列關(guān)于功率的說(shuō)法正確的是（ ）．

A．功率大的機(jī)器做的功一定多

B．功率大的機(jī)器做功所用時(shí)間一定短

C．功率大的機(jī)器做功一定快

D．功率大的機(jī)器機(jī)械效率一定高

解析：功率等于功和做功所用時(shí)間之比．功率大，做功所用時(shí)間不確定，不能確定做功的多少，A錯(cuò)誤；功率大，做功多少不確定，不能確定用時(shí)多少．B錯(cuò)誤；功率是反映物體做功快慢的物理量，功率大，說(shuō)明做功快，C正確；功率和機(jī)械效率之間沒(méi)有必然聯(lián)系，D錯(cuò)誤．

答案：C

3．從計(jì)算公式上看：功率在數(shù)值上等于機(jī)械單位時(shí)間內(nèi)所做的功，用公式表示就是P=W/t，其推導(dǎo)式為P=Fv．機(jī)械效率等于有用功跟總功的比值，用公式表示就是η=W有/W總×100%，對(duì)于豎直拉動(dòng)的滑輪組（不計(jì)繩質(zhì)量和摩擦），也可用變形公式η=G物/G物+G動(dòng)或η=G物/nF拉×100%（n表示動(dòng)滑輪上的有效繩子段數(shù)）進(jìn)行計(jì)算．

4．從單位上看：功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用符號(hào)W表示，常用的單位還有kW，1 kW=1 000 W：而機(jī)械效率是有用功和總功的比值，沒(méi)有單位，用百分?jǐn)?shù)表示，而且使用任何機(jī)械都不可避免地會(huì)做額外功，也就是有用功總小于總功．所以機(jī)械效率是一個(gè)小于l的百分?jǐn)?shù)．

例2 工人師傅常采用斜面把重物搬運(yùn)到汽車上．如下頁(yè)圖1所示．汽車車廂底板高度h=3 m，斜面長(zhǎng)度s=5 m，現(xiàn)用力F沿著斜面把所受重力G=3 000 N的重物在0-50 s內(nèi)勻速拉到車上．若摩擦力f=700 N，則拉力F做功的功率為_(kāi)___W，該斜面的機(jī)械效率為_(kāi)___.

解析：我們可以根據(jù)W有=Gh求出入克服物體所受重力做的有用功，再利用W額=fs求出克服摩擦力做的額外功，根據(jù)W總=W有+W額得出拉力F故的總功，根P=W總/t得出拉力F做功的功率，根據(jù)η=W有/W總×100%得出該斜面的機(jī)械效率．

工人做的有用功W有=Gh=3 000 N×3 m=9 000 J，克服摩擦力做的額外功W額=fs=700 N×5 m=3 500 J，拉力F做的總功W總=W有+W額=9 000 J+3 500 J=12 500 J，拉力F做功的功率P=總/t=12 500 J/50s=250 w．該斜面的機(jī)械效率η=W有/W總×100%=9000J/12500J×100%=72%．

答案：250 72%

功率、機(jī)械效率之辨析

功率和效率是兩個(gè)完全不同的物理量．兩者之間并沒(méi)有必然的聯(lián)系．功率大只表示做功快，并不能表示做功多，更不能表示機(jī)械效率高，與是否省力也無(wú)關(guān)：機(jī)械效率高的機(jī)械只代表做的有用功在總功中所占的比值大，其功率不一定大，與是否省力也無(wú)關(guān).

例3 關(guān)于功率、機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（ ）.

A．功率越大的機(jī)械，其機(jī)械效率越高

B．做額外功越少的機(jī)械，其機(jī)械效率越高

C．做功越慢的機(jī)械，其機(jī)械效率越低

D．單位時(shí)間內(nèi)做功越多的機(jī)械，其功率大

解析：功率是表示做功快慢的物理量．機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，兩者并沒(méi)有必然的聯(lián)系．做的額外功少，但有用功和總功未知，無(wú)法確定機(jī)械效率的高低：當(dāng)做功所用時(shí)間相同時(shí)，機(jī)械做的功越多，其功率越大．

答案：D

學(xué)即用，練一練：

1．下列說(shuō)法中，正確的是（ ）．

A．物體做的功越多，它的功率越大

B．功率表示物體做功的快慢

C．機(jī)器的機(jī)械效率越高，其功率越大

D．越省力的機(jī)械，其機(jī)械效率越高

2．若小華同學(xué)用圖2所示的滑輪組，在0～5 s內(nèi)將所受重力為300 N的重物勻速提高了2 m，小華的拉力為200 N．則該過(guò)程中拉力做功的功率為_(kāi)___W，該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)___.

3．若圖3所示的斜面長(zhǎng)為S m，高為2m．拉力為70 N，利用該裝置將所受重力為100 N的物體，在0～5 s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端，則拉力做功的功率為_(kāi)___W，該裝置的機(jī)械效率為_(kāi)___（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．

參考答案：

1．B

2. 160 75% 3.70 57.1%