（整理版）专题21功机械效率功率.doc

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1、专题21 功、机械效率、功率典例1 中考卷小明沿水平方向用力推静止在水平地面上的桌子，但没有推动，此时他对桌子的推力 桌子所受到的阻力(填“大于、“小于或“等于)，此过程中小明 (填“有或“没有)做功。解析：此题考查了二力平衡条件的应用以及学生对功的公式W=Fs的掌握和运用桌子始终处于静止状态；小车在水平方向上处于平衡状态，那么在水平方向上受的力是平衡力；即阻力和推力是一对平衡力；根据二力平衡的条件：阻力和推力的大小相等，方向相反而且作用在同一条直线上；他对桌子的推力等于桌子所受到的阻力桌子始终没动，在力的方向上移动的距离为0；此过程中小明没有做功答案：等于；没有点评：1当物体处于静止状态或匀

2、速直线运动状态时，物体受到的力平衡，利用二力平衡条件即可判定阻力和推力大小的关系；2物体做功的条件：有力作用在物体上和物体在力的方向上有距离，二者缺一不可。典例2 中考 卷小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m，他用250N的拉力拉了10s，以下说法正确的选项是g取10N/kg A有用功为200J B额外功为500J C动滑轮的机械效率为75% D小均的功率为200W解析：此题考查了动滑轮的特点和有用功、额外功、总功、机械效率、功率的计算方法，分清什么力做有用功、什么力做总功是解题的关键。利用动滑轮提升重物时，克服重力做的功为有用功，克服滑轮重力和摩擦力做的功为额外功，拉力做的功为总

3、功。此题中，物体的重力G=mg=40kg10N/kg=400N，克服重力做的功即有用功W有=Gh=400N5m=J，故A错；拉力做的功即总功W总=Fs=F2h=250N25m=2500J，额外功：W额=W总W有用=2500JJ=500J，故B正确；动滑轮的机械效率=80%，故C错；拉力的功率P=，故D错。此题答案为B。点评：解决此题的关键是掌握动滑轮的特点，分清什么力做有用功、什么力做总功以及W有、W额和W总之间的关系。典例3 中考卷用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，滑轮重20N、绳重和摩擦力不计，那么A.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：甲=乙 B.手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲

4、乙C.手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D.手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙解析：由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，那么手的拉力：F甲F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式=100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小。答案为D。点评：此题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点，并比拟了它们之间的机械效率，知道定滑轮和动滑轮的总功区别之处典例4 中考 卷小华和他的兴趣小组利用如以下图所示的滑

5、轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了，重物上升，该滑轮组的效率为70g取10N/kg。1画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。2人的拉力做功的功率是多少？3被吊起重物的质量是多少？解析：1由题意可知，向下拉绳子时，承当动滑轮及重物的绳子股数：。2人的拉力F=600N，移动距离s=，时间t=10s，那么人的拉力做功的功率为3重物G上升高度h=，机械效率，机械效率所以重物G=1260N，重物的质量。点评：遇到滑轮组绕线问题，先根据s=nh判断出绳子的段数n，再根据“奇动偶定的绕线法那么来绕制绳子；用滑轮组提升重物时，有用功为物体重力乘以物体升高的高度

6、，总攻为绳子自由端的拉力乘以自由端移动的距离；记住滑轮组提升重物时机械效率的计算公式。A卷 根底训练一、单项选择题1中考卷以下过程，哪个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1.D 解析：物体做功的条件：有力作用在物体上和物体在力的方向上有距离，二者缺一不可。选项ABC均是有力作用在水桶上方向竖直向上但水桶在力的方向上无距离在竖直方向上无距离，所以均不做功，ABC错；选项D，有力也有在力方向上的距离，所以做功，D对。此题答案为D。点评：根据物体做功的条件，判断是否有力对物体做功。2中考 卷在以下图

7、的四种情境中，人对物体做功的是 A提着水桶在水平地面上匀速前进 B扛着米袋慢慢爬上楼梯 C用力推汽车，汽车没动 D举着杠铃原地不动2.B 解析：A、提着水桶在水平地面上匀速前进，人给水桶的力的向上的，向上没有移动距离，人对水桶没有做功，不符合题意；B、扛着米袋慢慢爬上楼梯，人给米袋的力向上，向上移动了距离，人对米袋做功，符合题意；C、用力推汽车，汽车没动，人给汽车一个向前的力，向前没有移动距离，人对汽车没有做功，不符合题意；D、举着杠铃原地不动，人对杠铃的力向上，向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，不符合题意。此题答案为B。3中考湖南卷以下图所示的几种情况中，人对物体做了功的是3.A4中考卷举

8、重是我国的优势体育工程。一位身高180cm的运发动和一位身高160cm的运发动，在挺举工程中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，那么以下关系式正确的选项是 AW1=W2 P 1=P2 BW1 W2 P 1P2CW1 W2 P 1=P2 DW1 W2 P 1P24.B5中考卷关于力和机械，以下说法中正确的选项是 A重力就是万有引力B弹力是物体由于发生弹性形变而产生的C动滑轮既可以省力也可以省功D如果机械处于良好的运行状态，机械效率就等于1 5.B 解析：根据重力和万有引力的定义，重力是物体受到万有引力而产生的力，但重力不就是万有引力故A错误

9、；根据弹力的概念，我们在拉橡皮筋、压尺子时感受到它们对手有力的作用，这就是弹力弹力是物体由于发生弹性形变而产生的故B正确；使用动滑轮可以省力，但不会省功，故C错误；根据机械效率的定义是有用功占总功的百分比，所以机械在处于良好运行状态下，它也有额外功，所以机械效率小于1故D错误。6中考湖南卷如下图，一个质量为45kg的人，在10s内连续5此跳上每级高度为的台阶，那么此人在这段时间内的功率是g取10N/kg A450W B45W C4.5W D4500W6.B7.中考卷如下图，一瀑布的落差瀑布顶端和底端的高度差约为100m18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从

10、顶端落到底端的过程中，重力的功率约为 A.4102W B.4103W C.1.8104W D.1.8105W7.B 解析：18kg顶端落到底端，在该过程中，重力的功率约.此题答案为B。8中考 卷李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是 A对桶所做的功 B对水所做的功C对水和桶所做的功 D对水、桶和人所做的功8.B 解析：对水所做的功是对人们有用并且必须做的功，是有用功，选项B正确；对桶做的功是不需要但不得不做的功，是额外功，选项BCD错误。此题答案为B.点评：考查有用功。9中考卷关于图中的两类滑轮甲和乙，以下说法正确的选项是 A甲能改变拉力的方向 B甲是等臂杠杆C甲比乙省力 D甲

11、比乙效率高9.C 解析：甲是动滑轮，省力费距离，不能改变力的方向，而乙是定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向，选项AB错误，C正确；将相同物体提升相同高度时，甲需要克服动滑轮重力做功，即有用功相同，甲的额外功大，总功也大，所以甲比乙效率低，选项D错误。此题答案为C。10中考 卷如下图，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为A80%、800J B80%、1000J C62.5%、200J D80%、200J10.D 解析：此题考查有关滑轮组的机械效率和所做的额外功等相关知识。工人用250N的力将重400N的物体匀速

12、提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率为有用功与总功的比值，即为80%；而所做的额外功为克服动滑轮重力所作的功，即为200J。11中考卷在如下图的滑轮组中，用110N的力在5s内把重为200N的物体匀速提高2m，那么 A对重物做的有用功约为200J B滑轮组的机械效率约为90C拉力做的总功约为220J D拉力的功率约为44W12卷做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的选项是 A对桶做的功是有用功 B对水做的功是有用功C对水做的功是额外功 D克服自身重力做的功是总功12.B13中考卷如下图用滑轮组将重600N的物体在10秒内匀速提升了5 m，如拉力为400N，那么以下

13、各计算结果正确的选项是 A拉力所做的功为6000J B机械所做的有用功为J C拉力的功率为600W D该滑轮组的机械效率为80%13.D 解析：由图知，s=2h=25m=10m，拉力做功：W总=Fs=400N10m=4000J，故A错；拉力做功功率：P=W总/t=4000J/10s=400W，故C错；机械所做的有用功：W有=Gh=600N5m=3000J，故B错；滑轮组的机械效率：=100%=100%=75%，故D正确。应选D点评：此题是一个选择题，实质上是一个小综合题，最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断此题的关键有二：一是n确实定直接从动滑轮上引出的绳子股数，二是有用功和总功的区分。1

14、4中考卷如下图，用拉力F使物体竖直匀速上升，以下说法正确的选项是 A拉力F对物体做的功是额外功 B拉力F做的功是有用功C拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍 D增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率14.D 解析：此题考查对简单机械的相关知识的理解。对于滑轮组，需要明白有用功是指我们的目的，且必须做的功，额外功指没有必要，但必须做的功，总功为有用功和额外功之和，机械效率为有用功与总功的比值。所以拉力F做的功是总功，n为3，所以拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍，增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率。15.中考 卷右图是研究“使用动滑轮是否省功的实验装置不考虑绳子、滑轮重和摩擦，以下判断中不正确

15、的选项是A.hs B.FG C.Fs=Gh D.=115.B 解析：在这个实验中，不考虑绳子、滑轮重和摩擦，使用动滑轮可以省一半力但要费一倍距离，即F=G，s=2h，所以Fs=G2h=Gh，应选项AC正确，B错误；因为不考虑绳子、滑轮重和摩擦，所以没有额外功产生，人所做的总功都是有用功，所以机械效率为100%，=1，应选项D正确。此题答案为B。点评：省力必费距离，省距离必费力使用机械的主要目的是省力或省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功。16中考卷如下图，斜面长6 m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2 m，以下说法正确的选项是 A滑轮组的机械效率是

16、40% B物体重300NC拉力F做的功是600J D拉力F的功率是40W16.C 解析：因条件缺乏，无法计算物体重和机械效率，故AB错；拉力F移动的距离：s=3s=32m=6m；拉力F所做的总功：W总=Fs=100N6m=600J，故C正确；拉力F做功的功率：P=W/t=600J/5s=120W，故D错。应选C17中考卷图中是一个两面光滑的斜面，大于，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，那么：AFAFB，WAWB BFAFB，WAWBCFAFB，WAWB DFAFB，WAWB17.B 解析：斜面AC倾斜角度小于AB，所以物体沿A

17、C运动时拉力较小，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同。18中考卷用相同的滑轮和绳子分别组成如下图的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度假设不计绳重及摩擦，以下说法正确的选项是 A绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同B绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同C绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等D绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等18.C 解析：不计绳重及摩擦，拉力F=G物+G轮，n1=2，n2=3，绳子受的拉力：F1=G物+G轮，F2=G物+G轮，F1F2，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G

18、轮h，W有用=G物h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，=，滑轮组的机械效率相同，故A、B错；绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，s1=2h，s2=3h，s1s2，故C正确、D错19.中考卷在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组两个定滑轮和两个动滑轮匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为定、动、组，那么以下选项正确的选项是 A.组动定 B. 定动组 C. 动定定 D. 定组动19.A 解析：使用题中三种机械匀速提升同一物体到同一高度处，需要做的有用功相等，在不计摩擦和绳子质量的情况下，使用定滑轮时，做的额外功几乎为

19、零，使用动滑轮时，克服1个动滑轮重力做的功为额外功，当使用滑轮组时，克服2个动滑轮重力做的功为额外功，可见，使用滑轮组时做的总功最多，其次是动滑轮，最少的是定滑轮，考虑到它们的有用功相等，所以它们的机械效率的大小关系是组动 G2，那么所用的拉力F1 F2选填“、“或“=，其机械效率1 2填“、“或“=43.； 解析：设动滑轮的重力为G动，那么F1=，F2=，因为Gl G2，所以F1F2；设两个物体上升的高度均是h，那么两个拉力移动的距离等于2h，其机械效率分别为1，2，因为Gl G2，所以12。44中考卷新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米

20、高的实验室。搬运质量mkg102030时间ts406070 1该实验员在搬运中，对实验器材总共做功_焦；2假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如下图，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_秒(计算结果精确到0.1)。44.14.5104 2解析：1该实验员要把总质量为300千克的实验器材搬运到15米高的实验室，需要克服物体的重力做功：W=Fs=mgh=300kg10N/kg15m=4.5104J。2根据Pm关系图和tm关系图可知：当他一次搬运1箱即10kg时，输出功率为40W，它每次搬起

21、箱子、放下箱子和下楼的时间为40s，这样他需要搬运30次，这30次的总上楼时间为，30次搬起箱子、放下箱子和下楼的时间总时间为，所以总共需要时间为1125s+1200s=2325s；同理，可求出当他一次搬运2箱即20kg时的总时间为；当他可求出当他一次搬运3箱即30kg时的总时间为。可见，他搬完所以箱子，。45中考卷某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，当它在水平路面上以v =36 kmh的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电压U=300 V，电流I=50 A在此行驶状态下，驱动电机的输入功率是 W；假设驱动电机能够将输入功率的90转化为用于牵引汽车前进的机械功率，那么汽车所受阻力为 N45.1.51

22、04；1.35103解析：此题考查对力学中电功、机械效率的理解。驱动电机的输入电压U=300 V，电流I=50 A在此行驶状态下，驱动电机的输入功率P=UI=300V50A=1.5104W；假设驱动电机能够将输入功率的90转化为用于牵引汽车前进的机械功率，那么汽车所受阻力为1.35103N。四、计算题46中考卷2011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮“长江黄金l号在朝天门下水首航。如下图，一架重力为9l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m，最后停在邮轮的停机坪上。求： 1飞机竖直下降20s内的平均速度；2飞机竖直下降20s内重力做的功。46.1/s 29105J解析：此题考查对速度的计

23、算，对做功的理解。1；2答：1飞机竖直下降20s内的平均速度为/s；2飞机竖直下降20s内重力做的功为9105J。47中考 卷某工地上，一架起重机将质量为2t的货物以0.1m/s的速度匀速提升10m后又水平匀速移动5m，求：1在整个过程中，起重机对货物做的功；2在货物上升的过程中，起重机对货物做功的功率。(g取10Nkg)47.12105 J 22103W解析：1因为匀速运动，所以起重机对货物的拉力F=mg=2103kg10N/kg=2104 N，在整个过程中，起重器只在匀速提升货物的过程中对货物做了功，故W=Fs=2104 N10m=2105 J。2在货物上升的过程中，起重机对货物的拉力F=

24、2103kg10N/kg=2104 N，拉力移动的速度大小为v=0.1m/s，故起重机对货物做功的功率P=Fv=2104 N0.1m/s=2103W。或者先求出重物上升的时间t=s/v=10m/0.1m/s=100s，在货物上升的过程中，起重机对货物做的功为W=2105 J，可求出功率P=W/t=2105 J/100s=2103W。48中考江津区小林响应“节能环保的倡导，上学由做公交车改为骑自行车，小林家与的距离为3 km，他骑车10 min就可以到达。求：1小林骑车的平均速度为多少？2假设自行车受到的平均阻力为80 N，那么他在这段骑车的过程中克服阻力做了多少功？48.15 m/s 22.4105 J 49.中考卷如下图，重为3.2104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6104W的功率沿与水平地面成30角的斜坡匀速向上爬行车轮与地面接触的总面积为2，斜坡的机械效率为80%。求卡车：1对水平路面的压强；2爬坡时的牵引力；3爬坡时的速度49.16.4104Pa 22104N 3/s解析：1对水平路面的压强p=6.4104Pa2因为W有=W总 ；W有=Gh ；斜面长度s=2h倾角为30 ；由得 s=，F引=W总=2104N3由P=F引V，所以爬坡时的速度v=/s。点