功和机械效率专题含答案.docx

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功和机械效率专题含答案

功和机械效率专题（含答案）

功，功率和机械效率

一、功和功率

功：

，当力F和距离S的夹角成90度时，力F不做功。

功率：

，第一个公式计算平均功率；第二个公式计算瞬时功率（即某一速度下的功率），F为牵引力；当物体匀速运动时，两公式通用。

1.登楼梯比赛时，某同学从一楼登上三楼用时12s，该同学登楼时克服重力做功的功率最

接近于（）

A.3WB.30WC.300WD.3000W

2．某人用100N的水平拉力使重为500N的小车沿水平方向前进了5m，在这过程中拉力做的功是________J。

后来又用沿斜坡方向的100N的拉力将小车拉上坡顶，该斜坡长为5m，高为0.5m，这时拉力做的功为________J。

3．一架我国自行研制的歼-8Ⅱ战斗机的质量为1.5×103kg，发动机用8×104N的推力使飞机在10s内前进5000m，则飞机受到的重力为___________N，这段时间内飞机的平均速度为_______m/s，推力的功率为___________W。

4．一台拖拉机耕地的最大牵引力是2．5

N，若每小时拖拉机行驶7．2千米，它的功率多大？

每小时作功多少？

5．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中

⑴轿车速度为多少km/h?

合多少m/s?

⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？

牵引力做功多少？

6．在100m深的矿井里，每分钟积水9m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？

二、滑轮组的机械效率

类型1：

竖直方向提升重物的滑轮组

有用功：

提起重物所做的功

额外功：

克服摩擦力所做的功和提升滑轮所做的功，提升动滑轮所做的功

总功：

拉绳子的动力所做的功

机械效率：

理想的滑轮组：

不计滑轮重和绳重，且不计摩擦的滑轮组，

半理想的滑轮组：

不计绳重和摩擦，但要考虑动滑轮重的滑轮组

1．用图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0．1m，所用时间为２s，作用在绳子末端的拉力F为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），所做的有用功为_______J，动滑轮自重__________Ｎ，该滑轮组的机械效率为______。

2．如图所示，拉力F=125Ｎ，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%。

绳子自由端移动距离为_______m，物体重是_______Ｎ，总功是_______Ｊ。

3．如图所示的动滑轮把重为100N的物体匀速提升1m。

若不计轮重和摩擦，拉力F为____N；若不计摩擦，轮重为50N，则拉力F′为______N，滑轮的机械效率为______。

4．小聪用如图所示的滑轮组将重4N的物体匀速提高2m，他做的有用功为______J。

若滑轮组的绳重及摩擦不计，他用这个滑轮组匀速提9N的物体时，机械效率比提升4N物体时提高了l0％，此时的拉力为_______________N，（已知动滑轮的重力小于4N）。

类型2：

水平方向拉动物体的滑轮组

水平方向拉动物体的滑轮组对物体所做的有用功是作用在物体上使物体前进的力做的功（即克服摩擦力做的功而不是克服重力做的功）

；

1．如图所示，质量为2kg的物体在力F的作用下以4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.5N，则拉力F为________，物体与水平地面的摩擦力为________牛，在5s内F做的功是________。

2．如图所示：

用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N，若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为______，在2s内拉力F做的功为______J。

3．小勇用右图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m，则绳子自由端移动的距离为_______m。

若不计绳与滑轮间摩擦，物体与地面的摩擦力为9N，则他所做的功是__________J。

如果计绳与滑轮间摩擦，小勇对绳的拉力F=4N，该滑轮组的机械效率为_____%。

4．如图所示，物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F=60N，该装置的机械效率为0.7,则物体受到的摩擦力大小是_______N。

5．如图所示的滑轮组，使物体沿水平地面由位置A匀速地拉到B处用了3s，所用的拉力F＝30N，从A到B是0.9m，设滑轮组的重力和摩擦不计。

地面对物体的摩擦力是_______N，从A到B拉力F做的功______J。

类型3：

斜面方向拉动滑轮组

斜面方向拉动物体时有用功就是对重物做的功，拉力所做的功为总功，斜面克服摩擦阻力所做的功为额外功，求摩擦力的大小一般根据额外功求出，切不可认为物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力

；

1．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N。

利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端。

则拉力做功的功率为________W，该装置的机械效率为____________。

2．如图所示。

将绳子的一端拴在光滑斜面的顶端，使绳绕过圆木，用手拉住绳子的另一端，将圆木拉上斜面。

已知圆木的质量为20千克，斜面长4米，高1米，不计摩擦，手的拉力为______N，拉力所做的功是______J。

3．如图所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，所需拉力F是______N。

三、斜面的机械效率

有用功：

将重物从斜面底端提升到斜面顶端所做的功（即克服物体重力所作的功）

额外功：

克服斜面上的摩擦所做的功

总功：

拉动物体的动力所做的功

机械效率：

1．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是__________J，斜面的机械效率是__________。

2．G=4000N的重物在与斜面平行的拉力F作用下，匀速由底端运动到顶端。

斜面长S=5m，高h=2m。

斜面的机械效率为80%，拉力所做的有用功是______J，拉力所做的总功是______J

拉力F是______N，斜面对物体的摩擦力为______N。

3.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC（AB>AC）以相同的速度从底部匀

速拉至顶点A，施加的力分别为F1，F2，拉力做的功为W1，W2，拉力做功的功率分别为P1，

P2，则下列判断中，正确的是（）

A.F1

B.F1>F2W1>W2P1>P2

C.F1

D.F1P2

4．把一个长30cm、宽20cm、高100cm的长方体物体竖起放在地面上，如下图所示，已知此物体密度为2g/cm3，g=10N/kg。

⑴求此物体对地面的压强；

⑵若某工人在高1m，长2m的斜面上，以平行于斜面，大小为800N的拉力把物体匀速拉上斜面，如右图所示，则拉力对物体做了多少功？

工人的机械效率为多少？

中考真题：

1．（2012广州）重104N的汽车在水平路面上匀速直线运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值为4.6×107J/kg）．

（1）在图中表示汽车的方框上画出汽车匀速直线运动过程中水平方向的受力示意图．

（2）求汽车运动100s内

①发动机对汽车的牵引力多大?

②牵引力做了多少功?

③汽车通过的距离多长?

④发动机消耗汽油质量为多少？

2．（2011广州）如图所示，重量为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，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．

3．（2010广州）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳

子一端10s，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）．

（1）人拉力的功率为多大？

（2）被吊起重物的质量为多大？

（3）按题意画出滑轮组的绕绳．

4．（2009广州）甲、乙两人分别用不同的方法把重量为100N的物体A从地面匀速提到三楼。

（1）甲用图甲所示的方法直接用绳把物体提到三楼，判断此过程中绳对物体A的拉力F是否做功时，有如下表所示的两种分析，若分析正确，请在表中同一行的空格上画“√”

分析一

物体在拉力F的方向上移动了距离，所以拉力F对物体做了功

分析二

物体匀速上升，其动能不变，

重力势能增加

能量的转化可以通过做功的过程来实现．因为物体的机械能增加了，所以拉力F对物体做了功

（2）甲用时20s把物体由M提到N，他对物体做功的功率为多大？

（3）乙用图乙所示的方法通过动滑轮把物体提到三楼，已知滑轮重量为10N，人对绳的拉力为60N。

有人计算乙做的总功的过程如下：

W=F乙s①

F乙=

=

=50N②

s=6m③

联立①②③求出W，请改正②、③中的错误之处。

5．（2008广州）距离传感器发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的距离（s）-时间（t）图像．超声波在空气中的传播速度为340m/s。

（1）若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号．物体距传感器多远？

（2）若显示物体的s-t图像如图甲所示，物体在0至15s内的运动情况如何。

（3）如图乙所示，一物体在F=10N的水平拉力作用下沿水平地面做直线运动。

传感器显示物体的s-t图像如图丙所示。

求：

0至15s内物体受到的摩擦力为多大？

拉力的功率为多大？

型号ZGD

扬程50m

吸程20m

电压220V

频率50Hz

功率1.5kW

流量8m3/h

绝缘E级

6．（2010江西）某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：

（吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离）

（1）该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明。

（2）该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水做了多少功？

此时水泵的效率是多少？

（g取10N/kg）

7．（2010苏州）（8分）如图所示，斜面长S=10m，高h=4m。

用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。

运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。

求：

（1）运动过程中克服物体的重力做的功；

（2）斜面的机械效率；

（3）推力F的大小

8．（2010茂名）用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2×103kg／m3，底面积是0.3m3，重力为600N。

物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。

（g取10N／kg）求：

（1）物体A对水平地面的压强是多少?

（2）物体A的体积是多大?

（3）若该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受到的阻力是多少

9．（2010安顺）如图10所示，要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。

（提示：

滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比）

（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少?

（2）计算拉力F做的总功是多少焦耳?

（3）在拉力F做功的过程中，机械效率是多少?

参考答案：

功和功率

1.C2.500,5003.1.5×104，500，4×1074.5×104w，1.8×108J

5.90Km/h，25m/s，1.6×103N，2.88×106J

6.9×106J

竖直方向提升重物的滑轮组

1.1，2，83%2.6，300，7503.200，250，80%4.8，5

水平方向拉动物体的滑轮组

1.1.5N，3，60J2.80%，53.0.6，1.8，754.126

5.10，81

斜面方向拉动滑轮组

1.100，40%2.25，2003.500

斜面的机械效率

1.2000，80%2.8000，1×104，2000，4003.A

4.2×104，1600J，75%