中考物理全攻略十六功功率机械效率附答案.docx

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中考物理全攻略十六功功率机械效率附答案

2012年中考物理全攻略（十六）——功、功率、机械效率（附答案）

一．考点扫描

◎

功

考点一功

1．力学里所说的功包含两个必要因素：

一是作用在物体上的___，另一个是物体在___________上移动的距离．

2．在物理学中，把____与在______方向上移动的的乘积叫做功，公式：

W＝____，单位：

____。

3．功的原理：

使用机械时人们所做的功都_______不用机械时所做的功，即使用任何机械都________。

温馨提示

判断一个力是否做了功，必须同时满足做功的两个必要因素，缺一不可，否则就没有做功。

一定理解三种不做功的情况。

 考点二机械效率

4．_______与_____的比值叫做机械效率，公式：

η＝.有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1，通常用_______表示，且无单位．

5．机械效率的计算：

5．机械效率的计算：

（1）斜面：

η＝

＝

；

（2）用滑轮组提升物体时：

η＝

＝

＝

＝

.

影响滑轮组机械效率的因素（不考虑绳重和摩擦）：

同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率________

（3）用滑轮组水平拉动物体时：

η＝

＝

＝

＝

.

考点三功率

6．物体在内做的功，叫做功率，它是表示物体做功的物理量，公式：

P＝，单位：

______。

7．P＝

＝

＝Fv，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比．

二．经典例题

例1.（2011·广安）在如图的四种情境中，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

解析：

力学中做功的两个必要因素：

一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可．A图中人对水桶的力竖直向上，而水桶在水平方向运动，力对水桶没有做功；C、D项都有力但物体没有移动距离，对物体没有做功；B项人对米袋的力向上，米袋在力的方向上移动了距离，该力对物体做功．

答案：

B

例2.，下列关于功率和机械效率说法中正确的是（　　）

A．机械效率越高，机械做功一定越快B．做功越多的机械，机械效率一定越高

C．功率越大的机械做的功一定越多D．做功越快的机械，功率一定越大

解析：

功率和机械效率是两个完全不同的概念，这两个物理量从不同的方面反映机械的性能．功率表示机械做功的快慢，机械效率是有用功占总功的比例，功率大的机械不一定机械效率高．

答案：

D

例3.（2010·河南）如右图所示，用F＝50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中（　　）

A．拉力F做了150J的功B．拉力F做了300J的功C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功

解析：

使用动滑轮时，能省一半的力，但要费一倍的距离，因此物体移动3m，拉力需移动6m，可见拉力做的功为W＝Fs＝50N×6m＝300J；由于物体没有在重力的方向上移动距离，因此重力没有做功．故选B.

答案：

B

例4.2010·乌鲁木齐）在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使重2N的物体匀速上升，下面说明正确的是（　　）

A．滑轮组机械效率是83.3%B．滑轮组的机械效率是66.7%

C．绳端移动的速度和物体上升的速度相同D．绳端移动的速度是物体上升速度的两倍

解析：

用一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有两种绕法，一种绕法是3股绳子，一种绕法是2股绳子．由题意知绳子股数：

n＝

＝2.5＝3股，则η＝

＝

＝83.3%；绳子自由端移动的速度V绳＝nV物＝3V物．故选项A正确．

答案：

A

三．课堂练习

1.下列关于物体是否做功的说法中正确的是（）

A．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功

B．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功

C．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功

D．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功

2.一足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）

A．3000J　　B．500J　　C．150J　　D．0J

3.（2011·苏州）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是（　　）

A．拉力大小一定是125NB．有用功一定是150J

C．总功一定是250JD．动滑轮重一定是100N

4.利用下图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F＝50N，则该装置的机械效率是（）

A．40%　　　B．50%　　　C．80%　　　D．100%

5.一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后比改进前相比（）

A．有用功减少，总功减少B．有用功增加，总功增加

C．有用功不变，总功减少D．机械效率提高了，功率也变大了

6．一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱，分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）

A．在粗糙地面上做功较多B．在光滑地面上做功较多

C．两次做功一样多D．条件不够，无法比较两次做功的多少

7.（2011·武汉）如图所示，一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m．在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端．质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（）

A．4×102W　　　　B．4×103WC．1.8×104WD．1.8×105W

8.（2011·兰州）如图所示，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（）

A．80%　800JB．80%　1000JC．62.5%　200JD．80%　200J

9.在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（）

A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功B．使用机械可以省力或省距离，但不能省功

C．机械做功越快，机械效率越高D．机械做功越多，机械效率越高

10.（2010·苏州）如下图所示，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．

四．专题训练

一、选择题

1．（2010中考变式题）林雨同学把掉在地上的物理课本拾回课桌，他对课本所做的功最接近（　　）

A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J

2．（2010中考变式题）如图所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑斜面上．现它们分别在同样大小力的作用下沿F的方向移动了s，则F对物体做的功（　　）

A．对A做的功多B．对A和B做功一样多C．对B做的功多D．条件不足，无法确定

3．（2010中考变式题）甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度，两者相比，甲升降机（　　）

A．做的总功较少B．做的总功较多

C．提升重物做的有用功较少D．提升重物做的有用功较多

4．（2011·株洲）用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是（　　）

A．F甲>F乙B．F甲

5．（2010中考变式题）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2.下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（　　）

A．F1＞F2　η1＝η2B．F1＞F2　η1＞η2C．F1＜F2　η1＝η2D．F1＜F2　η1＞η2

6．（2012中考预测题）下列简单机械中，能省功的是（　　）

A．扳手B．天平C．理发剪刀D．以上三个均不省功

7．（2012中考预测题）关于机械效率，下面说法正确的是（　　）

A．功率越大的机械，机械效率越高B．机械效率大小与功率大小有关

C．机械效率越低的机械，做的功就越少D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1

8．（2011·威海）图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，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，则（　　）

A．FA＝FB　WA＝WBB．FAFB　WA>WB

9．（2011·重庆）如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（　　）

A．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

10．（2012中考预测题）体育课上，某同学用100N的力把50N重的铅球推出8m远，他对铅球做功（　　）

A．800JB．400JC．0D．条件不足，无法计算

11．（2012中考预测题）如下图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2.若不计绳重与摩擦，则

（　　）

A．W1＝W2　η1＝η2B．W1＝W2　η1<η2C．W1η2D．W1>W2　η1<η2

12．（2012中考预测题）（多选）如图所示，在水平拉力F的作用下使物体m沿水平地面做匀速直线运动，若滑轮与绳子重力及摩擦不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m运动的速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是（　　）

A．拉力F的大小为20NB．拉力F的大小为5N

C．拉力的功率P的大小为20WD．拉力的功率P的大小为10W

13.（2010·哈尔滨）在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆原理有精辟论述，并有许多巧妙的应用．如图所示是在井上汲水的桔槔，下列对桔槔在使用中不正确的解释是（　　）

A．向井内放送水桶时，人对配重（石块）做功，使配重的重力势能增大

B．向井内放水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力

C．往上提水时，配重（石块）帮助人对水桶做功，配重的重力势能减小

D．往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力

二、填空题

14．（2011·济宁）一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m．若拉力做的功为500J，则拉力的大小为________N.

15．（2010中考变式题）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________．

16．（2011·新疆）某同学质量是40kg，在2011年体育中考“1min跳绳”测试中，她每次起跳的高度约5cm，测试成绩是150次，1min内该同学克服自己重力做的功约为________J，平均功率约为________W.（g取10N/kg）

17．（2011·福州）如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N.

（1）实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是________N，则滑轮组的机械效率是________．

（2）若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将________（填“增大”“减小”或“不变”）．（不计摩擦）

18.（2010·咸宁）如上图所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计．当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小__________（选填“也改变”或“不变”）．若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的功为__________J，功率为__________W.

19.（2012中考预测题）不计绳重和摩擦，用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5N，则动滑轮的机械效率为________；用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时，所做的总功是________J，此时动滑轮的机械效率为________．

20.（2012中考预测题）小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力F摩擦＝600N，小强所用拉力F＝250N，则拉力F的功率为________W，该装置的机械效率是________．

三、实验题（13分）

21．（2011·河北）下列是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据.

项

目

次数

动滑轮重

G重/N

物重

G/N

钩码上升

高度h/m

动力

F/N

动力作

用点移

动距离

s/m

滑轮组

的机械

效率η

1

0.5

1

0.1

0.7

0.3

47.6%

2

0.5

2

0.1

1.1

0.3

60.6%

3

0.5

4

0.1

2

0.3

（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．

（2）将表格中的数据补充完整．

（3）用同一滑轮提升不同的重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其他额外功将________（填“变大”“变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与________和________有关．

（4）第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为________W.

22.（2010·泸州）在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所示．多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题：

（1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为__________N；做的有用功为__________J；斜面的机械效率为__________%.

（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：

斜面越陡，需要的拉力越______．

（3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是：

__________________.

四、计算题

23.（2010·泰州）用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m．求：

（1）拉力所做的功和拉力的功率；

（2）滑轮组的机械效率．

24.（2011中考预测题）如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面．若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：

（1）作用于绳端的拉力F是多少？

（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

（g＝10N/kg）

附：

1.《课堂练习》参考答案

1.答案：

C

2.答案：

D

3.答案：

A

4.答案：

A

5.答案：

C

6.答案：

C

7.答案：

A

8.答案：

D

9.答案：

B

10.解：

（1）重力做的功即有用功：

W有＝Gh＝100N×4m＝400J

（2）克服摩擦做的功即额外功：

W额＝100J

W总＝W有＋W额＝400J＋100J＝500J

η＝

＝

＝80%

（3）拉力大小：

F＝

＝

＝50N

2．《专题训练》参考答案

一、选择题

1．解析：

物理课本的重3N，课桌高度约为0.8m，由公式W＝Gh知把物理课本捡回课桌约做功2.4J，因此选C.

答案：

C

2．解析：

根据功的定义，W＝Fs，做功多少只与拉力大小和在拉力方向上通过的距离有关，与物体在光滑表面，还是粗糙表面无关．

答案：

B

3．解析：

两升降机把质量相同的物体升高相同的高度，所做的有用功是相同的，C、D错；由于甲的机械效率高，因此做的额外功较少，即做的总功较少，B错、A正确．

答案：

A

4解析：

根据题中提供的W－s图象可知，功W与距离s成正比，即有W＝Fs关系，在s相同时，F甲所做的功大于F乙所做的功，可知F甲>F乙，所以A选项正确．

答案：

A

5．解析：

由题目知，滑轮相同、重物相同，忽略绳重和摩擦的情况下，分别利用这两个滑轮组把同一物体匀速提高到相同高度时，所做的有用功、额外功都相同，故二者机械效率相等，即η1＝η2.但左侧滑轮有两段绳子承担物重，右侧滑轮组却有三段绳子承担物重，它更省力，故F1＞F2.

答案：

A

6．解析：

根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此D项正确．

答案：

D

7．解析：

功率表示做功的快慢，机械效率表示的是有用功在总功中占的比重，它们之间没有任何联系，因此可以排除A、B；做功的多少，除了和机械效率有关，还和总功有关，因此C项错误，本题应选D.

答案：

D

8．解析：

因两个斜面均光滑，根据功的原理可知，沿两个不同斜面将同一物体匀速拉到顶端，所做的功相等，由功的原理可知F＝Gh/L，沿边AC拉上顶端所用的拉力较小．

答案：

B

9．解析：

对物体做的功是有用功，故A选项错误；拉力F做的功是总功，故B选项错误；动滑轮和重物由三段绳子承担，故拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍，故C选项错误；对某一固定的滑轮组来说，使用滑轮组提升重物时所做的额外功是一定的．增加物体重力可使有用功增大，

答案：

D

10．解析：

铅球离手后飞出8m远是由于它具有惯性，这一过程中人对铅球没有力的作用，不对铅球做功．人对铅球做的功要用推力100N乘以铅球在手中向前移动的距离，而这一距离题中没有给出，因此无法计算．

答案：

D

11．解析：

使用定滑轮甲时不需要克服滑轮重力做功，而使用动滑轮乙时，还需要克服动滑轮重力做额外功，因此提升同一袋沙子，使用乙做的功更多，W1

可知η1>η2.

答案：

C

12．解析：

由于不计摩擦，使用动滑轮能省一半力，所以F＝

f＝

×10N＝5N；物体运动速度为2m/s，则绳子自由端移动的速度v＝2v物＝2×2m/s＝4m/s，因此拉力的功率P＝

＝

＝F·v＝5N×4m/s＝20W，因此B、C均正确．

答案：

BC

13.解析：

向井内放水桶时石块要上升，所以人对石块做功，它的重力势能增大，A对；设石块的重力为G1，它的力臂是l1，水桶的重力为G2，它的力臂是l2，根据杠杆平衡条件向井内放水桶时人用力的大小为（G1l1）/l2－G2，不一定小于水桶的重力，而且根据石块的大小来判断还很可能要大于水桶的重力，所以向下放水桶不见得省力，B错；往上提水时石块向下运动重力势能减小，所以可以帮助人对水桶做功，C对；往上提水时再设桶与水的总重为G，根据杠杆平衡条件人用的力是G－（G1l1）/l2，它显然比水桶和水的总重小，所以是省力的，D对．

答案：

B

二、填空题

14．答案：

20

15．解析：

由题意知，推力做的功W总＝Fl＝400N×5m＝2000J．有用功W有＝Gh＝1600N×1m＝1600J，因此斜面的机械效率η＝

＝

＝80%.

答案：

2000　80%

16．答案：

3000　50

17．答案：

（1）匀速　2.4　75%　

（2）增大

18.解析：

定滑轮的特点是：

能改变力的方向，但不省力，沿哪个方向用力其力臂都是定滑轮的半径，力臂不变，所以拉力大小不变．对物体做的功W＝Fs＝Gh＝mgh＝4kg×10N/kg×0.3m＝12J，功率P＝

＝

＝5W.

答案：

不变　12　5

19.解析：

动滑轮的机械效率η＝

＝

＝

＝

＝80%，动滑轮重力G动＝2F－G＝2×5N－8N＝2N，物体重18N时所需拉力F′＝

（G′＋G动）＝

×（18N＋2N）＝10N，（绳子自由端移动距离S′＝2h′＝2×1m＝2m，所以总功W′总＝F′·s′＝10N×2m＝20J；此时动滑轮的机械效率η′＝

＝

＝90%，比原来的机械效率增大了．

答案：

80%　20　90%

20.解析：

题图中动滑轮被三股绳子拉动，物体A在3s内拉动6m，拉力F在3s内拉动6m×3＝18m，拉力做功W总＝Fs＝250N×18m＝4500J，拉力做功的功率P＝

＝

＝1500W，有用功W有用＝fsA＝600N×6m＝3600J，该装置机械效率η＝

×100%＝

×100%＝80%.

答案：

1500　80%

三、实验题

21．答案：

（1）如图所示　

（2）66.7%　

（3）变大　物重　摩擦　（4）0.14

22.答案：

（1）6　4　66.7　

（2）大　（3）斜面越陡，机械效率越大．

四、计算题

23.答案：

解：

（1）由图知，绳子股数为2.

W＝Fs＝F·nh＝125N×2×2m＝500J

P＝

＝

＝100W.

（2）η＝

＝

＝

＝

＝80%

24.解析：

重物A完全沉没在水中，它受到三个力：

重力、浮力、向上的拉力．重物A要保持平衡，则重力、浮力、向上的拉力相平衡，即G＝F浮＋F上，G＝mg＝ρ物gV＝7.9×103kg/m3×10N/kg×10×10－3m3＝790N，F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10－3m3＝100N，F上＝G－F浮＝790N－100N＝690N．由于使用的是动滑轮，所以F拉＝

＝

＝345N．若缓慢将重物A提升2m，物体始终未提出水面，F拉大小不变，拉力做的功W＝F拉s＝345N×2m×2＝1380J．若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率η＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝86.25%.

答案：

解：

（1）G＝ρVg＝7.9×103kg/m3×10×10－3m3×10N/kg＝790N

F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×10×10－3m3×10N/kg＝100N

F＝

（G－F浮）＝

×（790N－100N）＝345N

（2）W＝Fs＝345N×4m＝1380J

（3）η＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝86.25%

（3）η＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝

×100%＝86.25%