贵州专版中考物理考点复习第14讲+功+功率+机械效率含答案.docx

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贵州专版中考物理考点复习第14讲+功+功率+机械效率含答案

第14讲 功 功率 机械效率

本讲内容是中考的重点内容,主要考查做功的条件;功、功率、机械效率的计算;测量滑轮组的机械效率,学生需引起高度重视.贵州近两年虽然没有考查斜面的相关计算和测量斜面的机械效率,但是不容忽视.

考试说明

1.知道机械功和功率.用生活中的实例说明机械功和功率的含义.

2.知道机械效率.了解提高机械效率的途径和意义.

3.了解人类使用机械的历程.了解机械的使用对社会发展的作用.

 功、功率

1.功

两个必

要因素

一是作用在物体上的______;二是物体在_________上通过的距离

三种不

做功的

情况

不劳无功

物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离.例如踢出去在空中运动的足球

不动无功

物体受到力的作用,但保持静止状态,即没有移动距离.例如“推而不动”、“搬而未起”

劳而无功

物体受到力的作用,也移动了一段距离,但移动距离方向与力的方向垂直.例如手提物体沿水平方向移动

功的

计算

文字式

功等于__________与_________________________________的乘积

达式

________________

单位

________,符号为_________,.1J=1N·m

  【提示】 在利用功的计算公式进行计算时,力与物体移动的距离在方向上必须一致.

2.功率

定义

在物理学中,把____与______之比叫做功率

意义

表示物体________的物理量

公式

P=___________

单位

基本单位是_______,符号是_____;工程技术上还常用_______,符号是.单位的换算关系:

1kW=_______W,1W=1J/s

  【提示】 功率表示做功的快慢,功表示做功的多少.一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定,功率大的做功不一定多,做功多的功率也不一定大.在分析功和功率的关系时,必须考虑时间的因素.

 机械效率

有用功

我们需要

的,必须要做的功叫做有用功,用W有表示

额外功

我们在做有用功的同时,我们还不得不做的功叫做额外功,用W额表示

总功

有用功与额外功之和是总共做的功叫做总功,用W总表示.用公式表示为_______________

.机

定义

物理学中,将________跟______的比值叫做机械效率,用___________表示

表达式

________________

说明

机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总_______总功,故机械效率总_________

机械效率的高低与使用机械是省力还是费力________________

测量滑轮组的机械效率

原理

___________________________

过程

沿________方向_______拉动弹簧测力计使钩码升高,测出钩码

重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s

结论

同一滑轮组,提升重物越重,机械效率越______;提升相同重物,滑轮组越多,机械效率越________,但越____力

提高机

械效率

的方法

___________动滑轮的重;加润滑油,减小_

______;________物重

命题点1 功、功率

 (2015·安顺)举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是(  )

A.W1=W2、P1=P2   B.W1>W2、P1=P2

C.W1>W2、P1>P2

D.W1<W2、P1<P2

举起相同的杠铃时,身高越高的运动员举起的高度越大,根据W=Gh分析做功大小;所用时间相同,再利用P=

比较功率大小.

1.(2015·铜仁)小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼,又沿着走廊水平走了5m到达实验室.每层楼高3m,小龙对实验器材做功________J.若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500J,则小龙自身体重________kg.(g=10N/kg)

2.(2014·毕节)用弹簧测力计水平拉着重8N的木块,在水平长木板上2秒钟内匀速移动了0.5m,如图所

示,木块受到的摩擦力是____N,木块所

受重力做功______J,弹簧拉力拉木块所做功的功率是________W.

3.(2014·安顺)现在有一种“手机自生能”技术,手机上装上特制电池,上下左右摇晃手机即可产生电能,每摇一分钟可通话两分钟.设手机上下摇动一次,相当于将200g的重物举高10cm,每秒约摇一次.由此可知,每摇一次可以获得的电能为________J,该手机通话时的功率为________W.

4.(2013·黔西南)汕昆高速公路安龙至兴义段某段平直公路长1.08km,小汽车以108km/h的速度在该段公路上做匀速直线运动,则汽车的速度合______m/s,汽车通过该段公路所用的时间为______s,若行驶时汽车阻力为2000N,则该车功率为__________W.

命题点2 机械效率的相关计算

 (2015·遵义)如图所示,用滑轮组拉动重为70N的物体A,使物体A在水平方向上移动5m,所用拉力F为20N,地面对物体A的摩擦力为30N,则拉力F做的功为________J,滑轮组的机械效率为________.

(1)功W=Fs,F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离;

(2)物体做功的平均功率P=W/t,常用的功率公式P=Fv,F表示动力,v表示物体的运动速度.(3)滑轮组机械效率的公式η=

×100%:

当绳子的重力和摩擦力不可以忽略时,机械效率η=

,其中G是物体的重力,F是自由端的拉力,n是吊住动滑轮的绳子段数;当绳子重力和摩擦力可以忽略时,机械效率η=

,G表示物体的重力,G动表示动滑轮的重力.

5.(2014·黔东南)工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m,他所做的有用功是______J,已知该滑轮组的机械效率为80%,工人的拉力是________N.(g取10N/kg)

6.(2014·铜仁)利用如图所示的滑轮组提升重物,不计摩擦和绳子的重力,现用500N的拉力F将重为1800N的物体在5s内匀速提升了3m,则绳子自由端移动的速度是______m/s,动滑轮的质量为______kg,该滑轮组的机械效率为________.(g取10N/kg)

7.(2015·安顺)如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手候斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底并最终点燃圣火的照片,该点火仪式体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg,攀爬高度39m,历时约200s.

(1)如果不计机械装置的额外功,求他的平均功率多大?

 

(2)小明同学看到火炬手攀爬很费劲,想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法,将火炬手拉上去.若小明同学站在地面上,用如图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手最合适,理由是什么?

如果该滑轮组机械效率为80%,求小明同学的拉力至少要多大?

 

命题点 探究滑轮组的机械效率

滑轮组的机械效率实验考查点:

1.实验原理:

η=

×100%;2.弹簧测力计要匀速竖直向上拉动;3.控制变量法的使用;4.补充表格数据,计算机械效率;5.分析数据,得出影响机械效率的因素;6.总结结论;7.滑轮组的绕绳方法.

 (2015·黔南)某班同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关.各小组利用如图所示的装置进行验证,杨阳那组得到的实验数据如表:

实验

次数

物重(N)

物体上升的高度(m)

拉力(N)

绳子自由端移动的

距离(m)

机械效率η(%)

1

1

0.1

0.6

0.2

83.3

2

1

0.1

0.4

0.4

62.5

3

2

0.1

0.65

0.4

76.9

4

1

0.2

0.6

0.4

83.3

(1)比较第1、2次实验数据得出:

用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮的个数越多,________________;比较第2、3次实验数据得出:

同一个滑轮组,提升的物体越重,______________;比较第1、4次实验数据得出:

同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________.

(2)在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”),测得的机械效率________(填“偏高”“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还与________有关.

(3)有两个小组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测得的机械效率却不

同.原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的________不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给各种机械加润滑油,是为了________它的机械效率.

本实验用到控制变量法.例如比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系;比较第2、3次实验数据可知,机械效率与物重间的关系;比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系.

(4)有的同学认为:

“机械越省力,它的机械效率越高”.你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的.你是用小明收集的数据中________两组数据对比分析来判断的.

(5)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是________________________________________.

(6)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率,目的是为了____________________________________.

一、选择题

1.(2015·赤峰)如图所示,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是(  )

A.大人与小孩做功相同,两人功率相同

B.大人与小孩做功相同,小孩功率大

C.大人比小孩做功多,大人功率大

D.大人比小孩

做功多,小孩功率大

2.(2015·兰州)工人用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m,若每个滑轮重40N,不计绳重和摩擦,则在此过程中,下列说法正确的是(  )

A.绳端的拉力F为270N

B.拉力F的功率为270W

C.额外功为160J

D.有用功为1080J

3.(2015·泰安)分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦,此过程中(  )

A.F甲小于F乙

B.甲的机械效率小于乙的机械效率

C.F甲做的功大于F乙做的功

D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率

4.(2015·丹东)小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,在此过程中,下列说法正确的是(  )

A.水平地面对小勇的支持力做功为6000J

B.小勇做的有用功为3000J

C.小勇拉力的功率为250W

D.此滑轮组的机械效率为80%

5.(2015·长春)工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(  )

A.增大提升重物的速度,可以增大有用功

B.减小定滑轮的重力,可以减小额外功

C.增大提升重物的高度,可以提高机械效率

D.减小动滑轮的重力,可以提高机械效率   

6.(2014·咸宁)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快.一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是(  )

A.W1≠W2 P1≠P2   B.W1=W2 P1=P2C.W1=W2 P1>P2D.W1=W2 P1

7.(多选)(2015·营口)如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动.已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是(

A.拉力F的功率是1W

B.2s内绳子自由端移动的距离是1.2m

C.5s内拉力F所做功的大小是15J

D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N

8.(2015·葫芦岛)如图所示滑轮组,在50s内将5000N货物匀速吊起10m高,绳的自由端受到的拉力大小是1500N,关于该滑轮组的说法不正确的是(不计绳重与摩擦)(  )

A.滑轮组的机械效率为83.3%

B.绳自由端移动的距离是50m

C.滑轮组所做有用功的功率是1000W

D.该装置中的滑轮总重为1000N

二、填空题

9.(2015·绵阳)“绿色环保,低碳出行”.2015年1月18日,绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行.假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,其电动机的输出功率为120kW,速度为36km/h,共行驶2h,其电动机做功为________J,公交车的牵引力为________N.

10.(2015·南充)如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是________%,物体受到的摩擦力是________N.

11.(2014·安顺)某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表.若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与____________________________________有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与____________有关.

    次数

物理量    

1

2

3

钩码重G/N

4

4

6

钩码上升高度h/m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F/N

1.8

1.4

2.4

绳端移动距离s/m

0.3

0.5

0.3

机械效率η

74%

57%

83%

12.(2015·贵港)工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体,若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N,则该滑轮组的机械效率为________;若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m,他做功的功率为________W.

三、实验探究题

13.(2015·岳阳)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表:

次数

钩码重/N

钩码上升距离/cm

弹簧测力计示数/N

弹簧测力计上升距

离/cm

机械效率

1

2

10

0.8

30

83.3%

2

4

10

1.5

30

3

6

10

30

90.9%

(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为________(结果保留一位小数);

(2)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为________N;

(3)分析数据可得实验结论:

使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”);

(4)根据实验结论推测:

使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组

的机械效率可能为________(填序号).

A.71.6%   B.82.4%   C.92.1%

四、计算题

14.(2015·六盘水)如图所示,现将重为5N的物体A沿长1.2m,高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端,在此过程中,F的大小恒为3N,所用时间是12s,求:

(1)物体A从底端到顶端的平均速度;

 

(2)物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率;

 

(3)求此斜面的机械效率.(保留一位小数)

 

15.(201

4·遵义)一体重为600N、双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%.(不计绳重及摩擦)求:

(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大;

 

(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大;

 

(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体.

参考答案

考点解读

考点1 1.力 力的方向 力 物体在力的方向上移动的距离 W=Fs 焦耳 J 2.功 做功所用时间 做功快慢 

 瓦特 W 千瓦 kW 103

考点2 W总=W有+W额 有用功 总功 η 

η=

 小于 小于1 无关 η=

 竖直 匀速 高 低 省 减小 摩擦增加

各个击破

例1 C

题组训练 1.1500 50 2.2.4 0 0.6 3.0.2 0.1 4.30 366×104

例2 200 75%

题组训练 5.400 125 6.2.4 20 90%

7.

(1)他和轮椅总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N,他的平均功率P=

=156W.

(2)D滑轮组最合适.因为拉力方向向下且更省力.因为η=

,所以拉力F=

=250N.

实验突破

例 

(1)其机械效率越低 它的机械效率越高 无关 

(2)偏小 偏高 运动状态 (3)摩擦 提高

拓展训练(4)错误 1、2 (5)为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功 (6)获得多组数据归纳出物理规律

整合集训

1.C 2.B 3.D 4.D 5.D 6.D 7.BCD 8.B 9.8.64×108 12000 10.62.5 0.675 11.动滑轮的个数(或动滑轮的总量) 提升的物重 12.62.5 160 13.

(1)88.9% 

(2)2.4 (3)高 (4)C

14.

(1)物体A从底端到顶端的平均速度:

v=

=0.1m/s;

(2)拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J,则拉力的功率P=

=0.3W;

(3)拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J,则此斜面的机械效率η=

×100%=

×100%≈83.3%.

15.

(1)由η=

×100%可得:

F=

=500N;

(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压力为:

F人=G人-F=600N-500N=100N,工人对地面的压强为:

p=

=2000Pa;

(3)使用该滑轮组,在匀速提升物体的过程中,滑轮的重力为:

G动=nF-G物=2×500N-800N=200N,这个工人的最大拉力为F′=600N,所以最多能提起物体的重力为:

G′物=nF′-G动=2×600N-200N=1000N.

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