1、中考物理一轮专题复习第十六讲功功率机械效率(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: .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
2、的计算:(1)斜面:;(2)用滑轮组提升物体时:.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:.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:_。7PFv,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
3、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
4、示,用F50 N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200 N的物体A水平向右匀速移动了3 m,在这个过程中()A拉力F做了150 J的功 B拉力F做了300 J的功 C重力做了600 J的功D重力做了1200 J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3 m,拉力需移动6 m,可见拉力做的功为WFs50 N6 m300 J;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0.8 N的拉力使重2 N的物体匀速上升,下面说明正确的是()A滑轮组机械效率是
5、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:n2.53股,则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100 N的力踢
6、一个重为5 N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30 m,在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )A3 000 J B500 J C150 J D0 J3. (2011苏州)用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150 N的物体匀速提升1 m,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125 N B有用功一定是150 JC总功一定是250 J D动滑轮重一定是100 N4. 利用下图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端已知斜面的长是5 m,高是2 m,拉力为F50 N,则该装置的机械效率是( )A40%B50%C80%D100%
7、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100 m在0.1 s内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落到瀑布底端质量为18 kg的这些
8、水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为( )A4102 WB4103 W C1.8104 W D1.8105 W8.(2011兰州)如图所示,工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m,在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为( )A80%800 J B80%1 000 J C62.5%200 J D80%200 J9. 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s10 m,
9、高h4 m用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N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100 J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()A0.02 J B0.2 J C2 J D20 J2(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
10、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()AF甲F乙 BF甲F乙 CF甲F乙 D条件不足,无法判断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1、2.下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()A
11、F1F212 BF1F212 CF1F212 DF1F2126(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18(2011威海)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,则()AFAFBWAWB BFAFBWAWB CFAFBWAFBWAWB9(2011重庆)如图
12、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100 N的力把50 N重的铅球推出8 m远,他对铅球做功()A800 J B400 J C0 D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1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为2.若不计绳重与摩擦,则()AW1W212 BW1W212 CW12 DW1W21F乙,所以A选
13、项正确答案:A5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12.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F1F2.答案:A6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:D7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:D8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
14、速拉到顶端,所做的功相等,由功的原理可知FGh/L,沿边AC拉上顶端所用的拉力较小答案:B9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:D10解析:铅球离手后飞出8 m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100 N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:D11解析:使用定滑轮甲时不需要克服滑轮重力做功,而
15、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,W1W2,两种情况中有用功相同,而总功W12.答案:C12解析:由于不计摩擦,使用动滑轮能省一半力,所以Ff10 N5 N;物体运动速度为2 m/s,则绳子自由端移动的速度v2 v物22 m/s4 m/s,因此拉力的功率PFv5 N4 m/s20 W,因此B、C均正确答案:BC13. 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)/l2G2,不一定小于水桶的重
16、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:2015解析:由题意知,推力做的功W总Fl400 N5 m2 000 J有用功W有Gh1 600 N1 m1 600 J,因此斜面的机械效率80%.答案:2 00080%16答案:3 0005017答案:(1)匀速2.475%(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
17、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WFsGhmgh4 kg10 N/kg0.3 m12 J,功率P5 W.答案:不变12519. 解析:动滑轮的机械效率80%,动滑轮重力G动2FG25 N8 N2 N,物体重18 N时所需拉力F(GG动)(18 N2 N)10 N,(绳子自由端移动距离S2h21 m2 m,所以总功W总Fs10 N2 m20 J;此时动滑轮的机械效率90%,比原来的机械效率增大了答案:80%2090%20. 解析:题图中动滑轮被三股绳子拉动,物体A在3 s内拉动6 m,拉力F在3 s内拉动6 m318 m,拉力做功W总Fs250 N18
18、m4 500 J,拉力做功的功率P1 500 W,有用功W有用fsA600 N6 m3 600 J,该装置机械效率100%100%80%.答案:1 50080%三、实验题21答案:(1)如图所示(2)66.7%(3)变大物重摩擦(4)0.1422. 答案:(1)6466.7(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.WFsFnh125 N22 m500 JP100 W.(2)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GF浮F上,Gmg物gV7.9103 kg/
19、m310 N/kg10103 m3790 N,F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg10103 m3100 N,F上GF浮790 N100 N690 N由于使用的是动滑轮,所以F拉345 N若缓慢将重物A提升2 m,物体始终未提出水面,F拉大小不变,拉力做的功WF拉s345 N2 m21 380 J若实际所用拉力为400 N,此时该滑轮的效率100%100%100%86.25 %.答案:解:(1)GVg7.9103 kg/m310103 m310 N/kg790 NF浮水V排g1.0103 kg/m310103 m310 N/kg100 NF(GF浮)(790 N100 N)345 N(2)WFs345 N4 m1 380 J(3)100%100%100%100%86.25% (3)100%100%100%100%86.25%
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