中考專題：功和功率

中考專題：功和功率中考專題：功和功率中考專題：功和功率V:1.0精細(xì)整理，僅供參考中考專題：功和功率日期：20xx年X月功和功率【重點(diǎn)難點(diǎn)提示】1．重點(diǎn)是功和功率以及機(jī)械效率的概念。2．難點(diǎn)是做功的兩個(gè)必要因素以及對(duì)有用功和額外功的理解和運(yùn)用。3．考點(diǎn)是功的兩個(gè)必要因素；功的公式和單位；功率的公式和單位；功的原理；機(jī)械效率的概念和公式；測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率。本節(jié)知識(shí)是中考命題大綜合題的重要內(nèi)容，是考查學(xué)生計(jì)算能力，分析解決問題能力的落腳點(diǎn)，分值在10分以上?！窘?jīng)典范例引路】例1起重機(jī)用鋼繩起吊重為l×103N的重物，先沿豎直方向?qū)⒅匚飫蛩偬岣?0m，再沿水平方向?qū)⒅匚飫蛩僖苿?dòng)9m，然后又將重物提高lm，起重機(jī)對(duì)重物共做了多少功？

分析：起重機(jī)用鋼繩提取重物，繩對(duì)重物所做的功就是起重機(jī)對(duì)重物所做的功。繩對(duì)重物做功有三個(gè)過程，第一、三過程繩沿豎直方向提升重物，重物在繩拉力的方向移動(dòng)了距離做了功，第二過程重物在水平方向移動(dòng)了距離但不是在拉力方向上移動(dòng)的距離，故沒做功解：根據(jù)W=FS知鋼繩提取重物做功W=Gh=1×103N×（10m＋lm）＝1.l×104J例2關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說法錯(cuò)誤的是（）A．做功越多的機(jī)械功率越大B．機(jī)械效率越高的機(jī)械做功越快C．相同時(shí)間內(nèi)做功越多的機(jī)械做功越快D．機(jī)械效率越高的機(jī)械它的額外功占總功的比越小分析：功率是描述做功快慢的物理量。描述的方法是取單位時(shí)間內(nèi)所完成的功，因此做功越多的機(jī)械在單位時(shí)間內(nèi)完成的功不一定多，故A選項(xiàng)不正確，C選項(xiàng)正確。機(jī)械效率是衡量機(jī)械優(yōu)劣、性能的一種技術(shù)數(shù)據(jù)。衡量方法是取W有與W總的比，比值越大（或W與W總的比值越?。┢錂C(jī)械性能越好，做功的有效程度越高，與做功的快慢無關(guān)。故選項(xiàng)B錯(cuò)，D正確。解：選AB。例3一臺(tái)抽水機(jī)在10分鐘內(nèi)把3.6m3的水抽到10m高處，若抽水機(jī)的效率是0.6，那么動(dòng)力機(jī)供給抽水機(jī)的功率多大（

g取10N／kg）

分析與解答：抽水機(jī)10分鐘抽水做功W有用＝Gh=vgh=l×103kg/m3×3.6m3×10N／kg×10m=3.6×105J動(dòng)力機(jī)對(duì)抽水機(jī)做功W總=動(dòng)力機(jī)輸給抽水機(jī)功率P總=例4利用圖4－15的滑輪組提取重物把800N的貨物勻速提取時(shí)需用250N的力拉繩子，不計(jì)繩與滑輪的摩擦，求：①若把1×103N的重物勻速提取，作用在繩自由端的拉力至少多大？

②若人重500N，利用這個(gè)滑輪組向下拉繩提取貨物的最大機(jī)械效率多大？

圖4-15分析與解答：設(shè)重物在拉力F的作用下上升h，由W總=W有+W額得F·4h=Gh+G動(dòng)h，故動(dòng)滑輪總重G動(dòng)=4F－G＝4×250N－800N＝200N（1）當(dāng)重物G′=1×103N在拉力F′作用下上升h時(shí)，根據(jù)W總=W有+W額得F′4h=G′h+G動(dòng)h，故F′=（G′+G動(dòng)）=（1×l03N＋200N）=300N。（2）當(dāng)拉力F″＝G人=500N將重為G″的重物勻速提取時(shí)，根據(jù)W總=W有+W額得F″4h=G″h＋G動(dòng)h知G″=4F″－G動(dòng)=4×500N－200N＝1800N，故滑輪組最大的機(jī)械效率=例4．某人用圖4－16所示裝置將貨物從斜面底瑞拉上斜面頂端，已知斜面長5米，高3米，拉力100N，貨物重250N，不計(jì)動(dòng)滑輪重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）拉力做的功；（2）斜面對(duì)物體的摩擦力；（3）斜面的機(jī)械效率。分析與解答：（1）當(dāng)貨物上升3m時(shí)，在拉力F方向上移動(dòng)的距離S＝2L=2×5m＝10m，拉力F做功W總=FS＝100N×10m＝l×103J。（2）提取重物做功W有=Gh=250N×3m＝750J克服重物與斜面的摩擦做功W額=W總一W有=l×103J－750J=250J，斜面對(duì)物體的摩擦力3）斜面的機(jī)械效率=【解題技巧點(diǎn)撥】做功有兩個(gè)必要因素，兩個(gè)因素缺一不能算做功，例如：手中提一桶水不動(dòng)，雖然手用了力但沒有在提力方向上移動(dòng)距離；再如：物體在光滑的水平面上憑慣性勻速移動(dòng)10米，物體移動(dòng)了距離但作用于物體在水平方向的力為零，兩種情況都不能說對(duì)物體做了功。對(duì)功的原理應(yīng)從以下兩個(gè)方面來理解。一是理想機(jī)械做功時(shí)由于不存在克服機(jī)械自身重和摩擦做額外動(dòng)，故有W總=W有，用文字表達(dá)為：使用機(jī)械時(shí)人們所做的功都等于不用機(jī)械而直接用手做的功。二是實(shí)際機(jī)械做功時(shí)由于額外功的存在，故有W總=W有+W額。用文字表達(dá)為：動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功都等于機(jī)械克服阻力所做的功。無論是哪一理解，使用任何機(jī)械都不省功普遍正確。對(duì)機(jī)械效率的理解應(yīng)注意三點(diǎn)：①機(jī)械效率是一個(gè)比值沒有單位。②機(jī)械效率總小于l。③機(jī)械效率是衡量機(jī)械做功有效程度的物理量，它反映了機(jī)械的性能。公式P＝F·V說明：功率一定的機(jī)器其牽引力與運(yùn)動(dòng)的速度成反比。汽車爬坡時(shí)，司機(jī)換檔減速目的是為了增大汽車的牽引力?！揪C合能力訓(xùn)練】一、選擇題1．在下列情況下，力對(duì)物體做了功的是（）A．用力舉著物體在空中不動(dòng) B．手提重物在水平方向上勻速移動(dòng)C．小球在光滑的水平面上勻速滾動(dòng) D．木塊在光滑的斜面上勻速滑下2．下列有關(guān)功率的說法正確的是（）A．功率大的機(jī)器做功一定多 B．做功越多的機(jī)器的功率越大C．功率大的機(jī)器做功越快 D．完成相同的功用時(shí)越小功率越大3．關(guān)于機(jī)械效率下列說法正確的是（）A．機(jī)械效率高的機(jī)械使用時(shí)越省力B．機(jī)械效率高的機(jī)械使用時(shí)越省功時(shí)C．機(jī)械效率高的機(jī)械做的有用功越多D．機(jī)械效率高的機(jī)械省做額外功4．關(guān)于功的原理，下列說法正確的是（）A．使用任何機(jī)械，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功一定等于機(jī)械克服阻力所做的功B．使用先進(jìn)的機(jī)械可以省功C．使用機(jī)械不能省功但能省力D．使用省力的機(jī)械做功一定費(fèi)距離5．甲、乙兩斜面的高度相同但長度不同（L甲＞L乙），今把質(zhì)量相同的兩物以相同的速度從斜面底端勻速拉到頂端，若斜面是光滑的，則拉力的功率是（）A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙C．P甲=P乙D．無法比較6．用某一滑輪組提升重物，下列幾種做法能夠提高它的機(jī)械效率的是（）A．改變繩子的繞法 B．增加重物提高的高度C．增加重物的質(zhì)量 D．減輕動(dòng)滑輪的重力7．一人用同樣大的力拉木箱，在光滑地面和粗糙地面前進(jìn)相同距離，下列說法正確的是（）A．在粗糙地面做功多 B．在光滑地面做功多C．兩次做功一樣多 D．無法比較8．如用4－17所示，在不計(jì)滑輪的摩擦和繩重時(shí)人拉繩的自由端沿水平面向右移動(dòng)，使200N的重物勻速提高lm，在這一過程中，手拉繩的力F和人拉繩做功為（）圖4-17A．100N200J B．200N200JC．200N100J D．無法計(jì)算9．一只箱重100N，放在水平地面上，用100N的水平拉力，使箱沿水平方向勻速移動(dòng)lm，則（）A．箱子受到的摩擦力是1100N B．箱子受到的摩擦力是100NC．推力做功1100J D．推力做功100J10．一人將質(zhì)量為20kg的物體搬到5m高的樓房頂，如果用定滑輪、動(dòng)滑輪將此物提到同樣高的樓頂上，不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，則對(duì)重物做功較多的是（）A．人直接搬B．用定滑輪C．用動(dòng)滑輪D．三種情況一樣多11．在水平地面上，用同樣大的力F使質(zhì)量、阻力、速度不同的物體前進(jìn)相同距離則（）A．質(zhì)量越大的物體力F做功越多B．物體運(yùn)動(dòng)速度越大的物體力F做功越多C．摩擦阻力越大的物體力F的做功越多D．作用力F做功一樣多12．使用機(jī)械，下列說法不正確的是（）A．可以省力B．可以省距離C．可以省功D．可以改變力的方向13．下列說法正確的是（）A．機(jī)械功率越大，機(jī)械效率越高B．機(jī)械功率越大，機(jī)械做功越多C．機(jī)械效率越大，機(jī)械做功越多D．機(jī)械效率越大，額外功占總功的比越小14．甲、乙兩臺(tái)機(jī)器，其效率甲＞乙，則（）A使用甲機(jī)器省力些 B．使用甲機(jī)器做功快些C．使用甲機(jī)器做功多些 D．以上說法都不對(duì)15．用定滑輪、動(dòng)滑輪，滑輪組分別提升同一重物，在不計(jì)摩擦的情況下機(jī)械效率最高的是（）A．定滑輪 B．動(dòng)滑輪 C．滑輪組 D．一樣高16．下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．滑輪組的省力情況是由動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)決定B．使用機(jī)械一定省功C．提高功率就是提高效率D．功率是單位時(shí)間內(nèi)完成的功二、填空題17．一重力20N的物體在水平拉力的作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)，2S內(nèi)沿水平地面移動(dòng)了10m，若物體受到的摩擦力為4N，那么重力做功J，拉力功率為W。18．如圖4－18所示，繩子一端固定，另一端繞過重為G的油桶，在繩的自由端用大小不變的水平力F使桶沿水平地面滾動(dòng)一周，設(shè)油桶半徑為R，拉力F做功為。圖4-1819．某同學(xué)要估測(cè)自己爬桿的功率，需測(cè)的物理量是，和。20．在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，需要的測(cè)量儀器是，實(shí)驗(yàn)過程中要注意向拉彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升一段距離。21．李林同學(xué)用98N的力將質(zhì)量為2kg的鉛球沿水平方向擲出5m，則他做功。22．小球受到力的作用，同時(shí)又前進(jìn)了一段距離，那么作用力對(duì)小球做功（填“一定”或“不一定”）23．一臺(tái)抽水機(jī)每秒把20kg的水抽到10m高處，則每分鐘做功焦，這臺(tái)抽水機(jī)的功率是Kw。24．提高機(jī)械效率的主要辦法是。25．相同功率的汽車裝滿貨后跑得慢是因?yàn)?。三、綜合題26．用圖4－19的滑輪組，從水中勻速地把體積為1m3的重物打撈上岸，設(shè)裝置的機(jī)械效率為80％保持不變，重物的密度為l×103kg/m3，不計(jì)水的阻力，求在整個(gè)打撈過程中拉力F的變化范圍（g取10N／kg）27．如圖4－20所示的繩子一端固定在斜面頂端O點(diǎn)，另一端繞過圓木，已知圓木質(zhì)量為200kg，斜面長4m，高2m，g取10N／kg，求：(1)不計(jì)摩擦?xí)r將圓木勻速地拉上斜面頂端所需拉力多大？

（2）若所需拉力600N則斜面的機(jī)械效率多大？圖4-19圖4-20圖4-2128．如圖4－21所示裝置的機(jī)械效率為75％，質(zhì)量為9kg的重物在拉力F的作用下勻速上升，不計(jì)繩與滑輪的摩擦?xí)r求：（l）拉力F多大。（2）若繩能承受的最大拉力為50N，此裝置的機(jī)械效率可提高到百分之幾（g取10N／kg）29．用繩子把圖4－22中的滑輪組成一個(gè)最省力的滑輪組，若每個(gè)滑輪重100N，繩子承受的最大拉力200N，要求：（1）畫出滑輪組的裝配圖；（2）求用滑輪組最多能提取的物體；（3）若在1秒內(nèi)重物上升0.1m，求拉力的功率；（4）求此滑輪組的最大機(jī)械效率。圖4-22【創(chuàng)新備考訓(xùn)練】30．某人用兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組把礦井底的重物勻速提到地面用了50S，已知重物上升的功率為225W，拉力為250N，滑輪組的機(jī)械效率為75％，求井深及物重。31．有一動(dòng)滑輪，利用它提取浸沒在水中的物體，當(dāng)重物完全在水中勻速上升時(shí)需500N的拉力，當(dāng)重物完全離開水面在空中勻速上升時(shí)需600N的拉力，不計(jì)水的阻力和繩與滑輪的摩擦，動(dòng)滑輪的重不能忽略，求此重物的體積。（g取10N／kg）32．由兩個(gè)動(dòng)滑輪組成一個(gè)滑輪組，如圖4－23所示機(jī)械效率為80％，利用它提升重為200牛的物體，如果繩子的自由端被勻速拉動(dòng)20m，求：拉力多大；重物上升的高度；（3）所做的額外功。圖4-23參考答案【綜合能力訓(xùn)練】1.D2.CD3.D4.ACD5.B6.CD7.C8.B9.BD10.D11.D12.C13.D14