202X中考物理專題復習講座4機械功、功率、機械效率試題

1、精選機械功、功率、機械效率要點索引：1、把握機械功的定義、單位、公式及應用。2、 理解功率的定義、功率的公式、運用功率的公式解題。3、 知道機械效率的定義及公式，會用機械效率公式解題。同學們，我們在上一講中討論了簡單機械相關知識點，本講中我們將要討論機械功與功率、機械效率方面的知識點與考點。本講的內容較多，在歷年中考試卷中所占的比例也不小，試題形式可以為填空、選擇形式的基礎性的考查，也可以是實驗探究性考查，比如如何測定滑輪組的機械效率；另外，關于功與功率的計算、機械效率的計算，也可以作為計算題或壓軸題來考查，出現(xiàn)頻率較高，我們要注意了！下面我們用七步教學法為大家梳理本講涉及到的重點知識與考點，

2、助你中考金榜題名！1、 基礎點睛：1、 對做功的理解定義：一個力作用在物體上，且使物體在力的方向上通過了距離，那么，這個力就做了功。 做功的必要條件：（1）有力作用在物體上；（2）、使物體在力的方向上通過了距離。下列三種情況，人的拉力都做了功，因為都符合做功的兩個必要條件如下圖所示。 那么，那些情況下人雖說用了力，但沒有做功呢？做功的兩個必要條件缺一不可，要判斷物體是否做功，就要嚴格對照這兩個條件。 如上所示，A圖中人提著水桶在水平地面移動，B圖中運動員舉著杠鈴不動，C圖中人沒有搬動石頭，D圖中人通過滑輪組沒有提升動重物，這些情況下人都用了力，但不符合做功條件，因此沒有做功，同學們請思考，他們

3、都缺少哪個條件呢？有時人雖說有了功勞，出了力氣，但沒有做功。2、 求功的公式從上面的分析可知，做功需要符合兩個必要條件，根據(jù)這兩個條件，物理學中給出了求功的公式: W = F × S 上式中，F(xiàn)表示作用在物體上的力，單位為N，S表示物體在力的方向上通過的距離，單位為m，這樣，W表示功，單位是牛.米，它有一個專門的名稱-焦耳，焦耳也是能量的單位，符號為J,1牛頓米=1焦耳，即：1N.m = 1J.3、 功率功率是表示人或物體做功快慢的物理量，比如人搬同樣多的磚頭上到三樓，有的搬的快，有的搬的慢，也就是說做同樣多的功，用時的長短不同，用時短的，單位時間內做的功就多，我們就說功率大些。物理

4、學中，根據(jù)功率的定義，可以給出求功率的公式： P = ， 式中W表示功，單位是J，t表示做功的時間，單位是s,那么，P得到單位就是J/s, 1J/s = 1瓦特 = 1瓦 =1（W）4、 功的原理：功的原理就是使用任何簡單機械，只能省力，不能省功；例如，一個人可以利用滑輪組提升一個重物，雖說可以省力，把原本提不動的物體提起了，但不能省功，若要考慮摩擦和滑輪自重，不光是不能省功，還要多做一些無用功。5、 機械效率 要搞懂機械效率，就需要先弄懂幾個專用名詞：（1） 有用功：必須要做的，對我們有用的功，相當于不用機械，人直接把物體提升或拉動所做的功，可以記為：W有 = F . S（或Gh）（2） 額

5、外功：并非我們需要的但又不得不做的功叫做額外功;如下圖中克服滑輪組自重和摩擦所做的功。（3） 總功：有用功和額外功之和叫總功，用W總表示；相當于下圖中的人拉繩子全程所做的功。（4）機械效率： a.概念：通常用有用功在總功中占的百分比來表示，叫做機械效率。b.公式：=c.滑輪組機械效率的影響因素由公式 = 當物重G物保持不變時，物重越重時，機械效率越高。當物重G物保持不變時，動滑輪重力越大，機械效率越低。提高機械效率的方法有：（a）.減輕機械的自重。（b）.保證機械的良好潤滑，減小摩擦力。2、 夯實小練 同學們，上面我們梳理了本講的知識點，在中考中基礎性的考查還是占有很大的成分，每位考生必須重視

6、，下面我們來上幾題，讓你練練手，夯實我們的基礎吧。 1、以下實例，力對物體做功的是（ ）A舉重運動員舉著杠鈴不動 B小明將水桶從地面上提起 C吊車吊著貨物在空中水平勻速移動 D用力搬桌子而未搬起答案：B; 解析：A、舉重運動員舉著杠鈴不動，這樣是有力但無距離，沒有做功，不符合題意；B、將水桶從地面上提起，是在力的方向上移動一段距離，對物體做功了，符合題意；C、雖然有力也有距離，但此距離不是在力的方向上，力與距離垂直，沒有做功，不符合題意；D、搬桌子而未搬起，有力而無距離，沒有做功，不符合題意2、小明放學后，背著重40 N的書包沿水平路面走了200m。又登上大約10 m高的四樓的樓梯才回到家。則

7、他在回家過程中對書包所做的功為 ( ) A0 J B400 J C2000 J D2400 J答案：B；解析：小明在水平路面上行走的過程中，書包通過的距離不在背力方向上，故這一段不做功；上樓過程做的功WFs40 N×10 m400 J。3、用測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，兩次運動的s-t圖象如圖所示，其對應的測力計示數(shù)分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們大小關系正確的是（ ）AF1F2   P1P2 BF1=F2   P1P2CF1=F2   P1P2 DF1F2  P1P2答案：B

8、； 解析： （1）木塊兩次都進行勻速直線運動，拉力等于滑動摩擦力，滑動摩擦力相等，拉力F相等。（2）從圖象中可以判斷出，第次的運動速度v較小，根據(jù)公式P=Fv，當拉力相等時，速度越大，拉力的功率越大，即P1P2。4、-斜面長5m，高1m，工人用沿斜面方向400 N的力把重1600 N的集裝箱勻速推到車上，推力對集裝箱做的功是_J，斜面的機械效率是_。答案：2000；80； 解析：推力對集裝箱做的功是總功：400 N×5 m2000 J，1600 N×1 m1600 J，。 三、經(jīng)典呈現(xiàn)：為了讓廣大考生對本次課程所涉及到的知識點進一步了解，我們收集了近兩年中考出現(xiàn)的經(jīng)典題目，

9、主要是考卷中的壓軸題，展示給廣大考生，開拓我們的視野，訓練我們的發(fā)散思維能力，以便輕松應對考試嘍。1、如圖所示，質量不等的甲、乙兩球（m甲m乙）從頂端分別沿固定光滑斜面體的a、b兩側滾到各自的底部，則在它們整個運動過程中有（ ）A. 甲球的重力所做的功少些 B、兩球的重力所做的功一樣多C、它們運動到斜面底部時，乙的速度大些D、它們運動到斜面底部時，兩球速度一樣大答案： D；解析：（1）物體下滑過程中只有重力做功，WGhmgh，m甲m乙，高度相同，W甲W乙，故AB錯誤；因為高度相同，不論質量大小，所以滑至底端時的速度相同，故C錯誤，D正確。這個規(guī)律同學們可要記住喲。2、如圖所示，甲、乙兩個容器形

10、狀不同，現(xiàn)有兩塊完全相同的金屬塊用細線系著分別浸沒入同樣深度，這時兩容器的水面相平齊，如果將金屬塊勻速提升一段位移，直到金屬塊提離水面，不計水的阻力，則（ ）A. 在甲容器中提升時，拉力做功較多B. 在乙容器中提升時，拉力做功較多C. 在兩個容器中提升時，拉力做功相同D.做功多少無法比較答案; A;解析： 設要將金屬勻速提離水面，要經(jīng)過兩個階段：1金屬在水中上升，最后金屬的上表面到達水表面，運行距離h1，拉力F1GF浮，故此過程中，拉力做功W1（GF?。?#215;h1；2金屬逐漸出水面，最后金屬的下表面到達水表面，運行距離h2，拉力F2GF浮，此過程中浮力是變化的，F(xiàn)浮12F浮，平均拉力F2

11、G12F浮，故此過程中，拉力做功W2（G12F浮）×h2；由可得，拉力做的總功：W總W1W2（GF浮）×h1（G12F?。?#215;h2，在甲乙兩圖中，因為甲的上表面面積大，所以當金屬出水面時，甲水面下降的比較少，甲的h2比乙的h2大，而甲乙圖中的h1、G、F浮都是相同的，所以在甲容器中提升時，拉力做功較多。 3、為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設置了圖甲所示的滑輪組裝置。當用圖乙所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體上升的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關系分別如圖丙和丁所示。不計繩重和繩與輪之間的摩擦。下列說法正確的是（ ）A.0s1s

12、內，物體做勻速直線運動B.2s3s內，拉力F的功率是200WC.1s2s內，拉力F做的功是375JD.2s3s內，滑輪組的機械效率是62.5%答案：C; 解析：A、由圖丙可知，在01s內，物體的速度為0，處于靜止狀態(tài)，故A錯；B、由圖丙可知在23s內，重物做勻速運動，v35m/s，由圖乙可知此時拉力F340N，由圖甲可知，從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n3，所以拉力端移動速度v33v33×5m/s15m/s，拉力做功功率（總功率）：P總F3V340N×15m/s600W，故B錯誤；C、由圖乙可知，在12s內，拉力F250N，由圖丁得出重物上升高度h22.

13、5m，拉力端移動的距離s23h23×2.5m7.5m，拉力做的功：WF2s250N×7.5m375J，故C正確；D、在23s內，滑輪組的機械效率：W有用W總Gh3F3s3Gh3F3×3h3G3F3100N3×40N×100%83.33%，故D錯誤。四、思維拓展 上面我們點出了經(jīng)典的題型，為了讓廣大考生檢測自己對本次所講的知識點理解情況，下面列出了幾題，讓同學們自己去做，拓展我們的思維，看看自己是否能夠把握經(jīng)典的題型，這對完成考卷中的壓軸題大有好處呢。1、如圖所示，用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運動。

14、彈簧測力計的示數(shù)恒為2N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法正確的是（ ）A.物體A受到地面的摩擦力是3N，水平向左B.在2s內，繩子對A做的功為4JC.滑輪移動的速度是0.4m/s D.拉力F做功功率為1W答案： D；解析:A、不計滑輪的摩擦和重力，以動滑輪為研究對象，則兩段繩子向右的拉力與向左的拉力平衡，所以2F拉F，則A物體對滑輪的拉力F拉1/2F1/2×10N5N；力的作用是相互的，所以滑輪對A的拉力也為5N；彈簧測力計的示數(shù)恒為2N，因拉滑輪時，物體B始終處于靜止狀態(tài)，則測力計對B向右的拉力與A對B向左的摩擦力平衡，所以fA對BF示2N；力的作用是相互

15、的，所以，物體B對A的摩擦力為2N，方向向右；物體A向左勻速運動，同時地面對物體A還有向右的摩擦力，由力的平衡條件可得：F拉fB對Af地，所以物體A受到地面的摩擦力：f地F拉fB對A5N2N3N，方向水平向右，故A錯；B、繩子對A的拉力F拉5N，2s物體A移動的距離為sAvAt0.2m/s×2s0.4m，繩子對A做的功WAF拉s5N×0.4m2J，故B錯；C、因拉力F作用在動滑輪的軸上，費力但省一半的距離，所以拉力端的移動速度（滑輪移動的速度）等于物體A移動速度的12，則滑輪移動的速度v12vA12×0.2m/s0.1m/s，故C錯；D、拉力做功的功率PWtFst

16、Fv10N×0.1m/s1W，故D正確。故選：D。2、（綜合）用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M質量為76kg，M的體積為3×103m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，不計繩重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正確的是（ ）A. 此過程中，繩子自由端的拉力F大小為400NB. 動滑輪重力為70NC. 當物體M沒有露出水面時，動滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為730ND. 當物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機械效率為

17、95%。答案;D; 解析如下：A、由vs/t得，物體運動的時間：ts/v10m/0.5m/s20s，根據(jù)圖乙可知，此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000 J，由圖知，滑輪組由2段繩子承擔物重，所以s2h2×10m20m，由W總Fs得，拉力FW總/sW總/2h物8000J/2×10m400 N，故A正確；B、因為勻速提升物體，對滑輪組受力分析可得：F12（F繩G動），則動滑輪的重力：G動2FF繩2×400N730N70 N，故B正確；C、物體M的重力：G物mg76kg×10N/kg760 N；由于物體未露出水面，完全浸沒在水中，所以V排V物，則物體受到

18、的浮力：F浮水gV排水gV物1×103 kg/m3×10N/kg×3×10-3m330 N，當物體在水里勻速上升時受三個力的作用，物體的重力、浮力和動滑輪下方繩子的拉力，處于三力平衡，即F繩F浮G物，則F繩G物F浮760N30N730N；故C正確；D、動滑輪下方繩子的拉力所做的功為有用功，則有用功：W有用F繩×h物730N×10m7300 J，滑輪組提升重物的機械效率：W有用/W總×100%7300J/8000J×100%91.25%；故D錯誤。3、(中考壓軸題）用滑輪組勻速提升重為2000N的物體，作用

19、在繩子自由端的拉力大小為625N，拉力做功的功率為1250W，滑輪組的機械效率為80%，不計摩擦與繩重，求：(1)重物上升的速度； (2本滑輪組用幾段繩子懸掛動滑輪？答案： (1)重物上升的速度為0.5m/s； (2) n=4解析：（1）：總功W總是拉力F所做的功，即可以用Fs求出，也可以由拉力做功的功率求出，在t時間內，則。而有用功則是克服物重所做的功，;而v為重物上升的速度，即我們要解答的問題， ，比較兩個總功表達式，結合機械效率的公式；得到如下解題過程： 滑輪組的機械效率， 。 則：重物上升的速度為0.5m/s。 第2問的突破口是：如何確定懸掛動滑輪繩子的段數(shù)，本來最簡單方法就是看圖，數(shù)

20、數(shù)有幾根繩懸掛動滑輪即可，而本題連圖都沒有，顯然不行。我們不要忘記在滑輪組題目中永遠隱含的條件是物體升高的距離h與拉力F移動距離S之間滿足S=nh,再考慮繩子自由端的移動和重物上升所用時間相同，就可以得到繩端，即拉力運動的速度; 拉力做功的功率：， 繩端即拉力運動的速度：=2m/s。 繩端前進的速度是重物上升速度v的4倍，說明重物是被4根繩拉住。5、 考點梳理本次講座的內容在初中階段屬于重點和難點，在中考試卷中所占的分值也不低。那么，命題人會出什么樣的題目來考查我們呢？下面我們就來梳理一下涉及到本章的考點?？键c一：基礎性考查：對功、功率、機械效率是否能夠正確理解。我們在復習的過程中，一定要對上

21、述三個概念正確的理解，比如機械效率定義中的有用功、總功是否真正理解，看下面的例題.例：關于機械效率，下列說法中正確的是（ ）A機械做功越快，機械效率越高B機械所做的總功越少，機械效率越高 C機械做的有用功在總功中占的百分比越大，機械效率越高 D使用機械時，所用動力跟物重的比值越小，機械效率越高答案：C; 解析：A、機械做功越快，表示功率越大，單位時間內做的功越多，但機械效率不一定就高，故此項不符合題意；B、從機械效率公式可知，總功多，機械效率的大小還要看有用功的大小，故此項不符合題意；C、總功包括有用功和額外功，有用功在總功中占比例越大，機械效率越高，故此項正確符合題意；D、使用機械時，所用動

22、力跟物重的比值與有用功占總功的比例沒有關系，故此項說法不對，不符合題意?？键c二：把探究滑輪組的機械效率作為實驗題來考查，看我們可能把握測定滑輪組機械效率的細節(jié)問題，如果作為實驗題來考查，此題的分值要占5-7分，大家一定要留神了，請看下面的例題。 例：某實驗小組探究影響滑輪組機械效率的因素的實驗裝置如圖所示，實驗數(shù)據(jù)如下表。若不計摩擦，比較1和2兩次的實驗數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機械效率與 有關；比較1和3兩次的實驗數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機械效率與 有關。 答案：動滑輪的個數(shù)（或動滑輪的總量） 提升的物重請大家動動腦筋，探討一下本題是怎么解出來的吧?？键c三：命題人在功與功率方面出一道計算題，如果作

23、為計算題，一般就不會在同一試卷中再出實驗探究題了，請看下面的例題。例、某型號汽車發(fā)動機的額定功率為6×104W，在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是1800N。在額定功率下，當汽車勻速行駛時，求：（l）發(fā)動機所提供的牽引力大??；（2）行駛速度的大小；（3）行駛5min牽引力所做的功。解析：（1）因為汽車勻速行駛，受平衡力作用；由二力平衡知識得：F=f=1800N；（2）由得：；（3）已知：t=5min=300s，行駛5min牽引力做功：。答：發(fā)動機所提供的牽引力為1800N，行駛速度為33.3m/s，行駛5min牽引力所做的功是1.8×107J。6、 真題檢驗親愛的同學們，上

24、面我們對本講的考點進行了梳理，你可感覺到本講的知識點在各類考卷中出現(xiàn)的幾率非常大吧，下面我們再來看看近兩年中考卷中對上述的知識點是怎么考的吧，請你動筆做一下，對自己進行一次檢驗吧！1、（2017中考）指甲刀是生活中常用的小工具，如圖所示，它包含三個杠桿，關于這三個杠桿的說法正確的是（ ）A. 一個省力杠桿，兩個費力杠桿B. 一個費力杠桿，兩個省力杠桿C. 三個都是省力杠桿 D、三個都是費力杠桿答案：A；解析：杠桿ABC，支點是B，動力臂大于阻力臂，是一個省力杠桿；杠桿OED，支點是O，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，杠桿OBD是費力杠桿，杠桿ABC是一個省力杠桿，故A正確。故選：A。2、（201

25、8中考）小明用如圖所示的滑輪組提升300N重物，在繩子自由端施加的拉力為125N，4s內重物勻速上升2m，不計繩重和輪、軸間摩擦。則（ ）A.繩子自由端移動的距離為4 m B.動滑輪重50NC.拉力做功的功率為150WD.此過程滑輪組的機械效率為80%答案：D；解析：A、由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n3，則繩子自由端移動的距離s3h3×2m6m，故A錯誤；B、因不計繩重和摩擦，則繩端的拉力F13（G物G動），即：125N13（300NG動），所以動滑輪重：G動75N，故B錯誤；C、拉力做的功：W總Fs125N×6m750J，拉力的功率：PW總t750J4s187.5

26、W，故C錯誤；D、利用滑輪組所做的有用功：W有Gh300N×2m600J，滑輪組的機械效率：W有用W總600J750J×100%80%，故D正確；3、（2017中考）一輛質量為1.5t的小貨車，載有質量為1.0t的貨物，四個車輪與地面接觸的總面積為0.1m2，小貨車在平直公路勻速行駛1km，所用時間為50s，小貨車受到摩擦阻力為車重的0.1倍。（g取10N/kg）。在這段時間內，求：（1）小貨車受牽引力的大小；（2）牽引力做功的功率。 解析如下：（1）小貨車和貨物的重力：G總=G1+G2=m1g+m2g=1.5×103kg×10N/kg+1.0×103kg×10N/kg=2.5×104N；（2）牽引力為：F牽=0.1G總=0.1×2.5×104N=2.5