第11章-功、功率、機(jī)械效率專(zhuān)題分析與解題方法指導(dǎo)

第11章功、功率、機(jī)械效率專(zhuān)題分析與解題方法指導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)一：功【知識(shí)梳理】1.做功的兩個(gè)要素：一是作用在物體上的___________二是物體在________________________：W=FS其中S是_________________________________________：J（兩個(gè)雞蛋舉高1m，做的功大約是1J）【重點(diǎn)題型訓(xùn)練】1.某商場(chǎng)扶梯的高度是5m，扶梯長(zhǎng)是7m，小明體重為600N。扶梯把小明從三樓送上四樓的過(guò)程中對(duì)小明做功_____________J。2.水平面上有A、B兩個(gè)物體，用水平推力F1使物體A前進(jìn)10m做功W焦耳，用水平拉力F2使物體B前進(jìn)15m做功2W焦耳，則F1與F2的大小之比F1:F2=________。第3題第4題3.如圖所示，甲、乙兩人將一木箱從一樓抬上三樓，甲對(duì)木箱做的功____________乙對(duì)木箱做的功(填“大于”、“等于”第3題第4題（12·瀘州）如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上，在豎直向上拉力F=3N的作用下向上運(yùn)動(dòng)，鐵塊運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖乙所示。則鐵塊受到的摩擦力為N，0—6s內(nèi)拉力F做的功是J。（取g=10N/kg）5．一個(gè)同學(xué)用50N的水平方向的力．將一只重5N的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滾動(dòng)了30m才停下，在球滾動(dòng)過(guò)程中，腳對(duì)球做的功是()A．5JB．1500JC．150JD．0J6.（12·濟(jì)寧）一位同學(xué)沿教學(xué)樓的樓梯從一樓勻速上到三樓，該同學(xué)上樓做的功最接近（）A．30000JB．3000JC．300JD．30J7．用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，若推力對(duì)物體做了60J的功，則在推力做功的過(guò)程中（）A．物體一定運(yùn)動(dòng)了1m B．物體一定運(yùn)動(dòng)了6mC．物體一定受了10N的摩擦力 D．物體一定受了60N的摩擦力8．（12·連云港）一個(gè)人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離S（如圖所示），該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說(shuō)法正確的是（）光滑水平面光滑水平面粗糙水平面粗糙斜面A．W1＜W2＜W3B．W1＜W2＝W3C．W1＝W2＝W3D．W1＝W2＜W39.從滑梯上勻速滑下，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.受到的力都做了功B.受到的重力沒(méi)有做功C.受到的支持力沒(méi)有做功D.對(duì)滑梯的壓力做了功10.小強(qiáng)將重100N的物體拎到5m高的樓上，如果采用以下三種方式：直接用手拎、用定滑輪提、用動(dòng)滑輪提，不計(jì)摩擦及滑輪重，則對(duì)物體做功（）A.直接拎重物做的功多B.用定滑輪提做的功多C.用動(dòng)滑輪提做的功多D.三種方式做的功相同第12題第11題11.（12·第12題第11題12.（12·義烏）排球是義烏市學(xué)業(yè)考試體育測(cè)試的項(xiàng)目之一。如圖是某同學(xué)排球考試時(shí)的場(chǎng)景。下列分析正確的是（）A．排球離開(kāi)手后還能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)是由于受到慣性的作用B．排球上升到最高點(diǎn)時(shí)受力不平衡C．在擊打排球過(guò)程中人沒(méi)有對(duì)排球做功D．手擊打排球的力大于排球?qū)κ值淖饔昧?3．（12·河南）步行不僅是一種簡(jiǎn)易的健身運(yùn)動(dòng)，而且還能方便地對(duì)一些長(zhǎng)度進(jìn)行估測(cè)。第13題（1）人正常步行時(shí)，步距變化不大，因此，步距可作為身體上的一把“尺子”。為了使這把“尺子第13題（2）小華根據(jù)自己的腿長(zhǎng)和步距畫(huà)出了圖所示的步行示意圖，對(duì)步行時(shí)重心的變化進(jìn)行了分析，當(dāng)兩腳一前一后著地時(shí)重心降低，而單腳著地邁步時(shí)重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小華的質(zhì)量為50kg，請(qǐng)根據(jù)圖中小華測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算他每走一步克服重力所做的功。（g取10N/kg)（3）資料表明，人步行時(shí)消耗的能量大于克服重力所做的功。請(qǐng)你分析一下，人步行時(shí)還在哪些方面消耗能量？_______________________（寫(xiě)出一條）第14題第14題第15題第15題知識(shí)點(diǎn)二:功率【知識(shí)梳理】1．比較做功快慢的方法有：________________________和___________________________；公式：P==；單位有________和_________.___________________________________________________。4.比較和估測(cè)上樓時(shí)的功率：①原理公式______________；②測(cè)量器材有和；③最后的表達(dá)式為?！局攸c(diǎn)題型訓(xùn)練】（計(jì)算功率估、測(cè)功率)1.跳繩是一項(xiàng)很好的體育健身活動(dòng)，經(jīng)測(cè)試重500N的某同學(xué)1min跳繩120次，每次離地高度約0.06m（每次離地高度和時(shí)間都相同）．（1）該同學(xué)跳一次做功________焦耳，（2）他在這1min的鍛煉中消耗的功率是______。

（3）跳繩時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)與站立時(shí)相比較__________（選填“增大”“減小”或“不變”）理由是________________．2.（12襄陽(yáng)）小宇乘坐他爸爸駕駛的一輛功率為24KW的私家車(chē)，在一段平直的公路上勻速行駛了2min，行駛的路程為3.6km，則在這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)受到的牽引力為NF第4題第5題3.（12·昆明）商場(chǎng)電動(dòng)扶梯載著顧客勻速向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，顧客的動(dòng)能_________，勢(shì)能_________(填“變大”、“變小”或“不變”)。為節(jié)約能源，有的商場(chǎng)安裝了自動(dòng)調(diào)速電動(dòng)扶梯，這種扶梯不載人時(shí)，以較低速度V1運(yùn)行；載人時(shí)則以較高的速度V2運(yùn)行。如果V2=5V1，那么僅對(duì)扶梯做功的功率，以V2F第4題第5題4．（12·連云港）用如圖所示的滑輪組，將重為10N的物體以0.1m/s的速度勻速提升，拉力F=6N，拉力的功率為W，滑輪組的機(jī)械效率、若不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪的重力為N。整機(jī)質(zhì)量（kg）18000鋼輪振動(dòng)頻率（Hz）30行駛速度（km/h）鋼輪振動(dòng)振幅（mm）1.0發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kw）110鋼輪激振力（×103N）320/1605．(12·宜賓）如圖所示，用F為30N的拉力，通過(guò)滑輪組拉著重為300N的物體，在水平面上以0.5m/s的速度向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。則物體受到的摩擦力大小為N，拉力F的功率為W。（不計(jì)繩和滑輪的重力以及滑輪軸承與繩子之間的摩擦力）6．（12·陜西）圖示為某型號(hào)壓路機(jī)，其部分參數(shù)如下表，其中，振動(dòng)頻率30Hz是指壓路機(jī)在施工中鋼輪1秒鐘壓路30次。（g=10N/kg）第第6題（1）壓路機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力是_____________N；鋼輪的質(zhì)量大、與地面____________小，對(duì)地面的壓強(qiáng)大。（2）壓路機(jī)以2.5km/h的速度在路面上勻速行駛6min，通過(guò)的路程是____________（3）若鋼輪的激振力為大小不變垂直作用在路面上的力，振動(dòng)的振幅為鋼輪每次下壓路面的距離，則以表中較大激振力和較大振幅工作1min，激振力對(duì)路面所做的功是_________，功率是__________。第7題7.（12·廣州）重10410×7第7題（1）在圖中表示汽車(chē)的方框上畫(huà)出汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平方向受力示意圖.（2）求汽車(chē)運(yùn)動(dòng)100s內(nèi)①發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)的牽引力多大？②牽引力做了多少功？③汽車(chē)通過(guò)的距離多長(zhǎng)？④發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油質(zhì)量是多少？第8題（12·河北）如圖所示，重為16N的物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)了0.5m。拉力F做的功隨時(shí)間變化的圖像如圖22所示。己知?jiǎng)踊喼?.5N，物體A在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力f為物重G的0.5倍。求：(1)拉力F的功率。(2）拉力F第8題(3）克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例。（12·成都）如圖所示為小剛設(shè)計(jì)的滑輪組裝置。其中滑塊A置于表面粗糙程度各處相同的水平面上,動(dòng)滑輪重G=10N,重物B的重力GB可改變。右下表是小剛在某次使用該裝置時(shí)記錄的一些數(shù)據(jù)。若不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，跨過(guò)滑輪的繩或豎直或水平，A距水平面上的定滑輪、B距水平面均足夠遠(yuǎn)。時(shí)間t0～2s2～4s4～6sGB/N205027A的運(yùn)動(dòng)情況靜止速度由0逐漸增大到2m/s以2m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)A在水平面上通過(guò)的距離s/m024第9題求：（1）在4~6s內(nèi),水平繩對(duì)A的拉力做的功。（2）在2~4s內(nèi)，重力GB第9題（3）在0~2s和2~4s兩段時(shí)間內(nèi)，A受到的摩擦力大小。10.（12·黃石）為了迎接黃石市第二屆礦冶文化節(jié)和第三屆國(guó)際乒乓節(jié)，某慶典公司正在調(diào)試載人熱氣球。已知載人熱氣球球內(nèi)熱氣的體積為200m3，球內(nèi)熱氣的密度為0.29kg／m3，球外空氣的密度為1.29kg／m3，球殼、吊籃及其裝備的總質(zhì)量為120kg，吊籃里的人的質(zhì)量為58kg，g=10N／kg。（1）要使熱氣球和人能夠靜止在空中，需要在吊籃里加入多少質(zhì)量的配重？（由于熱氣的體積遠(yuǎn)大于其它部分的體積，故只考慮熱氣球所受的浮力）.※（2）若氣球靜止于離地h=10m的空中，人需要沿著繩子下滑到地面。如果人以相對(duì)于地的速度v1=2m／s勻速下滑，根據(jù)反沖運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，人在下滑過(guò)程中，氣球會(huì)以v2的速度上升，設(shè)人的質(zhì)量為m，氣球的總質(zhì)量（包括熱空氣、球殼、吊籃以及裝備和配重）為M，則他們的關(guān)系滿(mǎn)足mv1=Mv2,若在人著陸時(shí)，繩子的末端剛好接觸地面，求繩子的長(zhǎng)度。（3）氣球在上浮的過(guò)程中，空氣的浮力是否對(duì)氣球做了功？如果沒(méi)有做功，請(qǐng)說(shuō)明理由，如果做了功，求浮力做功的功率。知識(shí)點(diǎn)三:機(jī)械效率1.三種功：有用功是指；額外功是指總功是指。三者間關(guān)系可用公式表示。2.機(jī)械效率：定義；公式η==且η1（原因是___________）3.測(cè)滑輪的機(jī)械效率：（1）原理（2）應(yīng)測(cè)物理量：、、、（3）測(cè)量器材：和（4）步驟：必須沿方向，并____________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升。（5）影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：_________、_____________、____________________（6）實(shí)驗(yàn)記錄表格：（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①_________________________________________________________________________，②_________________________________________________________________________。(8)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：①沿水平方向拉物體時(shí)，W有用=、W總=、η=＝；②沿豎直方向提升重物時(shí)，W有用=、W總=、η=＝，若不計(jì)繩重及繩與滑輪之間的摩擦，則η=。4.不同機(jī)械的效率計(jì)算公式：（1）沿斜面拉物體時(shí)，W有用=、W總=、η=；（2）用杠桿提重物時(shí)，W有用=、W總=、η=。5.提高機(jī)械效率的方法有：______________________和_________________________【重點(diǎn)題型訓(xùn)練】1．（12·福州）小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度，如圖所示。他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為F甲和F乙，則F甲_______F乙；所做的有用功分別為W甲和W乙，機(jī)械效率分別為η甲和η乙，則W甲________W乙，η甲________η乙。(均選填“>”、“=”或“<”)2.（12·南通）如圖有一個(gè)動(dòng)滑輪，已知拉力為6N，物體A上升了20cm則拉力做功J，若物體A重為10N,則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為。3.（12·濟(jì)寧）小明同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)滑輪的機(jī)械效率，當(dāng)彈簧測(cè)立計(jì)豎直上拉，勻速提升一個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧測(cè)立計(jì)的示數(shù)正好等于鉤碼的重，滑輪的機(jī)械效率為。4.（12·眉山）小雪用三個(gè)相同的滑輪組成如圖所示的滑輪組，將重為120N的物體勻速提高了4m，若機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重及摩擦，則每個(gè)滑輪重為_(kāi)___________N．第1題第1題第2題第3題第4題第5題5.（12·重慶）用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的物體，人對(duì)繩的拉力為125N，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為。如果人的體重為600N，拉動(dòng)過(guò)程中繩始終未斷裂，他用此滑輪組能提升的最大物重為。6.（12·廣州）如圖的剪刀剪紙機(jī)械效率為80%，這表示()B.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J，則有0.2J的功用于剪紙D.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J，則有0.8J的功用于剪紙第第6題第8題第7題第9題7．（12·自貢）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m，已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過(guò)程中（）A．做的有用功是800JB．拉力F的功率是80WC．繩子自由端被拉下3mD．滑輪組的機(jī)械效率是60%8.（12·呼和浩特）如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計(jì)，在物體勻速上升的過(guò)程中()A.甲圖省力，機(jī)械效率甲圖大B.甲圖省力，機(jī)械效率一樣大C.乙圖省力，機(jī)械效率乙圖大C.乙圖省力，機(jī)械效率一樣大9.（12·安徽）如圖所示，有一斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h，現(xiàn)用力F沿斜面把物重為G的物體從低端勻速拉到頂端。已知物體受到的摩擦力為f，則下列關(guān)于斜面的機(jī)械效率η的表達(dá)式正確的是()第第10題10．用如圖所示的滑輪組提起重物(一切摩擦忽略不計(jì))。(1)當(dāng)被提重物為150N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60％，求:繩端拉力。(2)若被提重物為250N，求:重物上升2m時(shí)，繩端拉力所做的功。第11題11．（10·茂名）用如圖所示的滑輪組去拉物體A，已知A物質(zhì)的密度是2×103kg／m3，底面積是0.3m3，重力為600N。物體A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向勻速前進(jìn)了2m。(g=第11題(1)物體A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少?(2)物體A的體積是多大?(3)若該裝置的機(jī)械效率為80％，物體A在水平方向上受到的阻力是多少?第12題12（10·第12題(1)在勻速拉動(dòng)B的過(guò)程中，A、B之間的摩擦力是多少?(2)計(jì)算拉力F做的總功是多少焦耳?(3)在拉力F做功的過(guò)程中，機(jī)械效率是多少?第13題第14題13．（12·安順）在“第13題第14題（1）完成表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)①_________、②_________和③____________的計(jì)算。（2）通過(guò)比較_________（選填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步判斷動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)？（3）小明認(rèn)為“同一個(gè)機(jī)械，它的機(jī)械效率是一個(gè)定值”，你可以用_______________（選填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證他的觀點(diǎn)是不對(duì)的？14．（12·泉州）如圖所示為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重6N。第15題（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖中可知拉力大小為N，將彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)15cm,則鉤碼上升的高度為cm,該滑輪組的機(jī)械效率為。（2）取下2個(gè)鉤碼，再做實(shí)驗(yàn)，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將（選填：“增大”、“減小”或“不變第15題15.（11·安徽）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在O點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升(保持0點(diǎn)位置不變)，在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2回答下列問(wèn)題：(1)杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η=____________。(用已知或測(cè)量的物理量符號(hào)表示)(2)本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是:___________(3)若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至點(diǎn)C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將第16題_________第16題16.（12·南京）物理興趣