(九年级物理)功、功率、机械效率
功、功率、机械效率
1）．在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200 N的物体沿着长L=5m、高h=1 m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300 N（不计空气阻力）。求（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功?
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大?
2）去年被批准为国家级新区的天府新区包括了资阳市的部分区域，其中简阳辖区内的三岔湖被誉为“西部百岛湖，天府新乐园”。为了配合天府新区的旅游开发建设，资阳旅游局拟购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：
商品名称XX观光艇
商品外观7.5m×2.0m×0. 9m
空船质量900kg
发动机最大输出功
率
45kw
最大载客人数20人
最大航速45km/h
取g=10N/kg，求：（1）观光艇以最大航速行驶20min的路程s；（2）若观光艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为75%，求以最大航速行驶时受到水的平均阻力f。
3）在某建筑土地上.起重机在2min内把体积为3
30m的
花岗岩碑石提升2.5m 高。已知该花岗岩的密度为33/108.2m kg .取g=10N//kg.通过计算回答:
(1)这块花岗岩碑石的质量多大?
(2)起重机对碑石所做的功是多少?
(3)起重机对碑石做功的功率是多少?
4）扫地机器人是智能家用电器的一种。正逐渐进入我们的生活，如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。小五
在室内运动场上试用中发现，该机器人在1min 内沿直线匀速清扫的
距离为18m ，若它在运动中所受阻力为105 N ，问：
（1）此机器人在清扫地面时运动的速度为多大？
（2）此过程中机器的水平推力所做的功及功率分别是多大？
5）小明想把重1000N 的木箱A 搬到高h=5m ，长L=10m 的斜面上，如图所示。他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N 的拉力使木箱A 以v=0.2m/s 的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端。求：
（1）小明同学拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机
械效率是多少？（3）木箱A 在斜面上匀速运动时受到的
摩擦力是多大？
6）如图10 所示，小明用98 N 的拉力在4s 内将货物匀速提升2m ，不计摩擦和绳子重力，求：
⑴货物的质量m
⑵这段时间内，拉力所做的功W 和功率P
7）雪地摩托车是一款冬季越野装备，配有履带和滑雪板。下表是某款雪地摩托车的主要参数。
（1）履带和滑雪板都做得很宽是为了。
（2）雪地摩托车停放在水平雪地上时，对雪地的压强为多少？（3）当雪地摩托车
在额定输出功率下以最高时速匀速行驶时，受到路面的阻力为多少？（不计空气阻力）
8）汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值，一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200km，所用时间是2h，消耗汽油14L
=0.8×（汽油完全燃烧），若此汽车汽油发动机的效率η是25%，汽油密度ρ
汽油
103kg/m3，汽油热值q
=4.5×107J/kg。
汽油
（1）求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小。
（2）汽车驶出高速公路后，进入某国道，如图为此国道某直线路段的一处测速仪，测速仪内有能发射和接受超声波的传感器。在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L＝64m时，测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。试计算并说明汽车在此路段是否超速？
9）炎热的夏天．王爷爷驾着一辆功率为120kW的小轿车，带着家人前往井冈山休闲度假．途中在一段平直的高速公路上，以90km/h的速度匀速行驶，求：
(1）5min内行驶的路程；(2)这段路程中小车受到的阻力
10）电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为
400kg，空轿厢的质量是500kg，
额定载重量是1000kg。某次电梯
满载上升时的v一t图像如图乙所
示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
(g=10 N／kg)
(1)电梯匀速上升的高度是多少？(2)电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？(3)电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？(4)简述对重的作用。（至少两条）
11．炎热的夏天．王爷爷驾着一辆功率为120kW的小轿车，带着家人前往井冈山休闲度假．途中在一段平直的高速公路上，以90km/h的速度匀速行驶，求：
(1）5min内行驶的路程；(2)这段路程中小车受到的阻力
12“雪龙号”破冰船执行某次任务时，船体质量为1.8×107kg，匀速前行600m，受
到的阻力为 1.5×106N。求：（1）“雪龙号”船体受到的重力；（2）“雪龙号”克服阻力做的功。（g取10N/kg）
13）2020年5月30日，中国运动员苏炳添在国际田联钻石联赛中以9.99s的成绩获得百米比赛季军，成为第一位突破“百米十秒”大关的亚洲本土选手。
（1）求苏炳添在比赛全程的平均速度。（计算结果精确到个位）
（2）设苏炳添奔跑过程受到的平均阻力与平均速度的关系是f=kv，若1
15/()
k N m s-
=?，求比赛全程功炳添克服阻力所做的功。
14）建筑工地上，工人想把一个手推车推到2m高的平台上，用木板在地面上与平台间搭一个6m长的斜面。工人用平行斜面的240N的力将手推车推上平台，用时5s。若斜面的机械效率是50％。试求：
（1）式人推车所做的功是多少？
（2）工人做功的功率是多少？
（3）手推车的重力是多少？
15）如图19所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，
在B点施加力F
1
=30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。
撤去F
1，在B点施加力F
2
时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa,（OB=3OA，g取
10N/kg）
（1）画出F
2
的力臂。
（2）求合金块的质量。
（3）求F
2
的大小。
16如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明。已知他的质量m=60kg,g=10N/kg.。
(1)求小华受到的重力G；
（2）求图示时刻地面对双手支持力F的力臂L，并在答
题卷的图中画出此力臂；
（3）求图示时刻地面对双手的支持力F。
17）小李用如图22所示的滑轮组把90Kg的物体提升3m，作用在绳
子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦（g=10N/Kg），求：
（1）滑轮组的机械效率
（2）动滑轮的重力
18）雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行，如图14是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，（g=10N/kg）。求：
（1）所提建筑材料受到的重力；起重机提起建筑材料所
做的功；
（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，
那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？
19）我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2020年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m
的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子
自由端，使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的
匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水度开
=140 N,
始运动到重物的上表面面刚露出水面，绳对重物的拉力 F
1
=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时用时t
1
t 2=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升, 已知动滑轮所受重力G
=60
N, ρ
水
=1.0×103kg/m3, g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求：
①在第一阶段运动中，水对重物的浮力F
浮
为多大?
②在第一阶段运动中，绳对重物做功W
1
为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η
1
和第三阶段运动中的
机械效率η
3
分別为多大?
20）一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站
在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提
升1m．
（1）他站在地面上时对地面的压强多大？
（2）画出滑轮组的绕线方式；
（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F多大？拉力的功率多大？21）质量为20kg、底面积为2
100cm的物体静止在水平地面上，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩
擦，g=10N/kg，求：
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率。
22）如图16所示，是2020北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分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。
第25题图
（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。若小明同学如果站在地面上，用如图17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？
23）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）（2分）动滑轮重力；（2）（3分）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；（3）（2分）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。
24）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把
重1200 N 的物体沿着长L=5m 、高h=1 m 的斜面从底部匀速拉上
斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300 N （不计空气阻力）。（1）
将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功?
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大?
25)如图所示，用滑轮组匀速提起1200N 的重物，拉力做功的功率为1500W ，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s ，地面对人的支持力为N 1，不计绳重和摩擦。
（1）滑轮组中有几股绳子承担重物？作用在绳自由端的拉力是
多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）若用此滑轮组匀速提起2400N 的重物时，地面对人的支持
力为N 2，作用在绳自由端的拉力是多少？若N 1:N 2=5:1时，人的重力是多少？
26）如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m ，物体重3610G N =?，汽车重G 车=3×104N ，汽车匀
速拉绳子时的拉力32.210F N =?，汽车受到的阻力为车重的
0.1倍。求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳
子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）若汽车运动的速度为3m/s ，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
27）用如图24所示的滑轮组提升物体A 。在匀速竖直提升A 的过
程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F 为400N ，物体A
上升的速度v A 为0.1m/s ，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和
滑轮与轴的摩擦。求：
（1）拉力F 做功的功率P ；（2）物体A 所受的重力G A ；
（3）动滑轮所受的重力G 动。
3
28）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为300且固定在在水
平面上．运送货物时，工人用400N的力拉绳子，重为
500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m，求此过程中
重物的速度大小；工人提升重物做的有用功；该装置
的机械效率．
29）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300Kg,绳重和摩擦不计.现在用此起重机从水中把
质量为2x103Kg/m3，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮
组上钢丝绳拉力F的功率为3KW (g=10N/Kg, ρ
=1. 0 x 103
水
Kg/m3)。求:(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力；
(2)物体离开水面前拉力F的大小；(3)物体离开水面前上升
的速度；
(4)物休离开水面前，滑轮组的和械效率多大
30）有一个边长为0.2m的正方体木块，质量为20kg，求：（g取10N/kg)(1)
该木块对水平地面的压强.(2)用如图所示的滑轮组匀速提起木块，使
木块上升lm，己知拉力F大小为125N，不计绳重和摩擦，此滑轮组
的机械效率为多少？
31）为了模拟水中物体被打捞的情境，同学们课外作如下探究：如
图，用滑轮组将重200N的物体从底面积为400cm2的圆柱形容器中
提起，容器中水面由90cm降到70cm。已知每个滑轮重均为20N（不
计绳重、水的阻力及滑轮与中心轴间的摩擦）。求：（1）所提起物体
的密度（2）物体完全出水后继续上升的过程中，滑轮组的机械效率
33）“利用图14所示的滑轮组，在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m，竖
直向上的拉力F为125N。求：（1）滑轮组的机械效率；（2）拉力的功率。
34）如图所示，工人用250N的力F为400N的物体在10s内匀速提升2m，
求：
(1)重物受到的拉力大小；(2)拉力F的功率；(3)动滑轮的机械效率.
35）质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石。汽车先以10m/s的速度在乎直公路上以20kW的功率匀速行驶了l0min，消耗汽
油1.2kg，然后又以额定功率用了2min的时间，将砂石从山坡底运送到
50m高的坡顶施工现场。g取10N/kg。试问：
（1）1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5
×l07J/kg）
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？
（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？
36）如图，建筑工人用400N的拉力，将重1000N的物体匀速提升3m，所用时间是18s，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率.
37）小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下,货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求：（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？（3）货箱运动了
1min,克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑轮组的机械效率是多少？
38如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直
深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐
受到的总重力为40N。某次操作中，将泥土
以0.5m/s的速度匀速提起，在此过程中工
人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。不计细绳重及摩擦，g取10N/kg 。求：
（1）人拉绳时沿绳的速度？
（2）泥土的重是多少？
（3）利用该装置提升泥土的机械效率。
39一辆东风牌汽车发动机功率为160kW，运送4t的货物，以4m/s的速度沿30°的斜坡匀速到达坡顶，已知斜坡长100m。（g取10N/kg）
(1)汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是多少？
(2)汽车运送货物的机械效率是多少？