(2020物理中考备考)微专题五 功、功率、机械效率的综合计算(中考真题)(附答案)
＝
Gh Gh＋G动h
＝
G G＋G动
即：80%＝G＋G20 N
解得物体 M2 的重力：G＝80 N
(2)由图知，绳子的有效段数为 2，绳的自重、摩擦均不计，则作
用在绳子自由端的拉力：
F＝G＋2G动
＝80
N＋20 2
N
＝50 N
物体 M2 以 0.5 m/s 速度匀速上升了 h，绳子自由端移动的距离为：
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(2)非理想情况：考虑机械自重和摩擦，W 有＝Gh，W 总＝Fs，η ＝GFsh .
4.利用斜面提升物体分两种情况： (1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功 Fs 等于直接搬上去所做的功 Gh，即 Fs＝Gh. (2)非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W 有＝Gh，W 总＝Fs，W 额 ＝fs，η＝WW有 总 ＝GFsh . 分类练习 类型 1 利用滑轮组竖直提升物体 1.(2019，乐山)小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为 280 N 的 物体匀速提升了 2 m．已知他自身的重量为 500 N，对绳子施加的拉 力 F＝200 N，两脚与地面接触的总面积 S＝400 cm2.求此过程中：
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最小功率为 P＝F 拉 v 物＝7×103 N×0.3 m/s＝2.1×103 W
(3)当文物离开水面后，起重机的拉力最大，此时有 F 拉′＝G 物
＝1.2×104 N
又当配重重力的力臂与拉力力臂互换时，配重的质量最小，此时
OB＝5 m，OA＝20 m
根据杠杆的平衡条件得 mBg·OB＝F′拉·OA
450 m
拉力 F 所做的功 W＝Fs 绳＝500 N×450 m＝2.25×105 J (2)f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1 500 kg×10 N/kg＝1 200 N
机械效率η＝W有用 W总
＝ fs车 Fs绳
＝F×fs车3s车
＝3fF
＝31×250000NN
＝80%
类型 3 利用杠杆提升物体
，
代入数据得 F3＝3 000 N
合金块在上升过程中，始终没有出液面，故对其受力分析得 F3
＋F 浮＝G 金
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代入数据 3000 N＋ρ水 gV 金＝ρ 金 gV 金，解得 V 金＝0.03 m3.
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4×103 J，
由 W＝FL 得，拉力 F 的大小：F＝WL总 ＝4×101m03 J ＝400 N.
(2)克服物重做功：W 有＝Gh＝1200 N×2 m＝2.4×103 J，
则 斜 面 的 机 械 效 率 ： η ＝ W有 W总
×
100%
＝ห้องสมุดไป่ตู้
2.4×103 J 4×103 J
× 100% ＝
拉力 F 的作用下，物体 M2 以 0.5 m/s 速度匀速上升了 5 m．(杠杆与 绳的自重、摩擦均不计)
求：(1)物体 M2 的重力； (2)拉力 F 的功率； (3)物体 M1 对水平面的压力． 解：(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做
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的 功 为 额 外 功 ， 则 滑 轮 组 的 机 械 效 率 ： η ＝ W有 W总
变化的关系图像．不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻
力， g 取 10 N/kg，求：
(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小；
(2)金属块的密度；
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小．
解：(1)在 t2～t3 时间内，2F2＝G
G＝2×108 N＝216 N
在 0～t1 时间内，2F1＋F 浮＝G
微专题五 功、功率、机械效率的综合计算 专题概述
简单机械的功 、功率、机械效率的综合计算包括利用滑轮组竖 直提升物体、水平移动物体、利用杠杆提升物体和利用斜面提升物体 等，是中考命题必考题型．
方法指导
1.利用滑轮组竖直提升物体分三种情况： (1)理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与滑轮之间的摩 擦，即 W 额＝0，F＝Gn物 ，η＝1， Gh＝Fs. (2)半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间 的摩擦，即 W 额＝G 动 h，F＝G物＋n G动 ，η＝G物G＋物G动 . (3)实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题 目没有说明，表明要考虑)，即 η＝GFn物 ，F＝nGη物 . 2.利用滑轮组水平移动物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功 为有用功，与物重、滑轮重无关．W 有＝fs 物，W 总＝Fs＝nFs 物，η＝ f nF . 3.利用杠杆提升物体分两种情况： (1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，人对杠杆所做的功 Fs 等 于杠杆对重物所做的功 Gh，即 Fs＝Gh.
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4.(2019，贵港)如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起 重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为 0.5 m3、质量为 1.2 t 的圆柱 体文物的情景．B 为起重机的配重，OA 为起重机的起重臂，AB＝25 m，OB＝5 m，若在整个打捞过程中，文物始终保持 0.3 m/s 的速度不 变(江水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m3，g 取 10 N/kg，起重机横梁重力 和滑轮重力及摩擦均不计)．求：
故绳子对杠杆 A 端的拉力为：FA＝OOBA ×FB＝23 ×170 N＝255 N，
则绳子对 M1 向上的拉力为 FA′＝FA＝255 N， 地面对 M1 的支持力：F 支＝G1－FA′＝500 N－255 N＝245 N； 物体 M1 对水平面的压力：F 压＝F 支＝245 N 7.(2019，桂林)小段用如图所示装置，使用一根杠杆 AB 和滑轮的
60%.
(3)木箱 A 在斜面上匀速运动时克服摩擦做功：W 额＝W 总－W 有
＝4×103 J－2.4×103 J＝1.6×103 J，
由 W 额＝fL 得，木箱 A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力：f＝WL额 ＝1.61×0 1m03 J ＝160 N．
类型 5 利用组合机械移动物体
6.(2019，南充)如图，杠杆在水平位置平衡，物体 M1 重为 500 N， OA∶OB＝2∶3，每个滑轮重为 20 N，滑轮组的机械效率为 80%，在
s＝2h，
由 v＝st 可得绳子自由端的速度为：v 绳＝2v＝2×0.5 m/s＝1 m/s；
拉力 F 的功率：P＝Wt ＝Fts ＝Fv 绳＝50 N×1 m/s＝50 W；
(3)B 端对定滑轮向上的拉力：F′B＝3F＋G 定＝ 3×50 N＋20 N＝170 N，
定滑轮对杠杆 B 端的拉力为：FB＝F′B＝170 N， 根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
(1)文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小． (2)在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率． (3)为了使起重机不翻倒，起重机的配重 B 的质量至少是多少？
解：(1)根据阿基米德原理得 F 浮＝ρgV 排＝ρ 水 gV 物＝ 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m3＝5.0×103 N (2)在整个打捞文物的过程中，由于文物的速度保持不变，文件 受到三个力的作用处于平衡状态得 F 拉＋F 浮＝G 物 因为 G 物保持不变，当 F 浮最大，即文物完全浸没在水中时，F 拉 最小，而 v 物不变，根据知此时拉力做功的功率最小 文物的重力为 G 物＝m 物 g＝1.2×103 kg×10 N/kg＝1.2×104 N 而最大浮力为 F 浮＝5.0×103 N 则最小拉力为 F 拉＝G 物－F 浮＝1.2×104 N－5.0×103 N＝7×103 N
车被拖离的速度是 5 m/s，绳子自由端的拉力 F 是 500 N，地面对故
障车的摩擦力为车重力的 0.08 倍．求：
(1)拉力 F 在 30 s 内所做的功；
(2)整个装置的机械效率．
解：(1)故障车在 30 s 内通过的路程 s 车＝vt＝5 m/s×30 s＝150 m 绳的段数 n＝3，绳子自由端移动的距离 s 绳＝3s 车＝3×150 m＝
到高 h＝2 m，长 L＝10 m 的斜面顶端．如图所示，工人站在斜面顶
端，沿斜面向上用时 50 s 将木箱 A 匀速直线从斜面底端拉到斜面顶
端，已知拉力 F 的功率为 80 W．求：
(1)拉力 F 的大小；
(2)该斜面的机械效率是多少；
(3)木箱 A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大．
解：(1)由 P＝Wt 得，拉力所做的功：W 总＝Pt＝80 W×50 s＝
(1)当拉力 F 向下移动距离为 1.2 m 时，拉力 F 对杠杆所做的功？
此时绳子对杠杆 B 点的拉力？
(2)合金块的体积？
解：(1)由题意知，拉力竖直向下为 F＝500 N，
其向下做的功为 W＝Fs＝500 N×1.2 m＝600 J
在
AB
杠杆向下移动过程中，动力臂与阻力臂维持L1 L2
＝14
，由杠
杆的平衡条件 F1L1＝F2L2 得，
绳子对杠杆 B 点的拉力 FB＝FLAL2 1
＝500
N×4 1
＝2×103 N
(2)设合金块的体积为 V 金，合金块所受绳的拉力为 F3，分析题意
动滑轮的机械效率为 75%，
可得η＝W有 W总
＝FFB3hS
＝FFB32hh
＝FBF·3 2
，化简为
75%＝FBF×3 2
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组合将一合金块从水中提起，滑环 C 可在光滑的滑杆上自由滑动．已 知合金密度ρ＝1.1×104 kg/m3，所用拉力 F 为 500 N，且始终竖直向 下；O 为支点，且 AO＝4OB；动滑轮的机械效率为 75%.若杠杆质量、 杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面．求：
S＝a2＝0.2×0.2 m2＝0.04 m2
2020-2021备战中考物理机械效率的计算复习附答案解析
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，实心物体A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A ，使A 向下运动（运动过程中始终未碰到定滑轮）。
已知A 的体积为0.2m 3，密度为0.4×103kg/m 3．动滑轮重为300N ，电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，g ＝10N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3，下列说法中不正确的是（ ）A ．物体向下运动的最小速度3m/sB ．物体A 浸没在水中时受到的浮力为2×103NC ．物体A 向下运动过程中，电动机拉着绳子的力先变大，后不变D ．物体A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为80% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B ．由mVρ=知道，A 的质量 m A ＝ρA V A ＝0.4×103kg/m 3×0.2m 3＝80kg由G mg = 知道，A 的重力G A ＝m A g ＝80kg×10N/kg ＝800N由于A 浸没在水中，声音，V 排＝V A ＝0.2m 3A 浸没在水中受到的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.2m 3＝2×103N故B 正确，不符合题意；A ．当A 完全浸没时绳子对物体A 的拉力最大，电动机对绳子的拉力也最大，不计绳重、摩擦和水的阻力，则电动机对绳子的最大拉力()()3210N 11==500N 3800N 300N 3F FG G =-⨯++浮动﹣ 由W FsP Fv t t===知道，绳子自由端运动的最小速度3 1.510W 3m/s 500NP v F⨯===绳则物体向下运动的最小速度11=3m/s=1m/s 33v v =⨯绳故A 错误，符合题意；C ．由于电动机对绳子的拉力()13F FG G =-+浮动，而物体A 向下运动过程中，浮力先变大、后不变，所以，电动机拉着绳子的力先变大，后不变，故C 正确，不符合题意； D ．当A 完全浸没后，滑轮组受到的拉力最大，此时滑轮组的机械效率最大，有用功W 有用＝（F 浮﹣G ）h总功W 总＝Fs ＝（F 浮﹣G +G 动）×3h ＝（F 浮﹣G +G 动）h滑轮组机械效率的最大值33210N 800N ===100%80%210N 800N 300NW F G h F G W F G G h F G G η⨯-=⨯=++⨯-+有浮浮浮浮总动动（﹣）﹣（﹣）﹣故D 正确，不符合题意。
2020年中考物理复习：功和机械能 知识点总结与练习题(含答案)
2020年中考物理复习：功和机械能知识点总结与练习题知识点导航1、功（1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
（2）不做功的三种情况：A、物体受到力的作用，但不运动（有力无距离）；B、物体没有受到力，但由于惯性运动了一段距离（有距离无力）；C、物体受到力的作用，但力的方向与物体运动方向垂直（力和距离垂直）。
（3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式：W=FSS(克服摩擦阻力做功)常用式:W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻（4）功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5 J。
（5）应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
（6）功的原理：A、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。
B、说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS ）= 直接用手对重物所做的功（Gh ）C 、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵从功的原理；③理想斜面公式：FL=Gh 其中：F ：沿斜面方向的推力；L ：斜面长；G ：物重；h ：斜面高度。
2、功率（1）定义：单位时间里完成的功（2）物理意义：表示做功快慢的物理量。
2020-2021中考物理压轴题专题复习—机械效率的计算附答案
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下，以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A ．拉力F 的功率为12WB ．物体与地面间的滑动摩擦力为32NC ．绳子自由端移动的距离为2mD ．滑轮组做的有用功为120J【答案】A 【解析】 【详解】A ．拉力F 的功率为20N 0.2m s 3=12W p Fv ==⨯⨯故A 正确；B ．滑轮组的机械效率为100%100%100%33W fh fW F h Fη===有用总 所以物体与地面间的滑动摩擦力为 3380%20N=48N f F η==⨯⨯故B 错误；C ．绳子自由端移动的距离为330.2m s 10s=6m s vt ==⨯⨯故C 错误；D ．滑轮组做的有用功为20N 0.2m s 10s 380%=96J W W Fs ηη=⨯⨯⨯⨯有用总＝＝故D 错误。
故选A 。
2．一台起重机将3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J ，则该起重机做的有用功是_______J ，机械效率是______。
【答案】1.44×104 60% 【解析】 【分析】起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，，可求得机械效率。
【详解】[1]该起重机做的有用功43600N 4m 1.4410J W Gh ==⨯=⨯有[2]该起重机的机械效率441.4410J 100%100%60%1.4410J 9600JW W η⨯=⨯=⨯=⨯+有总3．如图所示，用一动滑轮拉一物体A 以0.5m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A 重为20N ，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N ，则在2s 内拉力做的功是________J ，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】物体2s 移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m ， ∵使用的是动滑轮，∴拉力移动的距离：s′=2s=2×1m=2m ， 拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J ； ∵物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍， ∴f=0.2G=0.2×20N=4N ， 滑轮的机械效率： η====80%．故答案为5，80%．4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F A 、F B 匀速提升重力为G A 、G B 的A 、B 两物体，不计绳重和摩擦．若G A ＞G B ，则η甲_____η乙；若F A =F B ，则G A _____G B ．（选填“＞”、“＜”或“=”）【答案】＞ ＜【解析】 【分析】 【详解】不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%，因物体的重力G 越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，G A ＞G B 时，η甲＞η乙；由图可知，n 甲=2，n 乙=3，由F=（G+G 动）可得，提升物体的重力：G=nF ﹣G 动，则F A =F B 时，提升物体的重力关系为G A ＜G B ．5．如图所示，用8 N 的拉力F 拉着物体A 在水平面匀速运动了1 m 。
中考物理功、功率和机械效率专题复习(word文档有答案)
中考物理功、功率和机械效率专题复习本讲内容是河北省中考中的重点内容，主要考查：判断物体是否做功、功和功率的计算，机械效率的计算、机械效率的大小比较及探究滑轮组机械效率的影响因素，综合性强、难度较大．题型多以选择、计算出现．考点考点内容题型分值考查内容考点1 功计算题 2 功的计算考点2 功率计算题 2 滑轮组功率的计算考点3 机械效率及因素计算题选择题21滑轮组的机械效率的计算滑轮组有用功、额外功、总功和机械效率定性分析功、功率1．功两个必要因素一是作用在物体上的______；二是物体在_________上通过的距离三种不做功的情况不劳无功物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离.例如踢出去在空中运动的足球不动无功物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离.例如“推而不动”、“搬而未起”劳而无功物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动距离方向与力的方向垂直.例如手提物体沿水平方向移动功的计算文字式功等于__________与_________________________________的乘积表达式________________单位________，符号为_________,.1 J=1 N·m【提示】在利用功的计算公式进行计算时，力与物体移动的距离在方向上必须一致．2．功率定义在物理学中，把____与______之比叫做功率意义表示物体________的物理量公式P=___________单位基本单位是_______，符号是_____；工程技术上还常用_______，符号是.单位的换算关系:1 kW=_______W,1 W=1 J/s【提示】功率表示做功的快慢，功表示做功的多少．一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大．在分析功和功率的关系时，必须考虑时间的因素．机械效率三种功有用功我们需要的，必须要做的功叫做有用功，用 W有表示额外功我们在做有用功的同时，我们还不得不做的功叫做额外功，用W额表示总功有用功与额外功之和是总共做的功叫做总功，用W总表示.用公式表示为_______________.机械效率定义物理学中，将________跟______的比值叫做机械效率，用___________表示表达式________________说明机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总_______ 总功，故机械效率总_________机械效率的高低与使用机械是省力还是费力________________测量滑轮组的机械原理___________________________ 过程效率钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s结论同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越______；提升相同重物，滑轮组越多，机械效率越________，但越____力提高机械效率的方法___________动滑轮的重；加润滑油，减小_______；________物重命题点1 功和功率的计算(自贡)下列说法中正确的是( )A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功力学中的功必须同时具备做功的两个必要因素，两者缺一不可．据此可以总结出不做功的三种情况：1.不劳无功，具体说就是物体不受力，就不存在做功的问题；2.劳而无功，就是虽然有力作用在物体上，但物体没有动，这时力也没有做功.3.没成效则不做功，物体既运动又受力，但由于运动方向与力的方向垂直，所以力不做功．1．(咸宁)如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是( )A．大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功B．起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功C．举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功D．足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功2．(桂林)如图所示，用50 N的水平拉力F拉着物体在2 s内沿水平方向前进了4 m，下列说法正确的是( )A．拉力做功为零B．拉力的功率为零C．拉力做功为100 JD．拉力的功率为100 W3．(福州)如图是一款新研发的微型机械人，它可拖动比自身大很多的物体．机器人质量是1.2×10－2 kg，它静止在水平地面上时，与地面的接触面积是1×10－4 m2.求：(1)它受到的重力是多少？(g取10 N/kg)(2)静止时，它对水平地面的压强是多少？(3)若它用120 N的水平拉力在10 s内匀速拖动重物前进1 m，则拉力的功率是多少？命题点2 机械效率(多选)(河北)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．F1大于F2B．F1和F2做的功一定相等C．甲、乙的机械效率不相等D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【点拨】解题的关键点是：甲、乙两装置均为“一定一动”滑轮组，绕法不同→n不同，滑轮完全相同，将相同的物体匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦→有用功、额外功均相同．4．(来宾)如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦)．下列判断正确的是 ( )A．P甲＝P乙η甲＝η乙B．P甲＜P乙η甲＞η乙C．P甲＜P乙η甲＜η乙D．P甲＞P乙η甲＞η乙5．(黑河市、齐齐哈尔市、大兴安岭)用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F＝20 N，物体移动的速度为0.1 m/s，每个滑轮重10 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．绳子自由端移动的速度为0.3 m/sB．物体的重力为40 NC．该滑轮组的机械效率为66.67%D．拉力F的功率为2 W6．(多选)(石家庄十八县基础摸底联考)如图，用此滑轮组在4 s内将重力为50 N的物体匀速提升2 m，绳端拉力为20 N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是( )A．绳子自由端移动的速度为1 m/sB．动滑轮的重力为10 NC．克服物体重力做功为100 JD．滑轮组的机械效率为83.3%命题点探究简单机械的机械效率探究简单机械的机械效率在中考试题中常从以下几个方面进行考查：(1)实验的基本操作过程，如拉动物体做匀速直线运动；(2)对于实验现象、实验数据进行分析；(3)利用控制变量法设计实验，得出结论；(4)进行功、功率、机械效率的计算；⑸分析机械效率的影响因素．(岳阳)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表．次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率1 2 10 0.8 30 83.3%2 4 10 1.5 303 6 10 30 90.9%(1)在2次实验中滑轮组的机械效率为________(结果保留一位小数)．(2)第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为________N.(3)分析数据可得结论，由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)．(4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为________(只填序号)．A．71.6% B．82.6% C．92.4%(5)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．(6)为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是________(填“A”或“B”)同学的方法．理由是：_____________________________________________.(7)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了___________________________________________(8)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了________________________________．一、选择题1．(来宾)下列实例中，力对物体没有做功的是( )A．叉车向上举起货物B．小林沿着斜面向上拉动物体C．小欣背着书包上楼D．小明用力推石头但石头不动2．(沈阳)如图，爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼．爷爷的体重是小丽体重的2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍．若爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是( )A．W1∶W2＝1∶1 B．W1∶W2＝4∶1 C．P1∶P2＝1∶1 D．P1∶P2＝4∶13．(武汉)如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是( )A．f/2FA B．f/3F C．FA/2F D．G/2F4．(泸州)如图所示，斜面高为1 m，长为4 m，用沿斜面向上大小为75 N的拉力F，将重为200 N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是( )A．木箱受到重力做功的大小为800 JB．木箱受到斜面摩擦力做功大小为100 JC．木箱受到合力做功的大小为125 JD．木箱受到斜面的支持力做功大小为200 J5．(威海)小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4 m，乙斜面长5 m，所做的功分别是W甲、W乙，则下列说法正确的是( )A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C．拉力F甲与F乙之比为5∶4D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶56．(丹东)小勇体重600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体A匀速上升5 m．已知物体A重为800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是( )A．水平地面对小勇的支持力做功为6 000 JB．小勇做的有用功为3 000 JC．小勇拉力的功率为250 WD．此滑轮组的机械效率为80%7．(多选)(葫芦岛)如图所示滑轮组，在50 s内将重5 000 N货物匀速吊起10 m高，绳的自由端受到的拉力大小是1 500 N，关于该滑轮组的说法正确的是(不计绳重及摩擦)( )A．滑轮组的机械效率为83.3%B．绳自由端移动的距离是50 mC．滑轮组所做有用功的功率是1 000 WD．该装置中的动滑轮总重为1 000 N二、填空题8．(绵阳)“绿色环保，低碳出行”.2015年1月18日，绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行．假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，其电动机的输出功率为120 kW，速度为36 km/h，共行驶2 h，其电动机做功为________J，公交车的牵引力为________N.9．(南京)如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6 000 N的物体，物体上升5 m 所用的时间为10 s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是________J，总功是________J，拉力F的功率是________W.10．(扬州)如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物，所用的拉力F为500 N，货物在50 s内匀速上升5 m．在此过程中，货物上升的速度是________m/s；所做的有用功是________J；拉力做功的功率是________W；滑轮组的机械效率是________．11．(德州)如图所示，在斜面上拉一重50 N的木块到0.3 m高处，木块沿斜面向上移动了 1 m，共耗时 5 s，已知拉力为20 N，则拉力的功率为________W，此斜面的机械效率为________．三、实验探究题12．(阜新)下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”的实验时收集的有关数据：实验序号动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N拉力作用点移动的距离s/m有用功W有/J总功W总/J滑轮组的机械效率η1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 ★0.21 47.6%2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 0.2 ▲60.6%3 0.54 0.1 2 0.3 0.4 0.6 ◆(1)请你将表格中的数据补充完整：★＝______；▲＝________；◆＝________(2)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)．(4)第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5 s，则拉力的功率是________W.四、计算题13．(佛山)如图所示，在C点作用方向始终与半径OC垂直、大小为F3的力缓慢转动轮轴时，细绳不断缠绕于轮轴之上，细绳通过滑轮组拉动A物体沿斜面匀速向上运动了2 m，力的传感器显示对A物体的拉力F1为450 N．(忽略轮轴摩擦)(1)拉力F1做功是多少？(2)若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力F是多少？2的大小为多少？(3)若OB∶OC＝1∶4，则F314．(河北)如图所示，重为1 140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm2.工人师傅用600 N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s.(不计摩擦及绳重)．求：(1)工人师傅拉绳的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)体重为450 N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大．一、选择题1．(长沙)甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．若G1＝G2，则拉力做的总功相同B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变2．(多选)(营口)如图所示，A物体受到的重力是100 N，在拉力F的作用下，能以0.2 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．已知拉力F＝5 N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是()A．拉力F的功率是1 WB．2 s内绳子自由端移动的距离是1.2 mC．5 s内拉力F所做功的大小是15 JD．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12 N3．(多选)(保定一模)如图所示，在甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在FA和FB 的作用下，重物A、B分别以相同的速度匀速上升．已知FA∶FB＝3∶2，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是()A．两重物A、B所受的重力相等B．在相同的时间内，拉力所做的额外功相同C．拉力FA 和FB做功的功率之比为3∶2D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率二、填空题4．(淮安)如图所示，小明用50 N的力F将重为80 N的物体在5 s内匀速提升1 m，在此过程中，小明做的有用功为________J，滑轮的机械效率为________，拉力做功的功率为________W.5．(遵义)如图所示，用滑轮组拉动重为70 N的物体A，使物体A在水平方向上移动5 m，所用拉力F为20 N，地对物体A的摩擦力为30 N．则拉力F做的功为________J，滑轮组的机械效率为________．6．(南充)如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为 2.16 J，则这个斜面的机械效率是________%，物体受到的摩擦力是________N.三、计算题7．(遂宁)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200 N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2 m．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)动滑轮重力(2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；(3)一个重500 N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．参考答案考点解读考点1 1.力力的方向力物体在力的方向上移动的距离W＝Fs 焦耳J2.功做功所用时间做功快慢Wt瓦特W 千瓦kW 103考点2 W总＝ W有＋ W额有用功总功ηη＝W有W总小于小于1 无关η＝W有W总＝GhFs竖直匀速高低省减小摩擦增加各个击破例1 A 例2 ABD题组训练 1.A 2.D3.(1)微型机器人的重力：G＝mg＝1.2×10－2 kg×10 N/kg＝0.12 N；(2)机器人静止时，它对水平地面的压力：F＝G＝0.12 N，对水平地面的压强：p＝FS＝0.12 N1×10－4 m2＝1 200 Pa；(3)拉力做的功：W＝Fs＝120 N×1 m＝120 J，拉力的功率：P＝Wt＝120 J10 s＝12 W 4.C 5.A 6.BCD实验突破例(1)88.9% (2)2.2 (3)高(4)C拓展训练(5)匀速(6)B 在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需向上提升物体时进行读数(7)测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功(8)获得多组数据归纳出物理规律整合集训基础过关1．D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.D 7.ACD 8.8.64×10812 000 9.3×104 3.75×104 3.75×10310.0.1 4 000 100 80% 11.4 75%12.(1)0.1 0.33 66.7% (2)(3)高(4)0.1413.(1)拉力F1做功：W1＝F1s1＝450 N×2 m＝900 J；(2)∵滑轮组机械效率η＝F1s1F2s2，∴F2＝F1s1ηs2＝900 J75%×4 m＝300 N；(3)根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，∴F3F2＝OBOC＝14，∴F3＝14F2＝14×300N＝75 N．14.(1)拉力的功率：P拉＝W总t＝Fst＝Fv绳＝600 N×2×0.2 m/s＝240 W；(2)滑轮组的机械效率：η＝W有用W总×100%＝GhFs绳×100%＝GhF×2h×100%＝1 140 N600 N×2×100%＝95%；(3)由于忽略摩擦及绳重，2F＝G＋G动，动滑轮重：G动＝2F－G＝2×600 N－1 140 N＝60 N，绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉＝2G人－G动，滑轮组提升物体的拉力：F拉′＝G－F支，物体受到的支持力：F支＝G－F′拉＝G－F拉＝G＋G动－2G人＝1 140 N＋60 N－2×450 N＝300 N，物体对地面的最小压强：p＝F压S＝F支S＝300 N0.15 m2＝2.0×103 Pa.能力提升1．B 2.BCD 3.AB 4.80 80% 20 5.200 75% 6.62.5 0.6757.(1)由图乙可知，当f1＝200 N时，η1＝50%，W有用1＝f1s，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，W额外＝G动s，∴W总1＝f1s＋G动s，∵η1＝W有用1W总1，∴η1＝f1sf1s＋G动s＝200 N200 N＋G动＝50%，∴G动＝200 N；(2)当η2＝80%时，η2＝f2sf2s＋G动s＝f2f2＋G动＝80%，∴f2＝800 N，∴W有用2＝f2s＝800 N×2 m＝1 600 J，∵v＝st，∴t＝sv＝2 m0.2 m/s＝10 s，∵P＝Wt，∴P有用＝W有用2t＝1 600 J10 s＝160 W；(3)由图乙可知，当f3＝1 600 N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动，∴绳b承受的最大拉力F3＝13(G动＋f3)＝13×(200 N＋1 600N)＝600 N，因为人的重力为500 N，竖直匀速拉动绳子，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500 N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b.。
新中考物理 微专题五 功 功率 机械效率的综合计算复习.doc
新中考物理微专题五功功率机械效率的综合计算复习专题概述简单机械的功、功率、机械效率的综合计算包括利用滑轮组提升物体、水平拉物体和利用斜面提升物体等，是中考命题必考题型。
方法指导1．利用滑轮组提升物体分三种情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦，即W额＝0，F＝，η＝1，Gh＝Fs。
(2)半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W额＝G动h，F＝，η＝。
(3)实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明，表明要考虑)，即η＝G物/Fn，F＝。
2．利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、滑轮重无关。
W有＝fs物，W总＝FsF＝nFs物。
3．利用斜面提升物体分两种情况：(1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs 等于直接搬上去所做的功Gh，即Fs＝Gh。
(2)非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W有＝Gh，W总＝Fs，W额＝fs，η＝＝。
分类训练类型一利用滑轮组提升物体1．(2015·扬州)如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物，所用的拉力F为500 N，货物在50 s内匀速上升5 m。
在此过程中，货物上升的速度是__0.1__m/s；所做的有用功是__4000__J；拉力做功的功率是__100__W；滑轮组的机械效率是__80%__。
,第1题图) ,第2题图)2.(2015·丹东)小勇体重600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s 内使物体A匀速上升5 m。
已知物体A重为800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是( D ) A．水平地面对小勇的支持力做功为6000 JB．小勇做的有用功为3000 JC．小勇拉力的功率为250 WD．此滑轮组的机械效率为80%3．(2015·鄂州)为了模拟水中物体被打捞的情境，同学们课外作如下探究：如图所示，用滑轮组将重200 N的物体从底面积为400 cm2的圆柱形容器中匀速提起，容器中水面由90 cm降到70 cm。
2020届中考物理功和功率的综合计算
功和功率的综合计算
一、计算题
1.已知小汽车的总质量为1500kg，该车以30m/s的速度作水平匀速直线运动，行驶了
180s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍(g=10N/kg)求：
(1)小车行驶的距离和牵引力的大小．
(2)在此过程中汽车的牵引力的功率大小．
2.如图所示是我市中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能符合校车12项
安全标准．中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车到10km外的考点参加考试．
(1)若校车行驶的平均速度为40km/ℎ，求送考过程中所用的时间；
(2)若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2，求校车对
水平路面的压强；(g取10N/kg)
(3)若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶，校车受到的牵引力是4500N，
求校车发动机牵引力的功率．
(4)若此校车平均耗油量为15L/100km(每行驶100km耗油15L)，考试时间2天，校
车共来回8次，求共用柴油多少kg？(柴油的密度ρ柴油=0.85×103kg/m3)
3.我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知汽车的总质量为2t，该车在某段长
1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车
重的0.2倍，汽车在此过程中消耗的汽油产生了1×107J热量。
(g取10Nkg)求在该段测试过程中：
(1)汽车的行驶速度；
(2)汽车的功率；
(3)汽车发动机的热机效率。
中考物理功、功率及机械效率计算专题（附答案）
中考物理功、功率及机械效率计算专题（附答案）1.建筑工地用如图所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将重500N 的砖块一次性匀速提升到离地面4m高的砌墙处，所用拉力为200N，时间为20s，这次提升砖块过程中：（1）工人做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）不计绳重及摩擦，使用该滑轮组匀速提升重800N的砖块时所用的拉力．2.在农村常有家庭挖井取水，小明同学某次用如图甲所示的滑轮组提土时，将重为100N的土以0.25m/s的速度从井中匀速提升，此时拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示．求：（1）拉力的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的大小．3.用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2×103kg/m3，底面积是0.3m2，重力为600N．物体A在F=100N 的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m．（g取10N/kg）求：（1）物体A对水平地面的压强是多少？（2）物体A的体积是多大？（3）若该装置的机械效率为80%，物体A在水平方向上受到的阻力是多少4.如图所示，斜面长S=10m ，高h=4m ．用沿斜面方向的推力F ，将一个重为100N 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100J 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．5. 如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物．动滑轮重400N．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15KW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2．（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）．请求（1）提升前，物体A对水平地面的压强．（2）滑轮组提升重物A时的机械效率．（3）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力．6．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定．滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g 取10N/kg．（1）若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是多少？（2）若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；（3）当滑轮组的机械效率为60% 时，运送建材的重力是多大？7．如图所示，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．己知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：（1）若汽车运动的速度为3m/s，将物体由井底拉至井口需要的时间；（2）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的功；（3）滑轮组的机械效率（保留一位小数）；（4）汽车牵引力的功率．1.：（1）W有用=Gh=500N×4m=2000J．（2）s=3×4m=12m，t=20s，W总=Fs=200N×12m=2400J，P===120W．（3）W有用=2000J，W总=2400J，η=×100%=×100%=83.3%，（4）由（3）知：W额外=W总-W有用=2400J-2000J=400J，由W额外=G动滑轮h得G动滑轮===100N．所以提升500N的重物时，G总=G动滑轮+800N=100N+800N=900N，因动滑轮上有3根绳子，所以F=G总=×900N=300N．2.40 62.5 803.（1）2×103．（2）0.03m3．（3）160N．4.(1)400J (2)80％ (3)50N5.（1）400Pa；（2）80%．（3）14600N．6.（1）400N；（2）80W；（3）600N．7.（1）12s；（2）7.92×104J；（3）90.9%；（4）1.56×104W．。
2020中考物理复习宝典(功功率和机械效率)
2020中考物理复习宝典（功功率和机械效率）«功、功率和机械效率»精讲一、明白得与领会1. 功——用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量我们明白力有两种作用成效：一是改变物体的形状；二是使物体的运动状态发生改变. 事实上，从能量的角度讲，力还有改变物体能量的成效. 例如：使物体速度变化——动能变化；使物体高度变化——重力势能变化；使物体形状变化——弹性势能变化等等. 物体能量发生变化的多少，在物理学中用〝功〞来表示这种〝变化量〞. 假如物体在力的作用下动能或势能发生了变化，就讲力对物体做了功. 力使物体的动能或势能改变越大，力对物体做的功也就越多. 概括地讲，功是用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量. 要明白力对物体做了多少功，就看它使物体的能量改变了多少.进一步的研究讲明，力对物体做功的多少，与力的大小和物体沿力的方向移动距离的大小有关. 使物体移动相同的距离，所用的力越大，力做的功越多；或者，对物体施加相同的力，使物体沿力的方向移动的距离越大，力做的功越多. 因此，物理学中把功的涵义具体为：力和在力的方向上移动的距离的乘积称为功. 如此也就专门自然地有了运算做功多少的方法，写成公式确实是：W=Fs.依照上述，能够获得一种具体判定力是否对物体做功的方法：一是看有没有力作用在物体上；二是看物体有没有沿力的方向移动距离. 两者缺一不可.2. 功率——表示做功快慢的物理量做功使物体的能量改变〔使物体的能量发生转化或转移〕，其过程是有快有慢的. 做同样多的功，花的时刻越少讲明做功越快；或者，在相同时刻内，做功越多讲明做功越快.如何表示做功的快慢呢？不妨想一想运动的快慢是如何样表示的. 物体单位时刻内运动的路程叫做速度，速度越大讲明运动越快；类似地，单位时刻内所做的功称为功率，功率越大讲明做功越快. 功率的公式在形式上也与速度公式类似，功率的运算公式是：W总=W有用+W额外3. 明白得机械效率，关键是明白得〝有用功〞、〝额外功〞和〝总功〞专门多情形下，人们并不是直截了当对物体做功，有时为了省力，有时为了方便，甚至是为了安全，往往是利用机械来做功. 当利用机械做功时，有一个专门重要的咨询题值得研究：例如，用水桶从井中向上提水，水桶是提水的机械. 其目的专门明确，确实是要把一定量的水从井里取上来，必须克服水的重力做功，这是为了把水取上来必须做的功. 物理学中，把〝为了达到某种目的〞必须做的功叫做有用功. 然而，因为使用了水桶，因此你在提水过程中不但要对水做功，也要对水桶做功，这是不可幸免的. 从提水那个〝目的〞看，提水桶就成了〝不可幸免的额外负担〞. 物理学中，把不期望做但又不得不做的功称为额外功. 在提水的例子中，把水桶提上来做的功确实是额外功.在提水的例子中，人的提力既要对水做功，同时也要对水桶做功，即包括了〝有用功〞和〝额外功〞，因此把人的提力做的功称为总功. 三者的关系为：W总=W有用+W额外.使用机械做功时，额外功是不可幸免的. 然而人们总有如此的愿望：努力使机械多做有用功，尽可能少做额外功，即期望有用功占总功的比例越大越好. 因此，物理学中把〝有用功与总功的比值〞称为机械效率，即4. 阻碍机械效率大小的因素从一些简单的例子看：例如，用水桶提水，水桶越重需要做的额外功就越多；又如，用动滑轮或滑轮组提升重物，动滑轮越重，需要做的额外功也越多. 这讲明，机械的自重是阻碍机械效率的因素之一. 有些机械在工作时，由于做相对运动或者绕轴转动，会受到摩擦阻力，而摩擦阻力越大需要做的额外功也越多，因此摩擦阻力也是阻碍机械效率的因素之一. 因此，我们能够从减少机械自重和机械工作时的有害摩擦阻力这两个方面来提高机械的效率. 因此，在实际咨询题中，机械自重和有害摩擦总不可能减小到没有的程度，因此机械效率总是小于1的.机械效率大小还与机械的工作情形有关. 举个例子讲：一个大型起重机，它上面的滑轮组专门笨重. 不论提升的物体轻重，总是要把笨重的动滑轮提起来. 你讲，用它把几吨的物体或几千克的物体提起相同的高度，机械效率会一样吗？因此是提起几吨物体时的机械效率大. 因为，两种情形所做的额外功一样，而提起几千克的物体时做的有用功却专门少，因此这种情形下的机械效率就比较小.关于一个机械来讲，越是充分利用它的能力，它的机械效率就越大. 比如滑轮组，在它能承担的范畴内，提升的物体越重，机械效率就越大.5. 一个不可违抗的自然法那么——功的原理专门多事实讲明，要想得到某种〝利益〞，必须付出比〝利益〞还要大的〝代价〞，至少是与〝利益〞等同的〝代价〞. 要想〝少付出〞而〝多获得〞是不可能的.例如，使用机械时，要想省力〔这是期望得到的〝利益〞〕，那就要多移动距离〔这是必须付出的〝代价〞〕；反过来，假如不惜付出费劲的〝代价〞，那么相应的也会得到省距离的〝实惠〞. 然而，既想省力又要省距离是不可能的. 力和距离是与做功相关的，省力就要费距离，费劲就会省距离，事实上质确实是不可能少做功. 这反映了自然界的一个差不多法那么——使用任何机械都不省功. 物理学把那个法那么称为功的原理.〝不省功〞包含两层意思：一是，使用机械做功与直截了当做功相等，这是理想情形，现实生活中不存在；二是，在实际情形中，因为不可幸免地要做额外功，因此使用机械做功比直截了当做功还要多. 这与上面讲到的〝机械效率总是小因此1”一致的.二、应用与实践例1 如图1表示一个楼梯，楼梯上面是一个平台. 楼梯的斜坡长L=5m，平台高h=4m，平台长s=3m. 某人手提质量为25kg的水桶沿楼梯匀速上楼，并走到平台右端. 整个过程中人做了多少功？〔g=10N/kg〕解析人提水桶的力是：F=G=mg=25kg×10N/kg=250N.人沿楼梯上楼走的是斜坡，然而提力的方向竖直向上，因此水桶沿提力方向移动的距离是楼梯的高度. 因此，人沿楼梯上楼做的功为：W=Fs=Fh=250N×4m=1000J.当人提水桶沿平台行走时，由于提力方向竖直向上，而水桶在水平方向移动，因此提力对水桶不做功.因此，整个过程中人所做的功确实是1000J.例 2 某人骑自行车匀速前进，人和车的总质量是70kg，地面对自行车的阻力是人和自行车总重的1/10，人骑自行车做功的功率是70W. 〔g=10N/kg〕求：〔1〕人蹬自行车，使自行车前进的动力是多大？〔2〕10min内，自行车前进的距离是多大？解析(1)依照二力平稳的知识,动力的大小等于自行车受到的阻力:例3 用如图2所示的滑轮组提升重900N的物体,使物体匀速上升3m,所用拉力为400N,摩擦不计.求(1)动滑轮有多重?(2)滑轮组机械效率是多大?(3)假设用它匀速提升重1800N 的物体,绳端的拉力是多大?这种情形下滑轮组的机械效率是多大?解析(1)由图看出,物体和动滑轮总重由三股绳子承担,在〞摩擦力不计〞的条件下:由瞧!同一滑轮组,提起的物体越重,机械效率越大.。
微专题五功、功率、机械效率的综合计算
微专题五 功、功率、机械效率的综合计算简单机械的功 、功率、机械效率的综合计算包括利用滑轮组竖直提升物体、水平移动物体、利用杠杆提升物体和利用斜面提升物体等，是中考命题必考题型．1.利用滑轮组竖直提升物体分三种情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W 额＝0，F ＝G 物n，η＝1，Gh ＝Fs .(2)半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W 额＝G 动h ，F ＝G 物＋G 动n ，η＝G 物G 物＋G 动. (3)实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明，表明要考虑)，即η＝G 物Fn ，F ＝G 物n η. 2.利用滑轮组水平移动物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、滑轮重无关．W 有＝fs 物，W 总＝Fs ＝nFs 物，η＝f nF. 3.利用杠杆提升物体分两种情况：(1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，人对杠杆所做的功Fs 等于杠杆对重物所做的功Gh ，即Fs ＝Gh .(2)非理想情况：考虑机械自重和摩擦，W 有＝Gh ，W 总＝Fs ，η＝Gh Fs. 4.利用斜面提升物体分两种情况：(1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs 等于直接搬上去所做的功Gh ，即Fs ＝Gh .(2)非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W 有＝Gh ，W 总＝Fs ，W 额＝fs ，η＝W 有W 总＝Gh Fs .类型1 利用滑轮组竖直提升物体1.(2019，乐山)小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为280 N 的物体匀速提升了2 m ．已知他自身的重量为500 N ，对绳子施加的拉力F ＝200 N ，两脚与地面接触的总面积S ＝400 cm2.求此过程中：(1)小夏对地面的压强；(2)拉力F 做的功；(3)该滑轮组的机械效率．解：(1)人对地面的压力：F 压＝G －F ＝500 N －200 N ＝300 N人对地面的压强：p ＝F 压S ＝300 N 400 cm 2 ＝7.5×103 Pa (2)绳自由端向下移动的距离：s ＝2h ＝2×2 m ＝4 m拉力F 做的功：W 总＝Fs ＝200 N ×4 m ＝800 J(3)对重物做的有用功：W 有＝Gh ＝280 N ×2 m ＝560 J滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝560 J 800 J ×100%＝70% 2.(2019，连云港)如图甲所示，拉力F 通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处. 图乙是拉力F 随时间t 变化的关系图像．不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力， g 取10 N/kg ，求：(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小；(2)金属块的密度；(3)如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小．解：(1)在t 2～t 3时间内，2F 2＝GG ＝2×108 N ＝216 N在0～t 1时间内，2F 1＋F 浮＝GF 浮＝G －2F 1＝216 N －136 N ＝80 N(2)据F 浮＝ρ水gV 排得V 排＝F 浮ρ水g ＝80 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg＝8×10－3 m 3 由G ＝ρ金gV 得，ρ金＝G gV 排 ＝216 N 10 N/kg ×8×10－3m 3 ＝2.7×103 kg/m 3 (3)V ＝a 3 a ＝3V ＝38×10－3 m ＝0.2 mS ＝a 2＝0.2×0.2 m 2＝0.04 m 2p ＝F S ＝G S ＝216 N 0.04 m 2 ＝5 400 Pa ＝5.4×103 Pa类型2 利用滑轮组水平移动物体3.(2019，眉山)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组．为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s 时间，将水平路面上质量是1.5 t 的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是5 m/s ，绳子自由端的拉力F 是500 N ，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍．求：(1)拉力F 在30 s 内所做的功；(2)整个装置的机械效率．解：(1)故障车在30 s 内通过的路程s 车＝vt ＝5 m/s ×30 s ＝150 m绳的段数n ＝3，绳子自由端移动的距离s 绳＝3s 车＝3×150 m ＝450 m拉力F 所做的功W ＝Fs 绳＝500 N ×450 m ＝2.25×105 J(2)f ＝0.08G ＝0.08mg ＝0.08×1 500 kg ×10 N/kg ＝1 200 N机械效率η＝W 有用W 总 ＝fs 车Fs 绳 ＝fs 车F ×3s 车 ＝f 3F ＝1 200 N 3×500 N＝80% 类型3 利用杠杆提升物体4.(2019，贵港)如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为0.5 m 3、质量为1.2 t 的圆柱体文物的情景．B 为起重机的配重，OA 为起重机的起重臂，AB ＝25 m ，OB ＝5 m ，若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3 m/s 的速度不变(江水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m 3，g 取10 N/kg ，起重机横梁重力和滑轮重力及摩擦均不计)．求：(1)文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小．(2)在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率．(3)为了使起重机不翻倒，起重机的配重B 的质量至少是多少？解：(1)根据阿基米德原理得F 浮＝ρgV 排＝ρ水gV 物＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.5 m 3＝5.0×103 N(2)在整个打捞文物的过程中，由于文物的速度保持不变，文件受到三个力的作用处于平衡状态得F 拉＋F 浮＝G 物因为G 物保持不变，当F 浮最大，即文物完全浸没在水中时，F 拉最小，而v 物不变，根据知此时拉力做功的功率最小文物的重力为G 物＝m 物g ＝1.2×103 kg ×10 N/kg ＝1.2×104 N而最大浮力为F 浮＝5.0×103 N则最小拉力为F 拉＝G 物－F 浮＝1.2×104 N －5.0×103 N ＝7×103 N最小功率为P ＝F 拉v 物＝7×103 N ×0.3 m/s ＝2.1×103 W(3)当文物离开水面后，起重机的拉力最大，此时有F 拉′＝G 物＝1.2×104 N又当配重重力的力臂与拉力力臂互换时，配重的质量最小，此时OB ＝5 m ，OA ＝20 m 根据杠杆的平衡条件得m B g ·OB ＝F ′拉·OA即配重的最小质量为m B ＝F ′拉·OA g ·OB ＝1.2×104 N ×20 m 10 N/kg ×5 m＝4.8×103 kg 类型4 利用斜面移动物体5.(2019，荆州)为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR 技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明，园区建设中需把重1 200 N 的木箱A 搬到高h ＝2 m ，长L ＝10 m 的斜面顶端．如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50 s 将木箱 A 匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F 的功率为 80 W ．求：(1)拉力F 的大小；(2)该斜面的机械效率是多少；(3)木箱A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大．解：(1)由P ＝W t得，拉力所做的功：W 总＝Pt ＝80 W ×50 s ＝4×103 J ， 由W ＝FL 得，拉力F 的大小：F ＝W 总L ＝4×103 J 10 m＝400 N. (2)克服物重做功：W 有＝Gh ＝1200 N ×2 m ＝2.4×103 J ，则斜面的机械效率：η＝W 有W 总 ×100%＝2.4×103 J 4×103 J×100%＝60%. (3)木箱A 在斜面上匀速运动时克服摩擦做功：W 额＝W 总－W 有＝4×103 J －2.4×103 J ＝1.6×103 J ，由W 额＝fL 得，木箱A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力：f ＝W 额L ＝1.6×103 J 10 m＝160 N ． 类型5 利用组合机械移动物体6.(2019，南充)如图，杠杆在水平位置平衡，物体M 1重为500 N ，OA ∶OB ＝2∶3，每个滑轮重为20 N ，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F 的作用下，物体M 2以0.5 m/s 速度匀速上升了5 m ．(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求：(1)物体M 2的重力；(2)拉力F 的功率；(3)物体M 1对水平面的压力．解：(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总 ＝Gh Gh ＋G 动h ＝G G ＋G 动 即：80%＝G G ＋20 N解得物体M 2的重力：G ＝80 N(2)由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：F ＝G ＋G 动2 ＝80 N ＋20 N 2＝50 N 物体M 2以0.5 m/s 速度匀速上升了h ，绳子自由端移动的距离为：s ＝2h ，由v ＝s t可得绳子自由端的速度为：v 绳＝2v ＝2×0.5 m/s ＝1 m/s ； 拉力F 的功率：P ＝W t ＝Fs t＝Fv 绳＝50 N ×1 m/s ＝50 W ； (3)B 端对定滑轮向上的拉力：F ′B ＝3F ＋G 定＝3×50 N ＋20 N ＝170 N ，定滑轮对杠杆B 端的拉力为：F B ＝F ′B ＝170 N ，根据杠杆的平衡条件可得：F A ×OA ＝F B ×OB ，故绳子对杠杆A 端的拉力为：F A ＝OB OA ×F B ＝32×170 N ＝255 N ， 则绳子对M 1向上的拉力为F A ′＝F A ＝255 N ，地面对M 1的支持力：F 支＝G 1－F A ′＝500 N －255 N ＝245 N ；物体M 1对水平面的压力：F 压＝F 支＝245 N7.(2019，桂林)小段用如图所示装置，使用一根杠杆AB 和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C 可在光滑的滑杆上自由滑动．已知合金密度ρ＝1.1×104 kg/m 3，所用拉力F 为500 N ，且始终竖直向下；O 为支点，且AO ＝4OB ；动滑轮的机械效率为75%.若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面．求：(1)当拉力F 向下移动距离为1.2 m 时，拉力F 对杠杆所做的功？此时绳子对杠杆B 点的拉力？(2)合金块的体积？解：(1)由题意知，拉力竖直向下为F ＝500 N ，其向下做的功为W ＝Fs ＝500 N ×1.2 m ＝600 J在AB 杠杆向下移动过程中，动力臂与阻力臂维持L 1L 2 ＝41，由杠杆的平衡条件F 1L 1＝F 2L 2得，绳子对杠杆B 点的拉力F B ＝F A L 1L 2 ＝500 N ×41＝2×103 N (2)设合金块的体积为V 金，合金块所受绳的拉力为F 3，分析题意动滑轮的机械效率为75%，可得η＝W 有W 总 ＝F 3h F B S ＝F 3h F B 2h ＝F 3F B ·2 ，化简为75%＝F 3F B ×2，代入数据得F 3＝3 000 N 合金块在上升过程中，始终没有出液面，故对其受力分析得F 3＋F 浮＝G 金 代入数据3000 N ＋ρ水gV 金＝ρ金gV 金，解得V 金＝0.03 m 3.。
2020中考物理重点知识专题十一：功、功率、机械效率的综合计算(解析版)
2020中考物理重点知识专题十一：功、功率、机械效率的综合计算考点一：功、功率综合计算1.(2019惠阳)如图所示,某品牌太阳能汽车在景区接送游客。
(1)车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2 m2,该汽车对水平地面的压强为2.5×105 Pa,求该汽车对地面的压力多大?(2)某次运送游客时,该车以18 km/h的速度在水平路面上匀速行驶3.6 km,此时该车的输出功率为800 W。
求:此过程中该车受到的阻力多大?牵引力所做的功多大?2.(2019厦门)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。
某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。
g取10 N/kg。
(1)求t=30 s时重物所受的拉力。
(2)求整个过程重物的最大速度。
(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大?3.(2019宁波江北)外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏。
若摩托车自身质量为150 kg,静止时总着地面积约为240 cm2,摩托车牵引力的功率为21 kW,某次订单他要把外卖从万达广场送到 6 km远的西南大学附属小学,若始终以18 km/h的速度匀速行驶,求:(1)在这个过程中摩托车牵引力的大小;(2)在这个过程中摩托车的牵引力做的功。
考点二：功、机械效率综合计算1.(2019德州)小强用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m,此过程中拉力F的功率为120 W。
求:(1)提升装置所做的有用功;(2)拉力F做的功;(3)该滑轮组的机械效率。
2.（2019襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。
求:(1)滑轮组的机械效率；(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。
3.(2019日照)在建设工地上,工人把重1 000 N的物体沿着长s=5 m、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250 N(不计空气阻力)。