初中中考物理总复习之功和功率、机械效率、机械能

《初中中考物理专题辅导共5个专题》－之力学篇作者QQ：460838510第1页（共4页）【第11讲】功和功率一、基本知识点：1、力学中的“功”包含的两个必要因素是：①作用在物体上的力F；②物体沿力的方向移动的距离s。2、功的计算公式：①W＝Fs；②W＝Pt。功的单位是J（与电功的单位相同）。注意：⑴功的计算公式的习惯表现形式：①W＝Fs（水平方向上）；②W=Gh（竖直方向上）。⑵体会“J”这个单位的大小：把一个苹果从地板拣到饭桌上，所做的功大约就是1J。3、功率是表示物体做功快慢的物理量；物体在单位时间（或1s钟）做的功叫做功率；计算公式是P＝W/t；4、在国际单位制中，功率的主单位是W，1W=1J/s；1kW=103W。注意：体会“W”这个单位的大小：如果你用1s钟把一个苹果从地板拣到饭桌上，你的功率大概就有1W。※5、功的原理就是使用任何机械都不省功。二、典型例题：【例1】下列过程中，力做了功的是[]A．小孩用力推一辆小车，但没有推动B．小孩用力向上提一袋大米，但没有提起来C．大扫除时，一个同学将一桶水从教室前面提到教室后面D．大扫除时，一个同学将一桶水从底楼提到四楼的教室里【试一试】小明在下列过程中，没有做功的是[]【例2】用100N的水平拉力拉着重500N的物体沿水平方向移动了10m，求拉力做的功。注意：这里的重500N是个“陷阱”。【试一试】1、用50N的力拉着重为100N的物体沿水平方向前进了10m，在计算拉力所做的功时，正确的式子是[]A．W＝50N×10mB．W＝100N×10mC．W＝(50＋100)N×10mD．W＝(100－50)N×10m2、体育课上，小明用50N的力将重为40N的实心球扔了10m远，则小明对实心球所做的功[]A．500JB．400JC．0JD．无法确定【例3】把重200N的箱子搬上10m高的楼，人对箱子做了多少功？【试一试】起重机的钢绳把重500N的物体吊高了5m，接着又吊着该物体沿水平面移动了4m，在此过程中，起重机对物体做的功[]A．W＝500N×5mB．W＝500N×4mC．W＝500N×(5＋4)mD．W＝500N×(5－4)m【例4】质量为60kg的人用1min爬到了12m高的楼上，求此人的功率是多少？解：⑴人上楼时，对自己做的功为：J7200m12kgN10kg60hmgGhW/⑵人的功率为：W120s60J7200tWP【例5】功率为1kW的机器工作1h做功多少？【例6】一台抽水机每小时能把100m3的水抽到18m高的地方，求抽水机的功率。解：⑴抽水机每小时做的功为：JmkgNmmkgVghmghGhW6333101818/10100/10⑵抽水机的功率为：。kWWsJtWP55000360010186【例7】如图，在拉力F=15N的作用下，重G=100N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动了5s，求拉力F所做的功及拉力的功率。解：当物体以1m/s的速度运动时，绳子被拉出的速度是2m/s，∴5s里绳子被拉出的长度为s=vt=2m/s×5s=10m；拉力F所做的功为W=Fs=15N×10m=150J；拉力F的功率为W30s5J150tWP。注意一个有用的推导公式：FvtsFtFstWP，即：P=Fv。上题另解：绳子被拉出的速度为v=1m/s×2=2m/s；∴拉力F的功率为P=Fv=15N×2m/s=30W。※【例8】为治理渠江航道，工程船用钢丝绳将河底上一段废桥墩系住匀速吊出水面，如图甲。桥墩始终以0.2m/s的速度匀速上吊，机械输出功率随时间变化的图象如乙图（不计机械自重与摩擦）。求：⑴河水对河底的压强；⑵桥墩浸没在河水中时所受的浮力。（本题系广安市2012年中考题，有一定难度）解：⑴从图像可知，30秒才将桥墩吊出水面；∴桥墩所在位置距离水面的深度为h＝0.2m/s×30s＝6m；∴p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6m＝6×104pa；⑵从图像可知，桥墩全部浸没在水中时，机械的功率为6kW；∴由公式P＝Fv得这时拉力为F＝p/v＝6×103W/0.2m/s＝3×104N；又，从图像可知，桥墩全部离开水面时，机械的功率为10kW；∴这时的拉力F＝p/v＝10×103W/0.2m/s＝5×104N；∴F浮＝5×104N－3×104N＝2×104N。⑵另解：桥墩完全浸没在水中时，功率为6kW，在水中做的功：W水＝P水t＝6×103W×20s；又，W水＝G水h水＝G水×0.2m/s×20s；∴桥墩在水中的重为G水＝3×104N。桥墩被吊离水面后，功率为10kW，在空气中做的功：W空＝P空t＝10×103W×30s；又，W空＝G空h空＝G空×0.2m/s×30s；∴桥墩在空气中的重为G空＝5×104N。∴桥墩受到的浮力F浮＝G空－G水＝5×104N－3×104N＝2×104N。【试一试】1、如下左图，质量为2kg的物体在拉力F=5N的作用下以1m/s的速度做匀速直线运动，求拉力2s所做的功及拉力的功率是多少？【答案：10J；5W】2、如上右图，在拉力F=15N的作用下，重G=100N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，求拉力的功率。【答案：45W】※3、汽车发动机的功率P是固定的，汽车在爬较陡的坡路时，发动机为了获得更大的牵引力F，有经验的司机往往会换用[]A．高速档B．中速档C．低速档D．都可以【答案：C】※4、功率相等的甲乙两车匀速行驶，在相等的时间里两车通过的距离之比是2∶1，则甲乙两车[]A．牵引力之比是1∶2B．做功之比是1∶2C．速度之比是1∶2D．所受的阻力之比是2∶1【答案：A】三、基础习题+经典考题：1、用1N的水平拉力拉着一个物体在水平面上移动了1m，则拉力所做的功为____J；把重为2N的物体向上拉高了0.5m，则拉力所做的功为_____J；质量为1kg的物体在重力的作用下，下落了1m，则重力所做的功为_____J。2、重为100N的物体被拉上了5m高处，这时拉力所做的功是____J；重力所做的功是_____J。3、一台机器在1s内做了1200J的功，这台机器的功率是____W，它连续工作1min能做______J的功。4、一个举重运动员在1s内把130kg的杠铃举高了2m，则举重运动员做了_____J的功，他的功率是____W。5、某人提着5kg的物体沿水平方向行走了10m，则该人对物体做的功为_____J；如果他把这个物体提到10m高的楼上，他对物体做的功为_____J。《初中中考物理专题辅导共5个专题》－之力学篇作者QQ：460838510第2页（共4页）※6、如下图，将同一物体分别沿斜面BA和CA以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，己知斜面长BA＞CA，则，所用的时间t1____t2；所用拉力F1____F2；所做的功W1____W2；拉力的功率P1____P2。（选填“＞”、“＜”或“＝”）7、下列说法中正确的是[]A．只要对物体施加了力就一定对物体做了功B．只要对物体施了力，物体又移动了距离，就一定对物体做了功C．只有人才能对物体做功D．功的大小等于力F与物体在力的方向上通过的距离s的乘积8、下列过程中，力对物体做了功的是[]A．用力推物体，但没有推动B．举重运动员举着杠铃站着不动C．挑着一担东西在水平地面上行走D．扛着一桶饮用水上楼9、小颖提着水桶准备打水做清洁，在下列情形中，小颖提水桶做了功的是[]A．提着水桶站立原地不动B．提着水桶沿水平方向行走C．提着水桶上楼D．提着水桶下楼10、下列过程中，力所做的功恰好为1J的是[]A．把1N的物体移动1mB．把重为1N的物体沿水平方向拉出1mC．用1N的力把物体沿力的方向拉出1mD．把质量为1kg的物体提高1m11、一支步枪的枪管长0.8m，炸药爆炸时气体对子弹的推力约为2000N，子弹飞离枪口后还飞行了1000m才落地，则炸药爆炸气体对子弹所做的功为[]A．1600JB．2×106JC．2.016×106JD．无法确定12、两台机器做相等的功所用的时间之比是2∶3，则它们的功率之比是[]A．2∶3B．3∶2C．1∶1D．欠条件，无法计算13、一个小孩与一个大人用相同的时间从地面上跑到楼顶，则他们克服自己的重力所做的功与做功的功率大小[]A．所做的功相等，但大人的功率较大B．大人做的功较多，但功率相等C．大人小孩所做的功和功率都相等D．大人做的功较多，功率也较大14、小强同学听到上课铃响后，一口气从一楼跑上了三楼，所用时间仅10s，他上楼过程中，克服自身重力做功的功率最接近[]A．5WB．50WC．500WD．5000W15、用20N的水平拉力拉着重1500N的雪橇在雪地里匀速前进了500m，所用的时间是50s，求拉力所做的功和功率各是多少？【答案：10000J；200W】16、如果一台抽水机每小时能把100t水抽到18m高的水池里，这台抽水机的功率是多少kW？【答案：5kW】※17、如图，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体A在水平方向以1m/s的速度做匀速直线运动，此时测力计的示数为10N，不计绳和滑轮间的摩擦，求拉力的大小及拉力的功率是多少？【答案：20N；10W】18、测定自己上楼时的功率有多大，是一项很有意义也很有趣的物理实践活动。如果现在你要测定自己爬上4楼时的功率，需要测定哪些物理量，请你根据自身实际情况，假设出这些量的大小，计算出自己上楼的功率（取g=10N/kg）。【答案：自己的质量或重力、楼高、爬楼所用时间】【第12讲】机械效率及其计算一、基本知识点：1、有用功：对我们有用的功称为有用功，W有用=Gh；额外功：对我们无用，但又不得不做的功叫额外功，用W额表示；总功：有用功与额外功之和叫总功；W总=Fs；W总=W有用＋W额。2、机械效率就是有用功跟总功的比值，用百分数表示。机械效率的值始终小于1；※竖直方向上的机械效率计算公式是：FsGhWW总有用。※水平方向上的机械效率的计算方法：sFsfWW总有用，f为阻力，F为拉力，s与s′一般有着某种倍数关系（由滑轮组的绕线确定）。3、机械效率主要是因为要克服摩擦与机械自重需要做一些额外功，所以提高机械效率的措施有：①减轻机械自重；②减小摩擦；③同等条件下增加提升重物。4、注意掌握三种简单机械的机械效率计算（见后面的例题）。二、典型例题：【例1】【之一：滑轮组的机械效率问题】如下图，钩码重5N，拉力为3N，钩码被升高了1m，求动滑轮的机械效率。解：①有用功为：J5m1N5GhW有用；②总功为：J6m2N3FsW总；③机械效率为：0083J6J5WW总有用。【例2】【之二：斜面的机械效率问题】如下图，将重为1N的物体沿斜面匀速拉上长为1m、高为0.2m的斜面，所用拉力为0.25N，求斜面的机械效率。【例3】【之三：杠杆的机械效率问题】如图，用一杆杆将重为2N的物体匀速抬高了0.5m，所用动力是0.8N，动力作用点移动了1.5m，求此时杠杆的机械效率。【试一试】1、用一滑轮组把36N的物体提高了4m，做了96J的额外功，则滑轮组做的有用功为_____J，拉力的总功为_____J，该滑轮组的机械效率为_____。2、用杠杆把400N的物体撬高了0.5m，这时杠杆做的有用功为_____J；如果这时动力作用点下降了1m，所用的动力为250N，则动力所做的总功为_____J，杠杆的机械效率为_____。【例4】【其它机械效率问题】一台功率为10kW的起重机在1min里把2t货物吊高了24m，求起重机的机械效率有多大？解：①起重机做的有用功为JmkgNkghmgGhW53108.424/10102有用②起重机做的总功为JsWPtW53106601010总③起重机的机械效率为005580J106J1084WW.总有用。【例5】【较复杂的机械效率计算问题——水平方向上的机械效率】如图，在拉力F=3N的作用下，重G=15N的物体以0.5m/s的速度做匀速直线运动了10s，此