第14课时 功 功率 机械效率

第课时功功率机械效率14夯基提能作业组基础巩固A

一、选择题L功率是表征物体做功快慢的物理量在下列物理学家中，以其名字命名功率单位的是（）

2.如图所示的四种情景中，力对物体做功的是（）

3.为了测量骑车时的功率，小明测出他和自行车的总质量为72kg,小明通过查资料知道，一般情况下，人骑自行车时的阻力大约为人、车总重的

0.05,小明骑车的功率大约是（）A.10W B.100W C.1000W D.l W

4.用图中装置匀速提升重为100N的物体，手的拉力为60N,滑轮的机械效率为（）A.

16.7%B.20%C.

83.3%D.100%

5.（2019河南,13,2分）（多选）如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量两木块下表面的粗糙程度相同甲、乙分别在水平拉力Fi和F2的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中正确的是（）A.Fi大于F2B,F1比F2做功多C.F比Fi的功率大D.甲的重力做功较多

26.（2019四川成都B,4,2分）（多选）如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体，动滑轮重10N,定滑轮重15N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦8s内物体匀速上升4m,则该8s内（）A.小王做的有用功为840JB.小王做的额外功为100JC.小王做功的功率为110WD.小王对绳子的拉力为70Nh可知,实验中需要测量钩码重力和绳子的拉力及钩码上升高度和绳端移动的距离,故选用的测量工具是弹簧测力计、刻度尺

（2）测量时需竖直匀速拉动弹簧测力计

（3）分析第

1.2次实验数据可得,使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重，机械效率越低;分析第

1.3次实验数据可得，使用相同的滑轮组提升不同的重物,重物越重,机械效率越高;使用甲装置提升500N重物时的机械效率n=500N3X200N-

83.3%;当重物浸入水中时受到浮力作用，提升相同高度时,额外功不变,有用功减少，机械效率降低

四、计算题

12.0答案14500J2100W390%0解析

（1）W Gh450NX10m=4500J有二二⑵p牛翁I川

13.0答案14800J

283.3%“解析

（1）绳子自由端移动的距离s=2h=2X10m=20m（l分）工人做的功W Fs240NX20m=4800J1分总二二

（2）有用功W有用=Gh=400NX10m=4000J（1分）机械效率口=健=黑

83.3%（1分）4800J小跖

14.0答案

（1）减小减小

（2）3X105N

（3）

7.92X109J0解析

（2）根据物体的浮沉条件可知车在水中漂浮时F浮二mg二3义10kgXIO N/kg=3X水5N

（3）根据v［得，车行驶时间t二2二会%=2h=7200stv36km/h根据昭丝得,发动机做的机械功归Pt=l.1义16WX7200s=

7.92X109Jt

15.0答案

（1）2,4义13W80%

（2）4m0解析

（1）根据二力平衡,起重机匀速提起重物的力F=G=mg=lX103kgXIO N/kg=lX104N（1分）起重机对重物所做的功:2Fh=lX10NX24m=

2.4Xl（）5J（1分）起重机对重物做功的功率P=9三笔和=

2.4X103W（1分）t100s机械效率n=夫三空力=80%（1分）3xl0JWxl00s〃总

（2）根据杠杆平衡条件:FL=FZL2mg•（AB-OB）=m g•0B（l分）B、cn m-AB lxl03kgx20m（

八、A0B=-------=-----o--——n—=4m（l分）lxlOJkg+4xlOJkg组能力提升B

一、选择题

1.D上升过程动能一直减小,A错误;在整个跳绳过程中小金的机械能不守恒,B错误；小金跳一次克服重力做功约为W=50千克义10牛/千克义

0.06米=30焦,C错误;小金在这一分钟内跳绳的功率约为P=等=50瓦,D正确故选Do秒I,焦t

602.D有用功W有二Gh,与物重和升高的高度有关,与提升的速度无关,A错误;不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮所做的功，与定滑轮重力无关,B错误；由知，减轻动滑轮的重力或增加物重都可以提高滑轮组的机械效率,机械效率与提升重物的高度无关,C错误,D正确所以选Do

3.C在爬楼梯过程中所做的功W=Gh,因为升高高度h相同,爷爷的体重是小丽的2倍,故爷爷与小丽做功之比WlW2=21,则A.B选项均错误;爷爷和小丽做功所用时间之比为21,根据公式P二可知，功率之比PlP2=l1,故C正确、D错误

4.A题中是同一个物体在同一水平面上,故压力和接触面粗糙程度相同，所以滑动摩擦力大小相同因为物体做匀速直线运动时一,水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，所以拉力大小相同，即F1=F2根据功的定义，两次做功过程中力和在力的方向上通过的距离都相等,所以做的功相等，故A项对,B项错因为v2vl,所以第二次所用的时间较短,再根据P=可知,第二次功率较大,故C.D项错

5.B由图像信息得,23s内，匀速提升物体时拉力F3为40N,则动滑轮重力G动〜=3F3-G=3义40N-100N=20N;0~l s内，滑轮组对物体向上的拉力F拉二3F1-G动=3X30N-20N=70N,则此时地面对物体的支持力为100N-70N=30N,故A错误；12s内，拉力做的功归F2s=50NX3X

1.25m=

187.5J,故B正确;23s内，拉力〜〜的功率P=F3V=40NX3X

2.5m/s=300W,滑轮组的机械效率n二有3100N3X40N^

83.3尢故C.D错误

6.D若G1=G2,分别使用滑轮组甲、乙将重为G

1.G2的物体提升相同的高度，所做有用功亚有=6儿则W甲有二W乙有；乙中动滑轮重大于甲中动滑轮重，则所做额外功w甲额＜w乙额,拉力做的总功w总可有+w额,则w甲总＜w乙总；根据公式n=总可知，口甲＞口乙；故人、B、C正确两滑轮组所提起的重物越重，机械效率越高,故D错误

二、填空与作图题

7.0答案1受力面积减小⑵如图所示380%a解析1把书包带做得宽一些,是在压力一定时一，增大肩部的受力面积来减小压强，使人背着更舒服2物体A随B一起做匀速直线运动,处于平衡状态,A在竖直方向上受到竖直向下的重力G和向上的支持力F支,G与F支是一对平衡力,它们大小相等、方向相反,且作用在同一直线上；由于A与B处于相对静止状态,故A与B之间无摩擦力,则A在水平方向上不受力的作用;重力从重心竖直向下画,符号为G;支持力从重心竖直向上画,符号为F支,注意两条线段的长度相等3由题图知,n=3,由s=nh可得,货物被提升的高度h』孚=2m,则所做的有n3用功w Gh=600NX2m=1200J;拉力所做的总功W W+W1200J+30011500有用=总二有用额外=J;则滑轮组的机械效率n=少黑=80%W

150018.0答案80%180Gh360Nx2m—=------------=80%Fs150Nx3x2mW=Fs=150NX3X2m=900JP=-=^=180W t5s

9.0答案

1.

40.

6478.1%＜解析

①ni=500g=

0.5kg G=mg=

0.5kgX10N/kg=5N2F=G+G动2X

3.2N=5N+G动G

1.4N动二

②s=

20.0cm=

0.2m“有Gh Gh G5N^

78.1%Fs Fx2h2F2x

3.2NW Fs=

3.2NX

0.2m=

0.64J总=

三、实验探究题

10.0答案

166.7%乙2增大物体的重力

0.13不正确，比较第

1.4次实验数据可知,第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同0解析二等二由两段绳子承担物重的是题图乙所示滑轮组lrW2,h

0.1m有W Gh2NxO.lm”n=~=^

66.7%o%Fs2由第次实验数据分析可知所用装置为图甲当所提升的物重增大时,滑轮组的机械效率增大第1次实验中拉力F所做的额外功W额=3总-W有=Flsl-Glhl=l NX

0.3m-2NXO.1m=

0.1J

11.0答案1竖直匀速只要有“匀速”这个关键词即可250%3越重或越多0解析1在测滑轮组机械效率的实验中，应竖直匀速拉动弹簧测力计测拉力的大小,如果没有匀速拉动,则拉力会出现或大或小的变化2滑轮组的机械效率n=白发鬻=50%Fs3分析甲、乙两次实验，同一滑轮组,提升的钩码越重或越多，机械效率越高

四、计算题

12.0答案1225J

266.7%350N0解析D拉力做功为:W,©=Fs=150NX

1.5m=225J;2分2有用功W有二Gh=500NX

0.3m=150J机械效率为n二除工段二黑心

66.7%;1分W W225J3额外功为:W额=W—W有=225J-150J=75J;1分由于忽略了绳子的重力,故额外功是克服摩擦力所做的功，由公式W额=F摩s可求得摩擦力为:弱二碧=50N1分FMs

1.5m

13.4答案1120W2200N75%3200J0解析1由题中拉力F所做的功随时间变化的图像可知,拉力的功率P也幽=120W4st⑵拉力F大小和机械效率分别为:GhG450N----=—==75%F・3h3F3X200N3W总二Fs二200NX3X2m=l200JW=Gh=450NX2m=900Jw克服动滑轮及筐总重所做的功WG=Gh=50NX2m=100J所以克服摩擦力所做的额外功Wf=W总-w有-200J-900J-100J=200J

7.2019河北保定一模,21,3分多选用如图所示滑轮组提升重为1200N的物体，加在绳自由端的拉力大小为500N时，恰好可以使物体以

0.2m/s的速度匀速上升以下说法中正确的是A.此拉力的功率为100WB.不计绳重和摩擦，动滑轮的重力是300NC.若以

0.4m/s的速度匀速提升此物体，拉力将增大D.若提升的重物改为1500N,此时滑轮组的机械效率约为

83.3%

二、填空题

8.现有30包大米，总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高的库房图为小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像由图可知，他可以提供的最大功率为W;为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬包若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务时每次往返所用的时间为so g取10N/kg

9.如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m,高为

0.9m,实际推力为300N,那么物体与斜面之间的摩擦力是N,斜面的机械效率是

10.2019浙江温州』9,6分2019年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星——“鹊桥号”，它将成为“嫦娥四号与地球间的“通信桥梁”1“鹊桥号”质量为448千克，发射后随火箭竖直升空1000米的过程中,“鹊桥号”需克服重力做功焦2若地月间距离为

3.8x105千米,电磁波速度为3x105千米/秒,在月球上发出的电磁波到达地球需秒计算结果保留1位小数3如图是月球背面照片，其中A处是

三、实验探究题

11.2019河北保定一模,33实验课上，老师组织学生测定滑轮组的机械效率1实验中应选用的测量工具是、o2测量时，必须—拉动弹簧测力计3某小组利用如图所示的实验装置测滑轮组的机械效率，得到的实验数据如下表实验钩码重钩码上升高绳端拉绳端移动机械效次数GN度hm力FN距离sm率n

12.

10.

9.

374.1%

220.

10.

70.

557.1%

330.

11.

20.

383.3%

①分析比较第一次实验和第二次实验的数据可以得到的结论:_______________________________________________________________________________________________________________________________O

②分析比较第一次实验和第三次实验的数据可以得到的结论:_______________________________________________________________________________________________________________________________O

③如果用甲装置进行实验，当动滑轮下边挂500N重物时，所用拉力为200N,此时机械效率是;当把重物浸入水中时，发现滑轮组的机械效率这是因为

四、计算题

12.2019北京,34,3分图是用动滑轮提升货物A的示意图在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m在这个过程中，拉力F做的功为5000J求⑴有用功W有；2拉力F的功率P;3动滑轮的机械效率不

13.2019山东潍坊,23,4分如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物，所用拉力恒为240N,货物被匀速提升10m求1工人做的功；2滑轮组的机械效率

14.2019陕西,33,7分如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车，它采用了轻质铝合金装甲车体，进一步增强了水中浮渡能力该两栖车装配有输出功率为l.lxlO6W的发动机1在海面训练过程中，发射多枚炮弹后，车体向上浮起了一些,车体底部受到水的压强将;在陆地上行驶，履带可以车体对地的压强均选填“增大”“减小或‘不变

（2）两栖车的总质量约为30t,在深水中漂浮时，它受到的浮力是多少牛（g取10N/kg）

（3）两栖车在陆地上以36km/h匀速行驶72km时，若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功，发动机做了多少焦耳的功？

15.（2019广东,19,6分）如图所示是建筑工地上的起重机示意图起重机的电动机功率为3x103W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时-100s°（g=10N/kg）求

（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少机械效率是多少？

（2）若起重机AB长为20m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒，则OB长为多少（不计摩擦和起重机自重）组能力提升B

一、选择题

1.（2019浙江杭州,17,3分）跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次,下列说法正确的是（）A.向上起跳过程中小金的动能持续增大B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒C.小金跳一次克服重力做功约3焦D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦

2.工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.增大提升重物的速度，可以增大有用功B.减小定滑轮的重力，可以减小额外功C.增大提升重物的高度，可以提高机械效率D.减小动滑轮的重力，可以提高机械效率

3.爷爷与小丽进行爬楼梯比赛，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W

1.功率为P1,小丽做功为W

2.功率为P2,则下列判断正确的是（）A.WiW2=l:1B.WiW2=41C.P1:P2=l1D.P1P2=

414.（2019甘肃兰州,13,3分）如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力Fi的作用下，以速度VI匀速运动了距离S,第二次在拉力F2的作用下,以速度V2匀速运动了同样的距离，已知V2vi比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是（）A.W1=W2B.WIW C.P1=P D.P1P

2225.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图1所示的滑轮组装置当用图2甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图2乙和丙所示（不计绳重和轮与轴之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）图2图A.01s内，地面对物体的支持力是10N〜

8.1-2s内，拉力F做的功是

187.5JC.2-3s内，拉力F的功率是100WD.2-3s内,滑轮组的机械效率是

62.5%

6.（2019河北沧州乐光一模）甲、乙两个滑轮组如图，其中的每一个滑轮重都相同,用它们分别将重为G

1.G2的物体提高相同的高度不计摩擦，下列说法中错误的是（）A.若GI=G2,拉力做的有用功相同B.若拉力做的总功不相同GI=G2,C.若GI=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

二、填空与作图题

7.⑴书包带做得宽一些，目的是在压力一定时，增大肩部的，从而压强,背着更舒服

（2）物体A.B一起在水平面上向右做匀速直线运动,请画出A的受力示意图

（3）工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m,额外功为300Jo则滑轮组的机械效率为o

8.2019天津,18,2分利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m,作用在绳端竖直向上的拉力F为150N,该滑轮组的机械效率是,拉力F的功率是W o

9.2019河北模考四图甲是测量动滑轮机械效率的示意图小明用弹簧测力计竖直匀速拉动绳子的自由端，将500g的重物从A位置提升到A位置,弹簧测力计的自由端从B位置运动到位置不计绳重及摩擦,弹簧测力计的示数如图乙所示,g取10N/kg则动滑轮受到的重力为N,弹簧测力计的拉力F所做的功为J；该滑轮组的机械效率为结果精确到01％

三、实验探究题

10.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示机械效率物体的提升高度拉力绳端移动的次数n重力G/N h/m F/N距离s/m

120.

110.

366.7%

230.

11.

40.

371.4%

340.

11.

80.

374.1%

42.

11.

50.21表格内的第4次实验中应补充的数据是结果精确到

0.1%这次数据是用图中选填“甲”或乙”所示的滑轮组测得的2分析比较第123次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该在第1次实验中，拉力F所做的额外功为Jo3某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时,越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断:o

11.小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验1他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组在实验过程中，应拉动弹簧测力计2他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为o实验钩码总钩码上升弹簧测力计绳子自由机械次序重G/N高度h/m示数F/N端移动效率n距离s/m甲

1..

1.

5.367%乙

2.

50.

11.

00.383%丙

1.

00.

10.

50.43对比分析实验甲、乙,可得出:同一滑轮组，提升的钩码，机械效率越高

四、计算题

12.2019山东潍坊,25,6分如图所示,斜面长s=

1.5m,高h=

0.3m建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150No忽略绳子重力求1该过程拉力F做的功；2该装置的机械效率；3货物箱在斜面上受的摩擦力大小

13.2019河北石家庄裕华模拟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，所用动滑轮和筐的总重为50No某次操作中，将450N的泥土以

0.2m/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细绳的质量忽略不计,g取10N/kg求1拉力F做功的功率；2拉力F大小和利用该装置提升泥土的机械效率；3在匀速提起泥土上升2m的过程中，克服摩擦力做的额外功答案精解精析组基础巩固A

一、选择题

1.C功率的国际单位以瓦特的名字命名，故本题选择C

2.C做功的两个必要条件是作用在物体上的力和在力的方向上通过的距离,A.B.D选项都是因为只有作用力而没有在力的方向上通过距离,所以没有做功

3.B自行车正常行驶速度约为v=3m/s,人骑自行车时的阻力f=

0.05G=

0.05X72kgXIO N/kg=36N,人骑自行车时的功率P=Fv=fv=36NX3m/s=108W,因此小明骑车的功率最接近于100肌

4.C由图可知，由两段绳子承担总重，拉力移动的距离有用W_Gh_Gh_G_100N%s=2h,__Fs_Fx2h-Fx2_60Nx2~°°甩、

5.AB滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,题中条件为粗糙程度相同，所以只有压力影响滑动摩擦力甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力，甲所受的摩擦力大于乙，因为都是匀速运动,所以拉力与摩擦力大小相同,所以A正确因为速度相同，时间相同,所以运动距离相同，因为W=Fs,R大于F,则F1做的功多,所以B正确2根据P=W/t,时间相同时,F】做功多，故件的功率大于Fz的功率,C错误重力与运动方向垂直,重力不做功,D错误

6.AC小王做的有用功W有二G物Xh=210NX4m=840J额夕卜功W额=G动Xh=10NX4m=40J小王做的总功W总=WQW额=840J+40J=880J做功的功率二等二no wt8s由题图可知,滑轮组有3股绳子承担总重,故绳端拉力IFWG物+G动1乏义210N+10N^

73.3N KJ故选A.Co

7.BD A.P=Fv=F-3v物=500NX3X

0.2m/s=300W,故A错；B.3F=G物+G动，即3义500N=1200N+G动,G动工300N,B选项正确;C.匀速直线运动是平衡状态，受力情况“有—弓物，h1500N速率大小无关,c选项错;D.n=

83.3%,故D选项正确〃总（G物+G1500N+300N与动）h

二、填空题

8.0答案50345n=每次最多搬运大米的质量为15kg,应搬运的包数二3;以最大功率搬米上300解析分析题图可知,最大功率为50W;为了尽可能快地将大米搬上库房,则WB楼沿竖直方向的速度V4二二二W m/s,则上楼时间t=-=^-=30s,下楼F mg15kgxlON/kg3v A/m S时间t弓t=15s,每次往返时间为30s+15s=45s

9.0答案12060%0解析将物体推到斜面顶端所做的有用功为W=Gh=600NX

0.9m=540Jfl将物体推到斜面顶端所做的总功为W总二Fs=300NX3m=900J将物体推到斜面顶端所做的额外功为W总-W有=900J-540J=360J物体和斜面之间的摩擦力为仁.二等二120Ns3m斜面的机械效率为n=把二瑞=60%总

10.0答案

14.48X

10621.33环形山月坑0解析1“鹊桥号”需克服重力做功:W=Gh=mgh=448kgXIO N/kgX1000m=

4.48X106J;2根据v1可得，电磁波到达地球需要的时间Vs

3.8xl05km.ot=-=----------七

1.3s;Fu3xlObkm/s3由图可知,A处为碗状凹坑结构的坑,故应该是环形山

三、实验探究题II.看答案1弹簧测力计刻度尺2在竖直方向匀速3

①使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低

②使用相同的滑轮组提升不同的重物时,重物的重力越大,机械效率越高

③

83.3%降低重物浸入水中时受到浮力，提升相同高度时,有用功减少,额外功不变,机械效率降低合理即可/解析1由测定滑轮组机械效率的原理n=有用。