功机械效率功率.docx

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功机械效率功率

功

一、概念

1．定义：

一个物体受到力的作用，并在力的方向上通过一段距离，称这个力对物体做了功。

2．功的两个必要因素：

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。

3.力对物体不做功的情况：

A.有力没有距离B.有距离没有力C.力和距离方向垂直

典型例题

1.下面情景中，小华对物体做了功的是

A．小华背着书包站在原地B．小华举着杠铃静止不动

C．小华用力推车，但没有推动D．小华把一桶水从一楼提到二楼

2．下图是人对物体施力的几种情境，图片下的文字中所叙述的各力做功的是

3．关于做功，下列说法正确的是

A．举重运动员举着杠铃不动时，举力对杠铃做了功

B．人提着重物在水平路面上行走一段距离，人的体力对重物做了功

C．苹果从树上落下，重力对苹果做了功

D．推出去的铅球，在空中运动的过程中，推力对铅球做了功

练习题

1.如图所示四种情况中，人对物体做功的是

2．如图所示，以下过程中有力对物体做功的是

3．如图所示的几个情形中，所提到的力没有做功的是

4．下列实例中，力对物体没有做功的是

A.起重机吊起重物B.马拉车，车未动

C.跳水运动员从跳台跳下D.举重运动员，将杠铃举起

5．在下图所示的四种情境中，人对物体做功的是

6．图所示的四种情景中，人对物体做功的是

7．下列说法正确的是

A．小明背着书包走上楼，他对书包做了功

B．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功

C．被踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功

D．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功

E．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功

8．下列说法正确的是

A．运动员举着杠铃不动，在这个过程中运动员对杠铃做了功

B．小学生背着书包乘电梯从一楼到六楼，小学生对书包做了功

C．足球在场地沿地面滚动过程中，足球的重力对足球做了功

D．一个小球，沿斜面向下滚动的过程中，小球的重力没有对小球做功

9．如图所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是

A．文具盒所受重力对它做了功

B．文具盒所受支持力对它做了功

C．文具盒所受的推力F对它做了功

D．在此过程中没有力对文具盒做功

4．功的计算：

功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。

即功=力×距离

功的公式：

W=Fs；单位：

W→焦J；F→牛顿N；s→米。

（1焦=1牛·米）.

典型例题

1．如图所示，重力G=20N的物体放在光滑水平面上，在水平推力F=10N的作用下，沿水平方向移动了一段距离s=2m。

在重力G、支持力N和推力F这三个力中，对物体做功的力是，该力做了J的功，对物体不做功的力是。

练习题

1．一颗重0.2N的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，射出后子弹在空气中飞行1200m，则气体对子弹做的功为J。

分三种力研究做功

1．推力或拉力做功

典型例题

1．木块重15N，在大小为5N的水平拉力作用下，10秒内在水平面上沿拉力方向前进2m，拉力做功为＿J，在此过程中重力对水块做功为J。

2．如图所示，在粗糙程度相同的接触面上，用大小相同的拉力F，沿不同的方向拉物体运动通过相同的路程s，拉力F做的功分别为W甲、W乙、W丙，则

A．W丙>W甲>W乙B．W丙>W乙>W甲

C．W丙=W乙>W甲D．W丙=W乙=W甲

3．小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A沿水平方向匀速移动了6m，若不计滑轮重和绳子摩擦，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功为＿＿J。

练习题

1．在粗糙的水平面上，用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m，在此过程中

A．推力做了5000J的功B．推力做了1000J的功

C．重力做了5000J的功D．重力做了1000J的功

2．用100N的力将重10N的球踢出30m远，则人踢球所做的功为

A．3000JB．300J

C．人对球没做功D．人对球做了功，但所给条件不能计算做功的大小

3．小华提着重50N的物体A沿水平方向前进了10m，小刚沿水平方向用50N的力推着重100N的物体B在水平方向前进了10m，关于他们对物体A、B做功的情况，下列说法正确的是

A．小华做功为500J，小刚做功为1500JB．小华做功为0J，小刚做功为0J

C．小华做功为500J，小刚做功为1000JD．小华做功为0J，小刚做功为500J

4．某工人用如图所示的装置把重240N的物体提高1m，已知动滑轮重60N，不计绳重和摩擦，则该工人所做功为＿＿J。

5．用动滑轮将重物匀速提高1m，人对绳的自由端所用的力是30N,不计滑轮重和摩擦，提高重物所做的功是J。

6．一个质量为3kg，体积是1dm3的物体，若将其在水中匀速向上提2m的距离（物体始终浸没在水中），拉力做的功是J。

7．用50N的水平拉力，将物重是150N的箱子，在水平地面上匀速移动了2m，拉力对箱子做了多少功？

重力对箱子做了多少功？

8．如图所示，重为400N的物体A在水平面上匀速移动，它与地面间摩擦力f=120N，不计滑轮重和轮与轴之间的摩擦，若物体A移动速度为v1=0.2m/s，则t=10s内拉力F做功是多少？

2．摩擦力做功

典型例题

1．小明拉着一质量为50kg的物体匀速前进5m，所受阻力为0.02倍物重，求摩擦力做功？

2．用F=20N的水平力拉着重100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为f，则f做的功为？

如图所示，物体G重400N．在水平地面上移动时，受到滑动摩擦力为40N．当用水平向右的力F拉动时，物体恰能做匀速直线运动，求当物体移动60cm的过程中，拉力F所做的功是多少？

练习题

1．在水平地面上一个重40N的物体，受到15N的推力匀速前进了4m，撤去推力后，物体又前进了1m，则推力做功为J,阻力做的功为J，重力做功J。

2.重100N的木箱在20N水平拉力的作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动，当木箱在30N的水平拉力下沿同一水平面前进10m的过程中

A．拉力做功200JB．木箱受到的摩擦力为20NC．重力做功1000JD．拉力做功300J

3.重80N的物体在大小为20N，方向水平向右的拉力F作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动，当撤去F，物体静止后，改用方向水平向左，大小为30N的力F1，使物体向左运动了10m，则拉力为F1时

A．物体与地面之间摩擦力为30NB．物体速度仍为2m/s

C．物体在水平方向受到的合力大小为10ND．拉力F1做功为200J

3．重力做功W=Gh

典型例题

下列情境中，重力对小球做功的是

A.小球由高处下落B.小球在地面上静止

C.小球沿水平轨道运动D.小球悬挂在天花板上不动

质量相同的两个人，甲乘电梯上四楼，乙走楼梯上四楼，比较电梯做的功与乙做的功大小？

两名同学质量分别为40kg和50kg进行登山比赛，从山脚爬到山顶过程中，克服重力做功W1W2。

练习题

用不同的力F1、F2、F3，把同一个物体沿不同斜面拉到同一高度B点，假设斜面是光滑的，比较W1W2W3。

以下四种实例中，重力做功的是

A．冰球在水平的冰面上滚动B．皮划艇在平静水面快速滑行

C．跳水运动员从跳台上下落D．举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动

大伟同学用一个距离手3m的定滑轮拉重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，若不计绳重和摩擦，他做功至少为。

2008年8月l5日北京奥运会上，身高l68cm、体重75㎏的我国举重运动员曹磊，挺举成绩为154kg，并用时1.5s成功抓举起128㎏的杠铃。

最后以总成绩282kg获得女子75公斤级奥运会冠军。

下列选项中，对曹磊将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是

A．她此次挺举对杠铃做功约为3200J

B．她此次挺举对杠铃做功约为6800J

C．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为l700W

D．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为4800W

一块高20cm，宽10cm，厚5cm，质量为2kg的砖竖直地放在水平地面上，如图所示，将它沿竖直平面推倒，需做功J。

（g取10N／kg）

把一根横卧在地面上的长6m，质量为20kg的粗细均匀的铁管子竖直立起来，需要对它做功J．

4．变力做功

一端固定的弹簧被压缩后此时弹力为F,把小球弹出，到达最大高度离初始时距离L，求：

弹簧弹力对小球做的功。

5.功的原理

使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。

6．机械效率

机械效率：

有用功跟总功的比值叫机械效率。

计算公式：

W有/W总=η

使用任何机械，机械效率都小于1

有用功：

在使用机械时，对人们有用的功，可以用W有表示，有用功也可以称为是克服有用阻力做的功。

额外功：

在使用机械时并非我们需要又不的不做的功，可以用W额表示。

总功：

有用功与额外功的总和。

下列说法正确的是

A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功

B．用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功

C．桶掉到井里把桶从井里捞上来的时候，对桶做的功是有用功

D．桶掉到井里把桶从井里捞上来的时候，桶上带了一些水，对桶和水做的功是有用功

下列说法正确的是

A．机械效率高的机械可以省功B．机械效率高的机械省力

C．机械效率越高的机械，做的有用功越多D．总共一定，额外功越小，机械效率越高

关于机械效率，下列说法正确的是

A．做有用功多的机械，机械效率高B．做总功多的机械机械效率高

C．做额外功少的机械，机械效率高D．在总功中有用功占比例大的机械机械效率高

机械效率越高，即表示

A．做的功越多B．做功的本领越大C．越省力D．有用功与总功的比值越大

下列说法正确的是

A．机械效率高的物体，做功一定快B．机械效率高的物体，做功一定多

C．功率大的机械，它的机械效率一定高D．机械效率高的物体，功率不一定大

关于机械效率，下列说法正确的是（）

A．有用功越大，机械的机械效率就越高

B．额外功越大，机械的机械效率就越低

C．总功越大，机械的机械效率就越低

D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高

用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图可知，绳端受到的拉力F为N，绳端移动的距离s为cm，滑轮组的机械效率η为。

小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力Ff=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率为W，该装置的机械效率是。

某工人用如图所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该工人克服重力所做的有用功为J，总功为J，该滑轮组的机械效率是。

如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：

（1）拉力所做的有用功；

（2）拉力所做的总功W总；

（3）该滑轮组的机械效率η。

6．滑轮组机械效率大小决定因素

对于同一个滑轮组来说，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关，大小由物重决定。

对于同一个物体来说，动滑轮越小，机械效率越高。

在以下各种方法中，在其它因素不变的情况下，能提高滑轮组的机械效率的是

A．减慢提升速度B．减少定滑轮重

C．减少动滑轮重D．减少被提升的物重

一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比

A．有用功减少，总功减少B．有用功增加，总功增加

C．有用功不变，总功不变D．有用功不变，总功减小

甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度。

两者相比，甲升降机

A．电动机做的总功较少B．电动机做的总功较多

C．提升重物做的有用功较少D．提升重物做的有用功较多

如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是

A．拉起的物体质量越大，机械效率越高B．动滑轮的质量越大，机械效率越高

C．拉起物体的速度越大，机械效率越高D．物体被拉起的越高，机械效率越高

如图所示，是小阳同学测定滑轮组机械效率的装置。

该同学实验中测量的有关数据如下表，请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线，并将他遗漏的数据填写在下表中的空格中。

次数

钩码重G/N

钩码上升的高度h/m

拉力F/N

细线自由端移动的距离S/m

机械效率η/%

1

3.0

0.3

0.6

75

小李在测定某滑轮组的机械效率时，得到表中的两组数据。

序号

物重/N

提升高度/m

绳端拉力/N

绳端移动距离/m

机械效率

1

14

1

5

4

2

18

1

6

4

（1）请你帮小李计算第一次提升重物的机械效率，并填入上表中的正确位置；

（2）请在图中画出小李采用的绕绳方法。

（3）比较实验

（1）

（2）可得，使用同一滑轮组，增大提升物体的物重，可以滑轮组的机械效率。

（4）小李想到计算η还可以用η=Gh/（G+G动）h，于是用弹簧测力计测得动滑轮重，代入上式计算后发现比实际测得的机械效率偏大，原因是实际测量中还包括克服做的功。

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。

（2）在实验操作中应竖直向上拉动弹簧测力计。

（3）从实验数据分析得出：

使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率。

（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：

滑轮组的机械效率与有关（写出一种影响因素即可）。

实验次数

钩码重/N

钩码上升的距离/cm

弹簧测力计的读数/N

弹簧测力计上升的距离/cm

机械效率

1

2

8

0.8

24

83.3%

2

4

5

1.5

15

3

6

10

90.9%

如图所示,在探究滑轮组的机械效率实验中小龙和小文用同样的滑轮，却连成了甲、乙不同的滑轮组并测出了各自的实验数据。

次数

钩码

重/N

钩码上升

的高度/cm

弹簧测力计

的示数/N

弹簧测力计

移动的距离/cm

小龙

2

10

1.0

３0

小文

2

10

0.8

４0

（1）小文测得滑轮组的机械效率为_______。

（2）实验后小文想：

对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢?

经过思考后他认为：

即使像图乙那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与________有关，并用实验验证了自己的猜想是正确的。

小文的实验方法是。

（3）小龙认为：

用滑轮组提升重物时，人提升动滑轮所做的功是没有用的，所以，也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。

（4）小文用滑轮组乙在t秒内匀速提起重为G的物体升高h米（不计绳重和摩擦），若滑轮组的机械效率为η，动滑轮重G动=；小文的功率P=。

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

。

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数

钩码悬挂点

钩码总重

G/N

钩码移动距离

h/m

拉力

F/N

测力计移动距离

s/m

机械效率

η/%

1

A点

1.5

0.10

0.7

0.30

71.4

2

B点

2.0

0.15

1.2

0.30

83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？

答：

；

请简要说明两条理由：

①；②。

7．机械效率计算公式：

W有/W总=η

简化公式：

F=（G物+G轮）/n、S=nh、G物/（G物+G动）=η、G物/Fn=η

重物重力G=50N,当施加在绳子自由端的拉力F=30N重物恰好匀速上升，绳重及一切摩擦均可忽略，可知

A．该装置的机械效率为60%B．该装置的机械效率为55.6%

C．该装置动滑轮重5ND．动滑轮重10N

用所示滑轮组，将重10N的物体匀速提升0.1m，拉力F=6N，这一过程中正确的是

A．所做的有用功为4JB．所做的额外功为0.5J

C．所做的总功为1.2JD．此滑轮组的机械效率为50%

如图所示，木块体积为20cm3，人通过绳子拉住木块，使它恰能没入水中，若ρ木=0.6×103kg/m3，水的阻力不计，当匀速将木块拉入水面下5cm深处，拉力F做了多少功？

（g取10N／kg）

如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：

（1）作用于绳端的拉力F是多少？

（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

（g=10N／kg）

利用一定一动的滑轮组提起某物体，已知物体重力为600N，作用于绳端的拉力为250N，滑轮组的机械效率为80%，

（1）请画出滑轮组的绕线方法。

（2）若用此滑轮组提起重为850N的物体，求此时滑轮组的机械效率。

如图所示，利用滑轮组打捞水中的物体，已知物体的重力为400N，受到的浮力为100N，动滑轮的重量为200N，物体上升1m，求：

（1）拉力的大小；

（2）该装置对物体所做的有用功；

（3）该装置的机械效率。

小刚的体重为600N，当小刚使用如图所示的滑轮组匀速提升重为800N的物体A时，他每只脚与地面的接触面积为200cm2，此时小刚对地面产生的压强为2500Pa。

若不计摩擦，滑轮组的机械效率为多少?

如图所示，一个边长为40cm的正方体A重600N，放在水平地面上，不计绳重和摩擦，

（1）重物A对地面的压强是多大？

（2）要想使人站在地上利用滑轮组将重物A匀速提起来且所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。

（3）如果重物以0.2m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F的功率为160W，则滑轮组的机械效率是多少？

（4）若用此滑轮组匀速提升另一物体B时，滑轮组的机械效率为80%时，则物体B所受的重力为多大？

8．功率（P）：

单位时间（t）里完成的功（W），叫功率。

表示物体做功快慢的物理量。

计算公式：

P=W/t、P=Fv。

单位：

P→瓦特w；W→焦J；t→秒s。

（1瓦=1焦/秒。

1千瓦=1000瓦）

关于功率的理解，下列说法正确的是

A．机器的功率越小，做功越慢B．机器的功率越大，做功越多

C．机器的功率越小，机械效率越低D．机器的功率越大，做的有用功越多

关于功率和机械效率的说法正确的是

A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大

C．效率大的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定大

五一假期，小明和爸爸去爬山，小明用15min登到山顶，爸爸用了20min登到山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸的登山功率之比。

李强同学坚持每天骑自行车上学，当他以4m/s的速度匀速行驶时，受到阻力位20N。

若他家与学校的距离为3.6km，则李强同学以此速度骑车的功率为。

有一水泵，它的电动机功率为50KW，能在2小时内从75m深的地方抽出200m3的水，求这台水泵的效率是多少？

斜面长20m，高2.4m，其效率为80％，某人在10s内沿斜面重1000N的物体从底端拉到顶端．求：

①人的拉力；②斜面与物体间的摩擦力；

③此人拉物体所做功的功率。

如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度沿水平面匀速运动了5s，已知物体A重100N，物体A所受摩擦力是物重的0.2倍，不计滑轮重及滑轮的摩擦，拉力F的功率是_______W。

用如图所示的滑轮组拉物体A做匀速直线运动，物体A的质量为500kg，拉力F=100N，滑轮组的机械效率η=80%，则物体A所受的摩擦力为____N。

若物体A的速度为0.1m/s，人的拉力的功率_____W。

物体A在滑轮组拉力的作用下，1s内沿水平地面匀速移动了0.2m。

弹簧测力计的示数如图所示。

不计滑轮重和轴摩擦，则（）（多选）

A．绳子自由端的拉力F＝2.2NB．物体A受到的摩擦力f＝6.6N

C．绳子自由端移动速度v＝0.1m/sD．滑轮组对物体A做功的功率P＝0.88W

如图所示，物体A重120N，在物体B的作用下，物体A在水平桌面做匀速直线运动。

如果在A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为12W，（不计轮与轴之间的摩擦和绳重及滑轮重）使物体B匀速上升0.6m所用的时间为2s，则物体B重为__N。

中考模拟题

图中的定滑轮重0.5N，物体A重6N。

在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，拉力F所做的额外功是0.36J。

不计滑轮轴摩擦和绳重，以下计算结果正确的是

A．动滑轮和托板总重为0.3NB．滑轮组的机械效率约为78%

C．拉力F做功的功率为1.08WD．天花板对定滑轮的拉力为1.1N

如图所示装置，物体B所受重力为GB，物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动。

小红用一个水平向左的力拉物体A，使物体B以速度v匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1；若将一个质量和体积都与物体B相同的物体C系在物块B下端，小红用另一个水平向左的力拉物体A，使物体B和C一起以2v的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2。

η1：

η2=4：

5，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则第二次水平向左拉物体A时，拉力的功率是。

如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。

测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1∶2。

若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：

（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少?

（2）物体出水面后上升的速度是1m/s，牵引车拉力的功率多大?

图是一种居民楼电梯结构的截面示意图。

A为电梯厢，厢底有两个动滑轮B，其功能相当于一个动滑轮，使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持稳定。

C为配重，起平衡作用。

在拉力F作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。

电梯厢最多可同时载乘10人（每人的质量均按60kg计算）。

现有10个人同时乘坐电梯，电梯厢以0.5m／s的速度匀速上升，此时拉力为F1，F1的功率P1为10kw，此时动滑轮C的机械效率为η1；电梯厢运行了12m后，从电梯中下去了5个人，此后电梯厢仍以0.5m/s的速度匀速上升，此时，拉力F2的功率为P2，动滑轮C