最新贵州专版中考物理考点复习第14讲+功+功率+机械效率含答案.docx
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最新贵州专版中考物理考点复习第14讲+功+功率+机械效率含答案
第14讲 功 功率 机械效率
本讲内容是中考的重点内容,主要考查做功的条件;功、功率、机械效率的计算;测量滑轮组的机械效率,学生需引起高度重视.贵州近两年虽然没有考查斜面的相关计算和测量斜面的机械效率,但是不容忽视.
考试说明
1.知道机械功和功率.用生活中的实例说明机械功和功率的含义.
2.知道机械效率.了解提高机械效率的途径和意义.
3.了解人类使用机械的历程.了解机械的使用对社会发展的作用.
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_________,.1J=1N·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:
1kW=_______W,1W=1J/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________________
测量滑轮组的机械效率
原理
___________________________
过程
沿________方向_______拉动弹簧测力计使钩码升高,测出钩码
重力G、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、功率
(2015·安顺)举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是( )
A.W1=W2、P1=P2 B.W1>W2、P1=P2
C.W1>W2、P1>P2
D.W1<W2、P1<P2
举起相同的杠铃时,身高越高的运动员举起的高度越大,根据W=Gh分析做功大小;所用时间相同,再利用P=
比较功率大小.
1.(2015·铜仁)小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼,又沿着走廊水平走了5m到达实验室.每层楼高3m,小龙对实验器材做功________J.若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500J,则小龙自身体重________kg.(g=10N/kg)
2.(2014·毕节)用弹簧测力计水平拉着重8N的木块,在水平长木板上2秒钟内匀速移动了0.5m,如图所
示,木块受到的摩擦力是____N,木块所
受重力做功______J,弹簧拉力拉木块所做功的功率是________W.
3.(2014·安顺)现在有一种“手机自生能”技术,手机上装上特制电池,上下左右摇晃手机即可产生电能,每摇一分钟可通话两分钟.设手机上下摇动一次,相当于将200g的重物举高10cm,每秒约摇一次.由此可知,每摇一次可以获得的电能为________J,该手机通话时的功率为________W.
4.(2013·黔西南)汕昆高速公路安龙至兴义段某段平直公路长1.08km,小汽车以108km/h的速度在该段公路上做匀速直线运动,则汽车的速度合______m/s,汽车通过该段公路所用的时间为______s,若行驶时汽车阻力为2000N,则该车功率为__________W.
命题点2 机械效率的相关计算
(2015·遵义)如图所示,用滑轮组拉动重为70N的物体A,使物体A在水平方向上移动5m,所用拉力F为20N,地面对物体A的摩擦力为30N,则拉力F做的功为________J,滑轮组的机械效率为________.
(1)功W=Fs,F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离;
(2)物体做功的平均功率P=W/t,常用的功率公式P=Fv,F表示动力,v表示物体的运动速度.(3)滑轮组机械效率的公式η=
×100%:
当绳子的重力和摩擦力不可以忽略时,机械效率η=
,其中G是物体的重力,F是自由端的拉力,n是吊住动滑轮的绳子段数;当绳子重力和摩擦力可以忽略时,机械效率η=
,G表示物体的重力,G动表示动滑轮的重力.
5.(2014·黔东南)工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m,他所做的有用功是______J,已知该滑轮组的机械效率为80%,工人的拉力是________N.(g取10N/kg)
6.(2014·铜仁)利用如图所示的滑轮组提升重物,不计摩擦和绳子的重力,现用500N的拉力F将重为1800N的物体在5s内匀速提升了3m,则绳子自由端移动的速度是______m/s,动滑轮的质量为______kg,该滑轮组的机械效率为________.(g取10N/kg)
7.(2015·安顺)如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手候斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底并最终点燃圣火的照片,该点火仪式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.
(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.若小明同学站在地面上,用如图2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?
命题点 探究滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率实验考查点:
1.实验原理:
η=
×100%;2.弹簧测力计要匀速竖直向上拉动;3.控制变量法的使用;4.补充表格数据,计算机械效率;5.分析数据,得出影响机械效率的因素;6.总结结论;7.滑轮组的绕绳方法.
(2015·黔南)某班同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关.各小组利用如图所示的装置进行验证,杨阳那组得到的实验数据如表:
实验
次数
物重(N)
物体上升的高度(m)
拉力(N)
绳子自由端移动的
距离(m)
机械效率η(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
(1)比较第1、2次实验数据得出:
用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮的个数越多,________________;比较第2、3次实验数据得出:
同一个滑轮组,提升的物体越重,______________;比较第1、4次实验数据得出:
同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________.
(2)在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”),测得的机械效率________(填“偏高”“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还与________有关.
(3)有两个小组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测得的机械效率却不
同.原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的________不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给各种机械加润滑油,是为了________它的机械效率.
本实验用到控制变量法.例如比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系;比较第2、3次实验数据可知,机械效率与物重间的关系;比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系.
(4)有的同学认为:
“机械越省力,它的机械效率越高”.你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的.你是用小明收集的数据中________两组数据对比分析来判断的.
(5)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是________________________________________.
(6)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.(2015·赤峰)如图所示,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是( )
A.大人与小孩做功相同,两人功率相同
B.大人与小孩做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大
D.大人比小孩
做功多,小孩功率大
2.(2015·兰州)工人用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m,若每个滑轮重40N,不计绳重和摩擦,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳端的拉力F为270N
B.拉力F的功率为270W
C.额外功为160J
D.有用功为1080J
3.(2015·泰安)分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦,此过程中( )
A.F甲小于F乙
B.甲的机械效率小于乙的机械效率
C.F甲做的功大于F乙做的功
D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
4.(2015·丹东)小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体A重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,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6000J
B.小勇做的有用功为3000J
C.小勇拉力的功率为250W
D.此滑轮组的机械效率为80%
5.(2015·长春)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
6.(2014·咸宁)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快.一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1≠W2 P1≠P2 B.W1=W2 P1=P2C.W1=W2 P1>P2D.W1=W2 P1 7.(多选)(2015·营口)如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动.已知拉力F=5N,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1W B.2s内绳子自由端移动的距离是1.2m C.5s内拉力F所做功的大小是15J D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N 8.(2015·葫芦岛)如图所示滑轮组,在50s内将5000N货物匀速吊起10m高,绳的自由端受到的拉力大小是1500N,关于该滑轮组的说法不正确的是(不计绳重与摩擦)( ) A.滑轮组的机械效率为83.3% B.绳自由端移动的距离是50m C.滑轮组所做有用功的功率是1000W D.该装置中的滑轮总重为1000N 二、填空题 9.(2015·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120kW,速度为36km/h,共行驶2h,其电动机做功为________J,公交车的牵引力为________N. 10.(2015·南充)如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是________%,物体受到的摩擦力是________N. 11.(2014·安顺)某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表.若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与____________________________________有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与____________有关. 次数 物理量 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74% 57% 83% 12.(2015·贵港)工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体,若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N,则该滑轮组的机械效率为________;若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m,他做功的功率为________W. 三、实验探究题 13.(2015·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 30 3 6 10 30 90.9% (1)第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,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为________N; (3)分析数据可得实验结论: 使用同一滑轮组,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8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组 的机械效率可能为________(填序号). A.71.6% B.82.4% C.92.1% 四、计算题 14.(2015·六盘水)如图所示,现将重为5N的物体A沿长1.2m,高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端,在此过程中,F的大小恒为3N,所用时间是12s,求: (1)物体A从底端到顶端的平均速度; (2)物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率; (3)求此斜面的机械效率.(保留一位小数) 15.(201 4·遵义)一体重为600N、双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%.(不计绳重及摩擦)求: (1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大; (2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大; (3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体. 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 J 2.功 做功所用时间 做功快慢 瓦特 W 千瓦 kW 103 考点2 W总=W有+W额 有用功 总功 η η= 小于 小于1 无关 η= = 竖直 匀速 高 低 省 减小 摩擦增加 各个击破 例1 C 题组训练 1.1500 50 2.2.4 0 0.6 3.0.2 0.1 4.30 366×104 例2 200 75% 题组训练 5.400 125 6.2.4 20 90% 7. (1)他和轮椅总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N,他的平均功率P= = = =156W. (2)D滑轮组最合适.因为拉力方向向下且更省力.因为η= = = = ,所以拉力F= = =250N. 实验突破 例 (1)其机械效率越低 它的机械效率越高 无关 (2)偏小 偏高 运动状态 (3)摩擦 提高 拓展训练(4)错误 1、2 (5)为了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 (6)获得多组数据归纳出物理规律 整合集训 1.C 2.B 3.D 4.D 5.D 6.D 7.BCD 8.B 9.8.64×108 12000 10.62.5 0.675 11.动滑轮的个数(或动滑轮的总量) 提升的物重 12.62.5 160 13. (1)88.9% (2)2.4 (3)高 (4)C 14. (1)物体A从底端到顶端的平均速度: v= = =0.1m/s; (2)拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J,则拉力的功率P= = =0.3W; (3)拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J,则此斜面的机械效率η= ×100%= ×100%≈83.3%. 15. (1)由η= ×100%可得: F= = =500N; (2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压力为: F人=G人-F=600N-500N=100N,工人对地面的压强为: p= = =2000Pa; (3)使用该滑轮组,在匀速提升物体的过程中,滑轮的重力为: G动=nF-G物=2×500N-800N=200N,这个工人的最大拉力为F′=600N,所以最多能提起物体的重力为: G′物=nF′-G动=2×600N-200N=1000N.
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