功和功率机械效率

1、功和功率机械效率I基础过关I一、选择题1. 2018 镇江功的单位是（）A. 焦耳B.赫兹C.牛顿D.欧姆2. 2018 绥化下列有关功和功率的说法中正确的是（）A .某同学背着书包在水平路面上行走时，他对书包做了功B. 举重运动员举着杠铃静止不动时，运动员对杠铃做了功C. 物体所做的功越多，功率越大D. 物体做功越快，功率越大3. 2018 盐城将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上，人对物理书做的功最接近于（）A. 0.02 J B.0.2 J C.2 J D.20 J4. 2018 镇江一位初中生用30 s从坡底爬上了 9 m高的山坡，他爬坡时的功率与下列哪一个最接近（）A. 几瓦B.

2、十几瓦C. 一百多瓦D. 一千多瓦5. 2018 宿迁如图K15-1所示，工人用动滑轮将箱子吊到阳台上，箱子重为500 N，动滑轮重为10 N，在工人竖直向上的拉力F作用下，箱子匀速上升了 2 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中（）A. F= 250 NB. F= 510 NC. 绳子自由端被收起的长度为4 mD. 装置的机械效率为100%图 K15-1f；图 K15-26. 2018 常州用如图K15-2所示的滑轮组提升 300 N重物,在绳子自由端施加的拉力为125 N,4 s内重物匀速上升 2 m,不计绳重和轮、轴间摩擦。则（）A. 绳子自由端移动的距离为4mB. 动滑轮重50 NC. 拉

3、力做功的功率为 150 WD. 此过程滑轮组的机械效率为80%7. 2018 无锡用如图K15-3所示的滑轮组匀速提升200 N的重物G竖直向上的拉力 F为100 N,重物被提升1 m,不计绳重和绳与图 K15-3滑轮的摩擦，下列说法正确的是（）A. 拉力做的额外功是 100 JB. 动滑轮的重力为50 NC. 拉力做的总功是 200 JD. 绳子末端移动的距离是2 m二、填空题8. 2018 徐州如图K15-4所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物。使用动滑轮的好处是 。若物体重450 N,工人所用拉力为250 N,则动滑轮的机械效率为 ;用该滑轮匀速提升重 600 N的物体，若不计绳重和摩擦，

4、则工人所用的拉力为N。图 K15-4图 K15-59. 2018 淮安如图K15-5所示,工人用250 N的拉力将重为400 N的装修材料匀速提升 6 m,所用时间为1 min,则工人做的有用功是 J,工人做功的功率是 W,动滑轮的机械效率是 。图 K15-610. 2018 扬州用如图K15-6所示的装置，在20 s内将80 N的水桶提升3 m,拉力为50 N,则拉力的功率为 W,那么该装置的机械效率是%。若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为 N。图 K15-711. 2018 泰州如图K15-7 所示，在不计绳重和摩擦的情况下 ，用滑轮组在10 s内将重为40 N的物体匀速提升 2 m,已知拉

5、力F为25 N,则在这个过程中拉力做的功是 J,滑轮组的机械效率是 。若匀速提升重为 80 N的物体,则这个滑轮组的机械效率将 (选填“变大” “变小”或“不变”)。三、计算题12. 2018 连云港如图K15-8所示，水平地面上有一个扫地机器人，它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触，清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘，遇到障碍物能够自动改变方向继续行进某次机器人开始扫地 1 min后遇到障碍原地旋转20 s,然后继续扫地2 min,总行驶路程为36 m。已知机器人质量为3.8 kg,圆形身体半径为0.2 m,三个轮子与地面接触的总有效面积为 2 X10"4 m2,行进中受地面的摩

6、擦阻力大小恒为10 N,忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响,g取10N/kg。(1) 求机器人清扫工作中对地面的压强。(2) 求机器人在本次清扫工作中的平均速度。(3) 若机器人某段时间以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，求机器人该段时间内牵引力的功率。图 K15-813J2018 淮安电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车(如图K15-9所示)，驾驶员与车的总质量为1.6 t,车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08 m2。汽车在平直公路上以 10 m/s的速度匀速行驶 20 min,此时驱动电0.1倍,g取10 N/ kg。求电动汽车机的输入电压为300 V,电流为60

7、 A,汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的(1) 静止在水平地面上对地面的压强。(车内有驾驶员)(2) 匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。匀速行驶过程中牵引力的大小。(4) 匀速行驶过程中牵引力所做的功。图 K15-9四、实验探究题14.在探究“滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量用一个动滑轮和一个定滑轮测得前4组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据,测得数据如下表：实验次数动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率n %10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.36

8、0.640.540.120.35140.10.5(1) 请根据前四组数据，在图K15-10甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。图 K15-10表格中编号 处数据分别为 和。(3) 由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 有关。(4) 有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你是用小明收集的数据中的第 两组数据对比分析来判断这句话是错误的。(5) 用如图乙所示的滑轮组提升重物，不计摩擦和绳重，若绕绳能承受的最大拉力为5 N,请计算该滑轮组的最大机械效率为。|能力培优|一、选择题1. 2018 徐州一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持

9、不变2. 2018 连云港如图K15-12所示,一物块从光滑斜面上 A点由静止滑下，B为斜面AC的中点，设物块在AB段重力做功 为W!,重力做功的功率为 Pi；在BC段重力做功为 W2,重力做功的功率为P2,则下列关系正确的是()图 K15-12A. Wl>W2,Pl>P2B. Wl=W2,Pl = P2C.W1=W2,P1<P2D.Wl<W2,Pl<P2、填空题3. 2018 南京用如图K15-13所示的滑轮组将重 85 N的物体匀速提升2 m,拉力F为50 N。此过程中有用功为 J,总功为J,滑轮组机械效率为。根据已知条件，以下四个物理量：动滑轮上升的高度、动

10、滑轮的重力、额外功、拉力的功率，还能求出的有 (选填序号，下同)和。图 K15-13二、计算题4. 2018 苏州水平地面上放着重为200 N,边长为0.2 m的正方体物块，现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图K15-14所示，已知平行于斜面的拉力为120 N,物体移动的距离为 2 m,升高1 m,求:(1) 物块放在水平地面上时对地面的压强。(2) 斜面的机械效率。(结果保留三位有效数字)(3) 物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。四、实验探究题5.2017 淮安小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行

11、了探究(如图K15-15 所示),测得的实验数据如下表所示图 K15-15实验斜面倾斜物体重力物体上升高度沿斜面拉力物体移动距离有用功总功机械效率序号程度G/Nh/mF/Ns/mW总/JW总/Jn%较缓5.00.101.60.500.500.8063较陡5.00.152.20.500.751.1068最陡5.00.253.10.501.55(1) 沿斜面拉动物体时，应使其做运动。(2) 根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 。通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越。通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结

12、论是:在其他条件不变的情况 下,。参考答案基础过关I. A 2.D3. C 解析一本物理书的重力约2.5 N,课桌的高度约0.8 m,则人对物理书做的功 W=Fs=Gh= 2.5 N >0.8 m = 2 J,故选C。4. C5. C6. D7. A 解析由题图可知,n =3,拉力做的总功 W 2Fs=Fnh= 100 N >3>1 m=300 J,故 C错误;有用功 W有用=Gh= 200 N >1 m=200 J,则额外功 W额外=W总-W有用=300 J-200 J=100 J,故A正确不计绳重和摩擦,则动滑轮的重力 G0= nF-G= 3 >100 N-2

13、00 N = 100 N,故B错误;绳子末端移动的距离 s=nh= 3 >1 m= 3 m,故D错误。8省力90% 3259.24005080%解析工 人做的有用功 W有用=Gh= 400 N X6 m=2400 J;总功为 W总=Fs= 2Fh= 2>250 N X6 m= 3000 J,功率为总有用P= =50 W;动滑轮的机械效率为n >100% = >100% = 80%。总10.15 8020总解析绳子自由端移动的距离s=2h=2>3 m=6 m,拉力做的总功 W总=Fs= 50 N X6 m= 300 J,则拉力的功率 P=15有用W。拉力做的有用功

14、W有用=Gh= 80 N >3 m = 240 J,则该装置的机械效率n 一 >100%= >100% = 80%。不计绳重及摩总擦，由 F= -(G+G动)可得，动滑轮的重力 G动=2F-G= 2 X50 N-80 N=20 N。II. 10080% 变大解析由 图可知,n =2,则拉力做的功 W总=Fs=Fnh= 25 N>2X2 m=100 J;滑轮组 的机械效率有用n >100%= 一 >100%=>100%= 80%;同一个滑轮组提起的重物越重，机械效率越高，所以若匀速提升重为80 N总总的物体，这个滑轮组的机械效率将变大。12. 解:(1)

15、机器人对地面的压力 F=G=mg= 3.8 kg 1> N/kg=38 N,对地面的压强 p=-= :=1.9 >05 Pa。本次清扫所用时间 t=60 s+20 s+120 s=200 s,则平均速度 v= =0.18 m/s。机器做匀速直线运动，处于平衡状态，所受摩擦阻力与牵引力相等 ，则牵引力的功率 P= =fv= 10 N >.5 m/s=5 W。13. 解:(1)对地面的压力 F=G=mg= 1.6 X103 kg >10 N/kg=1.6>104 N,对地面的压强 p=-= 2 X105 Pa。(2)消耗的电能 W=Ult= 300 V X60 AX2

16、0X60 s=2.16X107 J。因匀速行驶，则牵引力 F牵引=f= 0.1G=0.1X1.6X104 N=1.6X103 N。37(4) 牵引力做的功 W牵引=F 牵引 s=F 牵引 vt= 1.6X10 N X10 m/sX20X60 s=1.92X10 J。14. (1)如图所示IS(2)66.7 50 (3)提升物体的重力(4)4、5 (5)96%解析(1)由前4组实验数据知，s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起。有用n= X100%=X100%= X100%沁66.7%。由题图乙可知,第5次实验时动力为 1.6总有用N, n=X100% =X100%=X100

17、% = 50%。总根据表中数据可知，乙滑轮组的动滑轮总重为 1 N,因为绕绳能承受的最大拉力为5 N,不计摩擦和绳重，所以F最大=-(G动+G 最大 )，其中n =5,则G 最大 =nF 最大-G动= 5 X5 N-1 N=24 N,则滑轮组的最大机械效率n=有用 X100%=上乞X100% = 丄大=X100% = 96%。总最大最大能力培优1. D 解析由功率的计算公式P=-=Fv和速度的计算公式 v= 可知,功率P保持不变，牵引力与速度成反比，经过泥泞路 面时，汽车所受阻力增大，所需牵引力增大，则速度减小；路程s与时间t成正比，即路程s随时间t的增大而增大，其图像为 一条倾斜直线，但经过泥泞路面时，速度减小，图像的斜率减小，故选D。2. C 解析由题意知，AB=BC,物体从A到B和从B到C降低的高度相同，且物体的重力不变，由W=Fs=Gh可知，两个阶 段重力做功相等，故A、D错误;物块从光滑斜面滑下，速度越来越快，则通过AB段的时间大于通过 BC段的时间，由P=可 知,