中考物理考点大串讲（苏科版）：专题02 功、功率、机械效率【考点清单】（解析版）

专题02功、功率、机械效率（解析版）清单01功1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在（力的方向上）通过一段（距离），这个力就对物体做了功。2.功的两个必要条件：①有力作用在（物体上）；②物体在（力的方向上）通过了距离。3.不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力、力和距离垂直。4.功的公式：功等于（力）跟物体在力的方向上通过的（距离）的乘积。公式：。5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：（焦耳），符号是（J），1J=1N·m。6.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米=焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。清单02功率1.定义：单位时间里完成的（功）；或说成：单位时间内力作做的功。2.功率的物理意义：功率是表示力做功（快慢）的物理量；即单位时间内完成的功。3.公式：。4.单位：在国际单位制中，功率单位是（瓦特），符号是（W）。常用单位还有千瓦（kW）、马力。换算关系：。5.功率公式的解释：（1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。（2）利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。清单03机械效率１.有用功：对机械、活动有用的功。公式：W有用＝（Gh）（提升重物）=W总－W额=ηW总；斜面：W有用=Gh。公式：W有用＝（fs）（水平拉动物体）。2.额外功：并非需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：W额=fL。3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η；斜面：W总=fL+Gh=FL。4.机械效率：有用功跟总功的（比值）。机械效率计算公式：（）。

5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（）（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（）（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。

6.斜面的机械效率：（）(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。即时练习【练习1】下列实例中，有力对下面“打点”物体做功的是（）。A．苹果从树上自由的落到地面；B．背着书包在水平路面上行走；C．推着油桶不动阻止其向下滚动；D．小球在光滑水平面上匀速运动【答案】A。【解析】A．受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，做功，故A符合题意；B．重力和对书包支持力在竖直方向，运动方向水平，不做功，故B不符合题意；C．油桶没有运动，无距离，不做功，故C不符合题意；D．重力竖直方向，平面光滑所以没有摩擦，运动方向水平，不做功，故D不符合题意。故选A。【练习2】一同学用50N的水平方向的力，将一只重5N的足球沿水平方向蹋了出去，足球在地上滚动了30m停下。在球滚动的过程中，脚对球所做的功是（）。A．5J B．1500J C．150J D．0J【答案】D。【解析】在球滚动的过程中，脚对球没有力的作用，脚对球所做的功是0，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【练习3】甲、乙两人爬楼比赛，同时从一楼出发跑上五楼，结果甲先到而获胜，则下列说法正确的是（）。A．甲做功多，甲的功率大；B．乙做功多，乙的功率大；C．若两人的体重相同，则甲做的功多，甲的功率大；D．若两人做的功相同，则甲用时少，甲的功率大【答案】D。【解析】AB．甲和乙爬楼，均克服自身重力做功，由于甲乙自身的重力未知，则无法比较甲和乙做功的大小和做功的快慢，故AB错误；CD．若两人的体重相同，爬楼的高度相同，由公式W=Gh可知，甲乙两人做功相同，甲先到说明做相同的功所用的时间短，由功率公式可得，甲的功率比乙大，故C错误；D正确。故选D。 【练习4】两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（）。A．两次物体运动的速度：v1<v2；B．0~6s两次拉力对物体所做的功：W1=W2；C．两次物体所受的拉力：F1>F2；D．0~6s两次拉力对物体做功的功率：P1>P2【答案】D。【解析】A．由图像可知，当t=8s时，s1=0.8m，s2=0.4m，根据可得v1=0.1m/s，v2=0.05m/s，v1>v2，故A错误；B．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，由图可知，0~6s第一次运动距离s1=0.6m，第二次运动距离s2=0.3m，所以W1=F1s1=0.6F1，W2=F2s2=0.3F2所以W1>W2，故B错误；C．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，故C错误；D．第一次做功功率第二次做功功率又因为F1=F2，所以P1>P2，故D正确。故选D。【练习5】关于功的原理和机械效率的说法正确的是（）。A．使用机械提升物体可以省功；B．提升同一物体，使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大；C．提升同一物体，使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大；D．使用任何机械提升物体，机械效率都不可能达到100%【答案】D。【解析】A．根据功的原理，使用任何机械提升物体时，都不能省功，因为不可避免的会做额外功，故A错误；B．提升同一物体，使用省力杠杆不一定比用等臂杠杆的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故B错误；C．提升同一物体，使用动滑轮不一定比用定滑轮的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故C错误；D．使用任何一个机械提升物体时，不可避免的会做额外功，故D正确。故选D。【练习6】小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（）。①拉力F做功为2850J；②动滑轮的重力为50N；③拉力F做的额外功为600J；④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。A．①③B．②④C．①②D．③④【答案】B。【解析】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为拉力F做功为故①错误；②动滑轮的重力为故②正确；③拉力F做的额外功为故③错误；④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为故④正确，故综上所述，②④正确，B正确。故选B。1.如图所示的情景中，根据图片和文字叙述，可以确定下列过程中人对物体做功的是（）。A．人推一块大石头没推动；B．人举着哑铃不动C．人拿着物体沿水平路面匀速前行；D．人将地面上的石块捡起来【答案】D。【解析】A．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，故A不符合题意；B．举着杠铃静止不动，尽管施加了力，但是没有移动距离，因此不做功，故B不符合题意；C．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，故C不符合题意；D．把石块从地上捡起来，人对石块施加了力，并且在力的方向上移动了距离，因此做功，故D符合题意。故选D。2.如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（）。A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2【答案】B。【解析】CD．由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1=f2，故CD错误；AB．由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1=f；在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，因F2＞F1，sAO=sOB，根据W=Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。故选B。3.一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图所示，已知AB=BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，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＜P2 D．W1≠W2，P1≠P2【答案】C。【解析】物体在AB和BC段，距离相同，重力相同，根据W=Gh，重力做功相同，所以W1=W2物体在下落过程中，重力势能转化为动能，物体质量不变，动能增大，所以v1＜v2因为AB=BC，所以t1>t2又因为W1=W2根据P=，所以P1＜P2答案C。4.甲、乙两个集装箱质量相同。先用起重机将甲集装箱以1m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以2m/s的速度提升10m，那么起重机（）A．第一次做功多，功率大 B．第二次做功多，功率大C．两次做功一样多，功率一样大 D．两次做功一样多，第二次功率大【答案】D。【解析】由于起重机匀速提升集装箱，故起重机对集装箱的拉力等于重力；甲、乙两集装箱质量相同，则重力相同，提升高度相同，由W=Fs可知起重机两次做的功相同。起重机提升乙集装箱的速度大于提升甲的速度，根据P==Fv=mgv知，第二次功率大。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。5.如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0-6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2-4s内，拉力做的功，以及4-6s内拉力的平均功率为（）。A．30J；2.5W B．30J；5W C．15J；2.5W D．15J；5W【答案】A。【解析】由图乙可知，在2~4s内，拉力F1=3N，由图丙可知，在2~4s内，物体做匀速运动，且v=5.0m/s，由速度公式可得，在2~4s内物体运动的距离s=vt=5.0m/s×2s=10m则在2~4s内拉力做的功W=F1s=3N×10m=30J由图乙可知，在4~6s内，拉力F2=1N，由图丙可知，在4~6s内，物体做匀减速运动，且初速度v=5.0m/s，末速度为0，则在4-6s内物体的平均速度由得4-6s内拉力的平均功率故选A。6.关于功率、机械效率的说法正确的是（）。A．功率大的机器做功一定多B．额外功占总功比值小的机器机械效率高C．做功多的机器机械效率一定高D．功率大的机器做功时间一定短【答案】B。【解析】A．功率是指做功的快慢，功率大的机器做功并不一定多，故A错误；B．根据机械效率公式可知额外功占总功比值小的机器，有用功占比大，则其机械效率高，故B正确；C．功率大的机械、做功多的机械，额外功不一定小，机械效率不一定高，故C错误；D．功率大的机器说明做功快，但做功时间不一定短，故D错误。故选B。7.甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（）。A．若G1=G2，拉力做的有用功相同；B．若G1=G2，拉力做的总功不相同；C．若G1=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【答案】D。【解析】A．若G1=G2，将两个重力相同的物体提高相同的高度，据W=Gh知，拉力做的有用功相同，故A正确，不符合题意；B．由图示知，不计滑轮组摩擦，甲滑轮组提起一个动滑轮，乙滑轮组提起两个动滑轮，甲所做的额外功比乙所做的额外功小，G1=G2时，所做的有用功相同，所以拉力所做的总功不相同，故B正确，不符合题意；C．若G1=G2，则两个滑轮组所做的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，甲的总功小于乙的总功，据知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确，不符合题意；D．用相同的滑轮组提起不同的重物，物重起重，机械效率越高，故D错误，符合题意。故选D。8.放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用。力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示。根据图像信息回答当t=7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为______N，方向为______。912s，物体克服摩擦力做的功是______J。【答案】6；水平向左；54。【解析】[1]由图丙图像可知，当运动9s以后物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，此时受到水推力和摩擦力是一对平衡力；由乙图可知，912s，推力F＝6N，由二力平衡条件可得，摩擦力f＝F＝6N因物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关，所以，当t＝7s时，物体A做变速直线运动，受到的摩擦力也为6N。[2]物体在水平面上向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，所以摩擦力的方向为水平向左。[3]由图丙知，912s，物体A做匀速直线运动，且v＝3m/s，物体运动的距离则克服摩擦力做的功。9.如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。在此过程中，有用功是_____J；拉力做功的功率是_____W；滑轮组的机械效率是_____%。【答案】4000；100；80。【解析】[1]工人所做的有用功为[2]由图可知，n=2，拉力移动距离为拉力做的功为拉力做功得功率为[3]滑轮组的机械效率。10.如图甲所示，用水平拉力F1=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速移动1m的距离，如图乙所示，用水平拉力F2=12.5N拉着同一物体在同一路面上也匀速移动1m的距离，求图乙中使用动滑轮时的：（1）有用功；（2）总功；（3）机械效率。【答案】（1）20J；（2）25J；（3）80%。【解析】（1）由图甲：用水平拉力F1=20N拉着重为500N的物体在水平路面上匀速运动，可知物体在水平面上受到的摩擦力为对滑轮组分析，可知绳子的股数为，物体水平方向移动的距离为故有用功为（2）总功为（3）根据机械效率公式可得滑轮组的机械效率为答：（1）有用功为20J；（2）总功为25J；（3）机械效率为80%。11.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求：（1）有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率。【答案】（1）1080J；（2）120W；（3）80%。【解析】（1）物体上升的高度物体做的有用功（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度拉力F做功的功率（3）因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力因为不计绳重和摩擦时所以物重只有240N时滑轮组的机械效率答：（1）有用功为1080J；