资源简介

学习目标
1、熟练掌握功、功率的基本概念和计算
2、能够熟练解决各类综合性机械效率计算；
讲义设计模块说明
【本讲结构】本讲由两大模块组成：功、功率和机械效率；
【编写思路】功和功率部分每年都会有选择题考查是否做功，选择中偶尔会出现计算题，但大多数计算结合简单机械的考查；
机械效率部分很少单独成题，选择中少见，偶尔会有计算，大多都是出现在最后的大计算中；机械效率的实验是重点，考查较多；
【教法建议】第一模块建议：讲解15分钟左右，学生练习15-20分钟左右；
第二模块建议：讲解15分钟左右，学生练习25-30分钟左右；
功功率
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水平地面上的购物车在水平推力作用下，沿推力的方向移动一段距离。则下列说法中正确的是（ ）
A．重力对购物车做了功 B．支持力对购物车做了功
C．推力对购物车做了功 D．没有力对购物车做功
小刚是一名初中生，他从一楼跑到三楼的过程中 ，克服自己重力所做的功最接近下面哪个值（ ）
A．3J B．30J C．300J D．3000J
如图是台球比赛中的情景，运动员手推球杆撞击静止在水平球台上的白球，白球运动后再撞击黑球。以下说法中正确的是（ ）
A．运动员手推动球杆前进时，手对球杆做了功
B．黑球在水平球台上滚动时，运动员还在对它做功
C．白球在水平球台上滚动时，白球的重力对它做了功
D．白球在水平球台上滚动时，白球受到的球台支持力对它做了功
关于物体做功的功率, 下列说法正确的是( )
A．物体做功时间越短, 功率越大
B．物体做功越多, 功率越大
C．做相同的功, 所用时间长的机械功率大
D．物体做功越快, 功率越大
平直公路上的甲、乙两辆汽车, 在相同牵引力作用下匀速行驶, 如果在相同时间内通过的路程之比为, 则甲与乙(　　)
A. 牵引力做功之比为 B．牵引力做功之比为
C．牵引力的功率之比为 D. 汽车所受的阻力之比为
如图所示, 是使用汽车打捞水下重物示意图, 在将重物从水底拉到井口的过程中, 汽车以恒定速度向右运动, 忽略水的阻力和滑轮的摩擦, 四位同学画出了汽车功率P 随时间t 变化的图像, 其中正确的是( )
　　
如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零．图中h1=h2，下列判断正确的是（　 ）
A．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功
B．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间
C．小球抛出后向上运动是由于一直受到向上的力
D．小球运动到最高点C时所受的合力为零
一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）
A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2=W3 C．W1=W2=W3 D．W1=W2＜W3
重200N的木箱, 在40N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50N的水平拉力的作用下, 沿同一水平地面前进10m的过程中, 下列说法中错误的是 ( 　　)
A. 拉力做功500J B. 重力做功2000J
C. 木箱受到的摩擦力为40N D. 木箱受到的重力和支持力的合力为零
如图所示, 重的物体A在水平拉力的作用下, 在水平桌面上做匀速直线运动, 物体A所受的滑动摩擦阻力是物重的倍, 物体A在内前进了. 若不计滑轮重、绳重及轴摩擦, 拉力F做功为 J.
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=P2
C. W1=W2, P1＜P2 D. W1≠W2, P1≠P2
如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（　　）
F1＜F2，W1=W2，P1＜P2
F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2
D．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2
如图所示, 平静的湖面上有两艘小船, 绳的一端拴在甲船上, 绕过乙船上的滑轮, 站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端. 如果在20s内甲船向右匀速移动了10m. 同时乙船向左匀速移动了4m, 则人拉绳子的功率是 W.
如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示．则第2秒末时，物体处于_　　　　　　状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是　　　　　　J．
如图所示，某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上。已知建筑材料的质量m＝360kg，用t＝20s的时间把建筑材料匀速提升了h＝4m，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/Kg．求这段时间内
（1）建筑材料上升的速度V；
（2）电动机对绳子的拉力F；
（3）电动机拉绳子的功率P。
机械效率
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判断以下结论是否正确：
（1）人们在使用机械时的机械效率总小于1（ ）
（2）机械所做的有用功越多，机械效率越高（ ）
（3）越省力的机械，机械效率越高（ ）
（4）额外功与总功的比值越大，机械效率越低（ ）
（5）改进机械的结构，可以提高机械效率（ ）
（6）用滑轮组提起某一重物时，适当增加动滑轮个数可以增大机械效率（ ）
（7）增加机械做功时间可以提高机械效率（ ）
（8）使用同一个滑轮组提升物体时，物体越重机械效率越高（ ）
甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度时，甲比乙机械效率高．则（ ）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多
B．甲升降机的电动机做的额外功较多
C．甲升降机的电动机做的总功较少
D．乙升降机的电动机做的总功较少
（多选）如图所示的滑轮组, 每个滑轮重50N, 用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m, 不计绳重和摩擦, g=10N/kg。下列说法中正确的是(　　)
A．作用在绳自由端的拉力F为125N
B．在2s内做的有用功为900J
C．该套装置的机械效率为90%
D．若所挂物体越重, 该滑轮组机械效率越小
用如图12-3-2所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计．则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲< F乙；机械效率：η甲<η乙
C．手的拉力：F甲> F乙；机械效率：η甲<η乙
D．手的拉力：F甲> F乙；机械效率：η甲>η乙
用如图12-3-3所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定（不考虑摩擦和绳重的影响）（ ）
A．η甲>η乙 B．η甲<η乙
C．η甲=η乙 D．条件不足，无法确定
将规格完全相同的动滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置，如图所示。使用甲、乙两个装置分别匀速提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度。绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2，甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙。已知：G1>G2，F1>F2，则下列判断正确的是（　 ）
A．η甲可能大于η乙 B．η甲一定大于η乙
C．η甲一定等于η乙 D．η甲一定小于η乙
如图所示，汽车以速度v向右水平匀速拉动绳子，使滑轮组匀速竖直提升物体A。汽车对绳子的拉力为F。滑轮组的机械效率为η。已知：F=2000N，v=0.5m/s，η=90%，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。求：
（1）拉力F的功率P；
（2）物体A所受的重力GA。
如图所示是液压汽车起重机提升重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被提升的物体重1.2×104 N，物体匀速升高6 m用时20 s，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg，求：
（1）物体匀速上升的速度；
（2）滑轮组上绳子自由端的拉力；
（3）拉力的功率。
如图所示，用动滑轮打捞水中的物体A。物体A的体积是0.1m3，重2500N，在卷扬机对绳子拉力F的作用下，物体A在水面以下以1m/s的速度匀速上升。（水对物体A的阻力不计，g=10N/kg）求：
（1）物体A浸没在水中时所受的浮力。
（2）如果物体A在水面下被匀速竖直向上拉起过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F的功率多大？
如图12-3-6所示的装置，已知物体A重为60N，在水平拉力F的作用下，物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，物体与水平地面之间的摩擦力为12N，若滑轮组的机械效率为80%，则在4s内拉力F所做的功是________J．
实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。小华选用这些器材，探究“动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关”。小华的主要实验步骤如下：
①用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮所受的重力，分别用G、G动表示。组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。
②用弹簧测力计测出分别测出两个钩码的重力G、另一动滑轮所受重力G动，仿照步骤①分别测量对应的F、s、h。并把测量数据记录在表格中。
③利用公式，计算两次实验动滑轮的机械效率η，并将η值记录在表格中。
（1）小华的探究过程中存在的问题： 。
（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。
实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。小轩计划用这些器材探究：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。
小轩的主要实验步骤如下：
①在动滑轮挂钩上挂1个钩码，钩码的质量用m表示，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，弹簧测力计的示数用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m、F、s、h测量数据记录在表格中；
②保持绳子自由端移动的距离s不变，依次改变动滑轮所挂钩码个数，仿照步骤①再做5次实验，将测量数据记录在表格中。
③利用W总＝F s，计算出各次的总功，用W有用＝G h=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的W总、W有用记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小轩探究过程中存在的问题是：
（2）请你针尖对小轩探究过程中存在的问题，写出改进措施：
答案
【答案】C
【答案】D
【答案】A
【答案】D
【答案】B
【答案】C
【答案】A
【答案】C
【答案】B
【答案】1.6
【答案】C
【答案】D
【答案】90
【答案】静止 24
【答案】
（1）建筑材料上升的速度0.2m/s；（2）电动机对绳子的拉力2000N；（3）电动机拉绳子的功率800W。
【答案】√ × × √ √ × × √
【答案】C
【答案】 BC
【答案】D
【答案】C
【答案】 A
【答案】 （1）1000W；（2）GA=5400N
【答案】 （1）v=0.3m/s；（2）F= =5000N；（3）P=4500W
【答案】 （1）F浮 =1.0×103N ；（2）P =2000W
【答案】12
【答案】 （1）步骤②中改变了物体的重力
步骤②中保持提升的物体不变，取另一个滑轮仿照步骤①重复进行实验，并记录数据
【答案】 （1）改变了钩码的重力，使控制变量动滑轮的机械效率也发生变化，没有改变绳子自由端的距离s，来改变自变量W总
保持钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s

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