初中中考物理總復(fù)習(xí)之功和功率、機(jī)械效率、機(jī)械能

1、《初中中考物理專題輔導(dǎo)共 5 個(gè)專題》－之力學(xué)篇 作者 QQ：460838510 第 1 頁(yè)（共 5 頁(yè)）【第 【第 11 講】功和功率 講】功和功率一、基本知識(shí)點(diǎn)：1、力學(xué)中的“功”包含的兩個(gè)必要因素是：①作用在物體上的 力 F

2、；②物體沿力的方向移動(dòng)的距離 s。2、功的計(jì)算公式：①W＝Fs；②W＝Pt。功的單位是 J（與電功的單位相同） 。注意 注意：⑴功的計(jì)算公式的習(xí)慣表現(xiàn)形式：①W＝Fs（水平方向上） ；②W=Gh（豎直方向上） 。⑵體會(huì)“J”這個(gè)單位的大?。喊岩粋€(gè)蘋果從地板揀到飯桌上， 所做的功大約就是 1J。3、功率是表示物體做功快慢的物理量；物體在單位時(shí)間（或 1s鐘）做的功叫做功率；計(jì)算公式是 P＝W/t；4、在國(guó)際單位制中，功率的主單位是 W，1

3、W=1J/s； 1kW=103W。注意 注意：體會(huì)“W”這個(gè)單位的大小：如果你用 1s 鐘把一個(gè)蘋果 從地板揀到飯桌上，你的功率大概就有 1W。 ※5、功的原理就是使用任何機(jī)械都不省功。二、典型例題：【例 1】下列過(guò)程中，力做了功的是[ ] A．小孩用力推一輛小車，但沒(méi)有推動(dòng) B．小孩用力向上提一袋大米，但沒(méi)有提起來(lái) C．大掃除時(shí)，一個(gè)同學(xué)將一桶水從教室前面提到教室后面 D．大掃除時(shí)，一個(gè)同學(xué)將一桶水從底樓提到四樓的教室里【試一試】

4、小明在下列過(guò)程中，沒(méi)有做功的是[ ]【例 2】用 100N 的水平拉力拉著重 500N 的物體沿水平方向移動(dòng) 了 10m，求拉力做的功。注意：這里的重 500N 是個(gè)“陷阱” ?！驹囈辉嚒?、用 50N 的力拉著重為 100N 的物體沿水平方向前進(jìn)了 10m，在計(jì)算拉力所做的功時(shí)，正確的式子是[ ]A．W＝50N×10m B．W＝100N×10mC．W＝(50＋100)N×

5、10m D．W＝(100－50)N×10m2、體育課上，小明用 50N 的力將重為 40N 的實(shí)心球扔了 10m遠(yuǎn)，則小明對(duì)實(shí)心球所做的功[ ]A．500J B．400J C．0J D．無(wú)法確定【例 3】把重 200N 的箱子搬上 10m 高的樓，人對(duì)箱子做了多少 功？【試一試】起重機(jī)的鋼繩把重 500N 的物體吊高了 5m，接著又吊著該物體沿水平面移動(dòng)了 4m，在此

6、過(guò)程中，起重機(jī)對(duì)物體做的功[ ]A．W＝500N×5m B．W＝500N×4mC．W＝500N×(5＋4)m D．W＝500N×(5－4)m【例 4】質(zhì)量為 60kg 的人用 1min 爬到了 12m 高的樓上，求此人 的功率是多少？ 解：⑴人上樓時(shí)，對(duì)自己做的功為：J 7200 m 12 kg N 10 kg 60 h mg Gh W ? ?

7、? ? ? ? ? /⑵人的功率為： W 120 s 60J 7200tW P ? ? ?【例 5】功率為 1kW 的機(jī)器工作 1h 做功多少？ 【例 6】一臺(tái)抽水機(jī)每小時(shí)能把 100m3 的水抽到 18m 高的地方， 求抽水機(jī)的功率。 解：⑴抽水機(jī)每小時(shí)做的功為：J m kg N m m kg Vgh mgh Gh W 6 3 3 3 10 18 18 / 10 100 / 10 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?⑵抽水機(jī)的功率為

8、： 。 kW W sJtW P 5 5000 360010 18 6? ? ? ? ?【例 7】如圖，在拉力 F=15N 的作用下，重 G=100N 的物體以 1m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)了 5s，求拉力 F 所做的功及拉力的功 率。解：當(dāng)物體以 1m/s 的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子被拉出的速度是 2m/s， ∴ 5s 里繩子被拉出的長(zhǎng)度為 s=vt=2m/s×5s=10m； 拉力 F 所做的功為 W=Fs=15N×10m

9、=150J；拉力 F 的功率為 。 W 30 s 5J 150tW P ? ? ?注意一個(gè)有用的推導(dǎo)公式： ，即：P=Fv。 Fv ts F tFstW P ? ? ? ? ?上題另解：繩子被拉出的速度為 v=1m/s×2=2m/s；∴ 拉力 F 的功率為 P=Fv=15N×2m/s=30W?！纠?8】為治理渠江航道，工程船用鋼絲繩將河底上一段廢橋墩系住勻速吊出水面，如圖甲。橋墩始終以 0.2m/s 的速度勻速上

10、吊，機(jī)械輸出功率隨時(shí)間變化的圖象如乙圖（不計(jì)機(jī)械自重與摩 擦） 。求：⑴河水對(duì)河底的壓強(qiáng)；⑵橋墩浸沒(méi)在河水中時(shí)所受的浮 力。（本題系廣安市 2012 年中考題，有一定難度）解：⑴從圖像可知，30 秒才將橋墩吊出水面； ∴橋墩所在位置距離水面的深度為 h＝0.2m/s×30s＝6m； ∴p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6m＝6×104pa；⑵從圖像可知，橋墩全部浸沒(méi)在水

11、中時(shí)，機(jī)械的功率為 6kW；∴由公式 P＝Fv 得這時(shí)拉力為 F＝p/v＝6×103W/0.2m/s＝3× 104N；又，從圖像可知，橋墩全部離開(kāi)水面時(shí)，機(jī)械的功率為 10kW；∴這時(shí)的拉力 F＝p/v＝10×103W/0.2m/s＝5×104N； ∴F ?。?×104N－3×104N＝2×104N。⑵另解：橋墩完全浸沒(méi)在水中時(shí)，功率為 6kW，在水中做的功：W 水＝

12、P 水 t＝6×103W×20s；又，W 水＝G 水 h 水＝G 水×0.2m/s×20s；∴橋墩在水中的重為 G 水＝3×104N。橋墩被吊離水面后，功率為 10kW，在空氣中做的功：W 空＝P 空 t＝10×103W×30s；又，W 空＝G 空 h 空＝G 空×0.2m/s×30s；∴橋墩在空氣中的重為 G 空＝5×104N?！鄻蚨帐?/p>

13、到的浮力 F ?。紾 空－G 水＝5×104N－3×104N＝2×104N?！驹囈辉嚒?、如下左圖，質(zhì)量為 2kg 的物體在拉力 F=5N 的作用下以 1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求拉力 2s 所做的功及拉力的功率是多少？【答案：10J；5W】2、如上右圖，在拉力 F=15N 的作用下，重 G=100N 的物體以1m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求拉力的功率。【答案：45W】《初中中考物理專題輔導(dǎo)共 5 個(gè)

14、專題》－之力學(xué)篇 作者 QQ：460838510 第 3 頁(yè)（共 5 頁(yè)）拉力為 3N，鉤碼被升高了 1m，求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。解：①有用功為： ； J 5 m 1 N 5 Gh W ? ? ? ? 總總②總功為： ； J 6 m

15、 2 N 3 Fs W ? ? ? ? 總③機(jī)械效率為： 。0 0 83 J 6J 5WW ? ? ?總總總 ?【例 2】【之二：斜面的機(jī)械效率問(wèn)題】如下圖，將重為 1N 的物體沿斜面勻速拉上長(zhǎng)為 1m、高為 0.2m 的斜面，所用拉力為 0.25N，求斜面的機(jī)械效率。【例 3】【之三：杠桿的機(jī)械效率問(wèn)題】如圖，用一桿桿將重為2N 的物體勻速抬高了 0.5m，所用動(dòng)力是 0.8N，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng) 了 1.5m，求此時(shí)杠桿的機(jī)械效率。【試

16、一試】1、用一滑輪組把 36N 的物體提高了 4m，做了 96J 的額外功，則滑輪組做的有用功為_(kāi)____J，拉力的總功為_(kāi)____J，該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)____。2、用杠桿把 400N 的物體撬高了 0.5m，這時(shí)杠桿做的有用功為_(kāi)____J；如果這時(shí)動(dòng)力作用點(diǎn)下降了 1m，所用的動(dòng)力為 250N，則動(dòng)力所做的總功為_(kāi)____J，杠桿的機(jī)械效率為_(kāi)____?！纠?4】 【其它機(jī)械效率問(wèn)題】一臺(tái)功率為 10kW 的起重機(jī)在 1min

17、里把 2t 貨物吊高了 24m，求起重機(jī)的機(jī)械效率有多大？ 解：①起重機(jī)做的有用功為J m kg N kg h mg Gh W 5 3 10 8 . 4 24 / 10 10 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 總總②起重機(jī)做的總功為 J s W Pt W 5 3 10 6 60 10 10 ? ? ? ? ? ? 總③起重機(jī)的機(jī)械效率為 。0 05580 J 10 6J 10 8 4WW ? ?? ? ? .總總總 ?【例 5】

18、【較復(fù)雜的機(jī)械效率計(jì)算問(wèn)題——水平方向上的機(jī)械效率】如圖，在拉力 F=3N 的作用下，重 G=15N 的物體以 0.5m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)了 10s，此時(shí)物體與地面的摩擦力 f 為 8N。 求：⑴拉力 F 所做的功；⑵拉力 F 的功率；※⑶滑輪組的機(jī)械效 率。解：⑴物體在 10s 里運(yùn)動(dòng)了 s 物=vt=0.5m/s×10s=5m；繩子被拉出的距離 s 繩=3s 物=15m。則：拉力所做的功為 W 總=Fs 繩=3N&

19、#215;15m=45J。⑵拉力的功率為 。 W 5 4 s 10J 45tW P . ? ? ? 總總【或：P 總=Fv 繩=3N×0.5m/s×3s=4.5W】⑶W 有用=fs 物=8N×5m=40J； 。0 0 89 J 45J 40WW ? ? ?總總總 ?【試一試】※1、如下左圖，物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力 F=60N，該裝置的機(jī)械效率為 70%，則物體受到的摩擦力 f 為[ ]A．6

20、0N B．126N C．180N D．257.1N【答案： ? ，解得 f =126N】s Fs fWW? ?? ? ?總總總 ? s 3 60s f 70 ?? ? %2、如上右圖，質(zhì)量為 60kg 的物體在水平拉力 F=80N 的作用下恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體受到的阻力是物重的 0.3 倍，求該滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢福?5%】※【例 6】 【涉及動(dòng)滑輪自重的機(jī)械效率問(wèn)題】如圖，用這

21、個(gè)滑輪組將 120N 的物體勻速提高了 2m，所用的拉力為 50N，若均不計(jì) 繩重與摩擦。求：⑴此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；⑵動(dòng)滑輪有多重； ⑶當(dāng)用該滑輪組將 170N 的重物提升 2m 時(shí)，機(jī)械效率又是多大？〖要點(diǎn)〗在不考慮繩重與摩擦?xí)r，求動(dòng)滑輪重的方法：①求出 W額；②利用 W 額＝G 動(dòng) h 求出 G 動(dòng)。 （即提升動(dòng)滑輪所做的功就是額外功。 ）【試一試】※1、工人用此滑輪組將 600N 的材料提高了 2m，所用拉力為250N。求此時(shí)滑

22、輪組的機(jī)械效率及動(dòng)滑輪的重（不計(jì)繩重與摩擦） ?！敬鸢福?0%；150N】※2、如圖，小明沿長(zhǎng) 4m 的斜面將 600N 的貨物勻速推上 1.5m 高的車廂，所用推力是 300N。求：⑴此時(shí)斜面的機(jī)械效率；⑵小明做的額外功；⑶貨物與斜面的摩擦力?！敬鸢福?5%；300J；75N。提示：克服摩擦所做的功是額外功。 】三、基礎(chǔ)習(xí)題+經(jīng)典考題：1、下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是[ ]A．有用功一定小于總功 B．額外功一定小于總功C．額外功一定小