2022年功功率和机械效率复习专题 .pdf
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1、学习必备欢迎下载2014中考功、功率和机械效率复习专题考试内容知识点分项细目考试目标了解理解功和能功1做功的两个必要因素2功的单位3运用功的公式解决有关问题功率1功率的概念2功率的单位及单位换算3运用功率的公式解决有关问题机械效率1有用功、额外功、总功2机械效率3运用机械效率的公式解决有关问题知识点 1功1功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,我们就说力对物体做了功2做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离3计算公式:WFs,功的单位:J(焦耳)4不做功的几种情况:A物体受到力的作用,但物体没有移动,这个力对物体不做功如小孩搬大石头搬不动B由于惯
2、性保持物体的运动,虽有通过的距离,但没有力对物体做功如冰块在光滑水平面上运动中考要求知识框架知识点睛功功率功、功率和机械效率机械效率精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页学习必备欢迎下载C当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时,这个力对物体不做功如提着重物在水平地面上行走甲、乙图是力做功的实例,丙、丁图是力不做功的实例5功的原理(1)实验证明:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功人们使用机械的目的,一是为了省力,二是为了省距离,三是为了操作方便 改变力的方向,但使用任何机械都不省功这个结论叫做功的原理
3、(2)功的原理是能量守恒定律的一种表现形式,是一个普遍的结论,对任何机械都适用,但必须满足物体是匀速运动的这个原理平时可通俗地解释为;利用机械使物体匀速运动时,动力做的功等于克服阻力做的功(3)利用功的原理推导杠杆平衡条件如图,设动力为F1,动力臂为L1;阻力为F2,阻力臂为 L2在力作用下,杠杆由AB 位置匀速转到CD 位置,则杠杆的A 端在 F1 作用下下降了h1,动力做功111WFL;B 端克服阻力F2 的作用升高了h2,克服阻力做功222WFL,由于功的原理12WW即1122FhFh注意到OCMODN:,有1122hLhL由此可得122211FhLFhL【例 1】如图所示的四种情景中,
4、人对物体做功的是()【例 2】如图所示,用F=50N 的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200N的物体 A 水平向右匀速移动了3m,在这个过程中()A拉力 F 做了 150J的功B拉力 F 做了 300J 的功例题精讲精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页学习必备欢迎下载C重力做了600J 的功D重力做了1200J 的功【例 3】如图所示,已知物体A 和 B 质量相等, A 在粗糙的水平地面,B 在光滑的斜面现它们分别在同样大小的力F 作用下沿F 的方向分别移动了距离s,则 F 对物体做的功()A对 A 做的功多B对
5、A 和 B 做功一样多C对 B 做的功多D条件不足,无法确定【例 4】如图所示, 在半径为R,重为 G 的油桶外绕了几圈绳子,在绳子的一端用一水平拉力F,使油桶沿水平地面滚过距离s在这一过程中,拉力 F 所做的功为()AGs B ( G+F)s CFs D2Fs 【例 5】绳子通过光滑环悬挂一个重50 牛的物体, 一个小孩拉着绳端从环正下方出发,沿水平地面向右走过3 米,已知开始时, 绳端与圆环的距离为4 米在这一过程中,小孩的拉力所做的功为()A50 焦B100 焦C150 焦D200 焦【课 1】关于图所示的各种情景,下面说法错误的是()A甲图中:系安全带可预防汽车突然减速时人由于惯性前冲
6、而撞伤B乙图中:人用力向上搬大石块没有搬动,则重力对大石块做了功C丙图中:在拉力作用下拉力器弹簧变长,说明力可使物体发生形变D丁图中:抛出的石块在重力作用下改变原来的运动方向和运动快慢【课 2】如图所示,已知ABCMMM在同样大小的力F 作用下,三个物体都沿着力的方向移动了距离 s,则力 F 所做的功()课堂检测精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页学习必备欢迎下载AA 情况下 F 做功最多BB 情况下 F 做功最多CC 情况下 F做功最多D三种情况下F 做功相同【课 3】今年6 月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台观景
7、台搭建在大峡谷的西侧谷壁上,呈U 字型,离谷底1200m高,取名为 “ 人行天桥 ” ,如图所示 如果在建造过程中有一块质量为0.1kg 的石子从观景台掉落谷底,则下落过程中,石子的重力做功为(g取10N/kg ) ()A12JB1200JC51.210 JD61.210 J【课 4】如图所示,物体A 的质量12kgm,在拉力F 的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长求:(1)物体 A 与水平面间摩擦力f 的大小;(2)拉力 F 的大小;(3)物体 A 运动 10s 的过
8、程中,拉力F 所做的功【课 5】AB 两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动,如果B 的质量是 A 的 2 倍, A 所受的外力是 B 的 3 倍,A 运动速度是B 的 4倍,那么在相同的时间内,外力对AB 两物体做功之比应是()A6: 1 B 8:1 C12:1 D24:1 【课 6】如图所示, 将同一物体分别施以平行于斜面的力,从两个倾角不同的光滑斜面的底端拉至顶端,斜面倾角为和 ( ) ,所需精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页学习必备欢迎下载的力分别为1F 、2F ,所作的功对应为1W 、2W ,则()A
9、1F 2F1W 2WB1F 2F1W 2WC1F 2F1W 2WD1F 2F1W 2W【课 7】重力为G,长为L的均匀直棒悬挂成竖直状态,现在棒的下端施加一水平拉力F,让棒缓慢转过角后停止转动 如图所示, 若不计摩擦,则棒在转动过程中()A拉力F逐渐变大,拉力不做功B拉力F逐渐变小,拉力做功为GLC拉力F不变,拉力做功为cosGLD拉力F逐渐变大,拉力做功为1(1cos )2GL【课 8】板AB支于重心O点,并在O点正上方放一重力5NG的物体P(大小不计) ,另在板上C处用一细绳CD系在地上,设0.5mOC,细绳所能承受的最大拉力为8NmT,此时木板处于水平平衡位置,细绳刚好竖直伸直,如图所示
10、现用一大小为4NF的水平推力使物体P沿OA方向做直线运动,当细绳CD刚好被拉断时推力对物体做多少功? 知识点 2 功率1概念:单位时间里完成的功叫功率功率是描述做功快慢的物理量2功率的公式:WPt3功率的单位:瓦特,简称“ 瓦 ” ,用 “W ” 表示,常用的单位还有“kW ” 其中 1W=1J/s, 1kW=1000W 4当物体在F 的作用下,以速度v匀速运动时,有WPF vt,由此可知,当功率一定时,力和速度成反比例如,拖拉机的功率是一定的,当它耕地时,需要很大的动力,故其速度慢一些,当它在平地上行驶时,需要的动力小一些,故其运动的速度较大另外如汽车以恒定功率行驶,平路上和爬坡时的速度会有
11、很大差别5功率只反映做功的快慢,不能表示做功的多少6功和功率是两个不同的物理量7比较功率大小的三种方法:在相同时间内,比较做功的大小,做功越多的物体,功率越大;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页学习必备欢迎下载在完成相同功的条件下,比较所用时间长短,所用时间越短的物体,功率越大;做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过计算WPt,进行比较【例 1】关于功率以下说法中正确的是()A据 P=W/t 可知,机器做功越多,其功率就越大B据 P=Fv 可知,汽车牵引力一定与速度成反比C据 P=W/t 可知,只要知道时间t
12、内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D根据 P=Fv 可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比【例 2】自行建造的某集装箱吊车,在2min内把66t的集装箱匀速竖直向上吊起36m,这吊车对集装箱做功的功率为W,g取 10N/kg 【例 3】用同一水平力F 拉一个物体先后沿光滑水平面和粗糙水平面运动,两次物体运动的距离都为S,运动的时间分别为tl和 t2(t1t2) 若物体沿光滑水平面运动时,拉力做的功为W1,功率为 P1;物体沿粗糙水平面运动时,拉力做的功为W2,功率为P2,那么()AW1=W2,PlP2BW1W2,P1=P2CW1W2,PlP2DWl=W
13、2,PlP2【例 4】如图所示滑轮组,不计绳重和滑轮摩擦用力F水平向右拉动绳端,使重物A以0.1m/ s的速度做匀速直线运动,已知拉力F的功率为10W,物体A重150N,则()A拉力F的大小为40NB拉力F做的功为6JC物体A受到摩擦阻力大小为100ND绳端的移动速度为0.3m/ s【例 5】甲、乙两人匀速跑上楼的功率之比是3:2,两人体重之比为2:1,甲跑上楼用的时间是1t ,若开动传送带或电梯把甲送上楼用的时间是2t ,当乙用原来速度从向上开动的电梯跑上楼时,所用时间是()A1 212t tttB1 221343t tttC1 22132(43 )t tttD223t精选学习资料 - -
14、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页学习必备欢迎下载【例 6】(多选)如图所示,置于水平桌面上的物体A 重 490N, 物体 B 重 294N,物体 B 在匀速下降了40cm 的过程中,拉动物体A 在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F 拉动物体A,使物体A 在 5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则下列说法正确的是()A拉力 F 为 294N,拉力 F 的功率为29.4W B拉力 F 为 147N,拉力 F 的功率为14.7W C物体 A 与桌面的滑动摩擦力为294N D绳子拉力对物体B 所做的功
15、为73.5J 【例 7】(多选)如图 10 甲所示,重为 80N 的物体在大小为30N、水平向左的拉力F1 作用下,在水平面上以0.4m/s 的速度做匀速运动, 滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计。改用如图10 乙所示滑轮组后, 该物体在水平向右的拉力F2 作用下, 在相同的水平面上向右匀速运动0.5m,下列说法正确的是A物体与地面之间的摩擦力为15N B拉力 F1 的功率为24W C拉力 F2 的大小为90N D拉力 F2 做的功是30J 【例 8】如图所示, 是使用汽车打捞水下重物示意图,在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
16、P 随时间 t 变化的图象,其中正确的是()【例 9】如图 6 所示, 某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)提升水中的物体,其输出功率始终为1500W。物体未露出水面前,以1.5m/s 的速度被匀速提升,卷扬机对绳子的拉力为F1,卷扬机对工作台的压力为N1。物体离开水面后,仍被匀速提升,卷扬机对绳子的拉力为 F2,卷扬机对工作台的压力为N2。已知 F1:F2=1:6,N1:N2=1:2。 g取 10N/kg,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,则下列说法正确的是A 卷扬机的质量为400kg B物体的密度为6.0 103kg/m3精选学习资料 - - - - - - - - -
17、名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页学习必备欢迎下载C物体未露出水面前受到的浮力为1000N D 物体离开水面后被提升的速度为9m/s 【课 1】关于功和功率,下列说法正确的是()A机器做功少,功率一定小B功率小的机器做功不一定慢C功率大的机器做功一定快D功率大的机器一定比功率小的机器做功多【课 2】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3: 2,则甲与乙()A牵引力做功之比为2:3B牵引力做功之比为3: 2C牵引力的功率之比为1:1D汽车所受的阻力之比为3: 2【课 3】飞机、轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关
18、,当运动速度很大时,阻力的大小与速度的平方成正比如果这时要将飞机、轮船做匀速运动的速度增大到原来的2 倍,则发动机的输出功率要增大到原来的()A2 倍B4 倍C8 倍D16 倍【课 4】如图 7 所示, A 是一个重为G 的活塞, B 是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒。用竖直向下的力F1推活塞 A,使其恰能以速度v1匀速向下运动(如图甲) ,活塞从金属筒上端移动到下端的过程中,所用时间为t1, F1做的功为W1,功率为P1;若对活塞A 施以竖直向上的力F2,使其恰能以速度v2匀速向上运动(如图乙),活塞从金属筒下端移动到上端的过程中,所用时间为t2, F2做的功为W2,功率为 P2。已知 F
19、1=G ,P1= P2。则下列判断正确的是课堂检测精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页学习必备欢迎下载A. v1: v2=2 : 1 B. t1 : t2 = 3 :1 C. F1 : F2 = 1 : 2 D. W1:W2 = 1 : 3 【课 5】(多选)用如图所示滑轮组,拉一金属块在水平地面上以0.1m/s 的速度匀速运动若动滑轮受重力为15N,金属块受重力为105N,地面对金属块的摩擦力是15N(不计绳重和滑轮与轴间的摩擦)则下列说法正确的是()A绳子自由端拉力是10N B绳子自由端拉力是40N C拉力 F
20、的功率是 3W C拉力 F 的功率是12W 【课 6】用滑轮组以不同速度匀速提升重物A,作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F ,如图所示,不计绳重和摩擦当拉力F 的功率为P1时,重物A 以速度1v 匀速上升h 所用的时间为 t1;当拉力F 的功率为P2时,重物A 以速度2v 匀速上升h 所用的时间为t2;当拉力 F 的功率为1212PP 时,重物A 以速度3v 匀速上升 h 所用的时间为()A121222ttttB121222ttttC1212ttD1212tt【课 7】如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度0.2m/sv向
21、右运动,图乙是此过程中汽车拉动重物的功率随时间t变化的图像,设0t时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g 取 10N/kg求: (1)圆柱形重物的质量(2)圆柱形重物的密度(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受水的压力vFAF精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页学习必备欢迎下载知识点 3机械效率1有用功、额外功和总功利用机械做功时,对人们有用的功叫有用功(W有) ;对人们没有用,但又不得不做的功叫额外功(W额) ;有用功加额外功是总共做的功,叫总功(W总) ,WWW总有额对于同一个机械,由于人们的目的不同,有用
22、功和额外功是不同的,它们不是一成不变的,分析时应注意例如:用水桶从井中提水时,我们的目的是提水,则对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功;从井里捞桶的时候,我们的目的是从井中捞桶,则对桶做的功是有用功,对水做的功是额外功知识点睛精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页学习必备欢迎下载2机械效率的定义:有用功跟总功的比值3机械效率的公式:100%WW有总,有用功总小于总功,所以机械效率总小于 1(1)当总功一定时,机械所做的有用功越多,即额外功越少,机械效率就越高;(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少,即额外功越少,
23、机械效率就越高;(3)当额外功一定时,机械所做的总功越多,或有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率越高理解了机械效率的概念,就能判断有关的一些说法是否正确如做“ 有用功越多的机械,机械效率就越高 ” ,“ 机械做功时,额外功越少的机械,机械效率就越高” 等等,在分析、比较这类问题时要注意机械效率的高低是由有用功和总功两个因素决定的,只分析一个因素,不能判断机械效率的高低注意:(1)对于实际机械来说,因为利用任何机械做功时,总免不了要做额外功对于额外功,我们只能尽量减小,而不会为零(2)对于不考虑机械自重和摩擦的理想机械来说,WW总有用,其/ WW总有用的比值就等于 1,因此机械效
24、率等于14功率和机械效率的区别功率和机械效率是两个不同的概念功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的功是有用的功率和机械效率是两个物理意义不同也没有直接联系的物理量功率大的机械,机械效率不一定高;机械效率高的机械,功率也不一定大这正是同学们学习中最容易产生错觉的地方,请仔细领会、分辨,千万不可将两个概念混为一谈【例 1】下列有关 “ 功” 、“ 功率 ” 和“ 机械效率 ” 的说法中,正确的是()A机器的功率越大,做的功越多B功率不同的机器,做的功可能相等C机器做功的时间越少,功率就越大D机器的功率越大,机械效率就越高【例 2】甲的机械效率
25、比乙的机械效率高,这表明()A甲的有用功比乙的有用功大B甲的总功比乙的总功小C做相同的总功,甲的有用功比乙的小D做相同的总功,甲的有用功比乙的大【例 3】某机械效率为80,表示的含义是()例题精讲精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页学习必备欢迎下载A总功中有80用来克服额外阻力做功B总功中有20用来克服额外阻力做功C总功中有20是有用功D它只作了80的功【例 4】用如图所示的滑轮组提升重物,能提高机械效率的方法是()A改变绳子的绕法B增加提升的高度C减小提升的高度D增加重物的质量【例 5】用一个动滑轮把重800N的
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