功和功率知识点梳理与典型例题.doc

功知识点梳理与典型例题：一、 功1功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向 我们就说力对物体做了功2做功的两个必要因素： 和物体在力的方向上 3计算公式： ，功的单位： ，1焦耳物理意义是 。4不做功的几种情况：A“劳而无功”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“不劳无功”由于惯性保持物体的运动，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C“垂直无功”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基础题【例1】 在国际单位制中，功的单位是（ ）A焦耳 B瓦特 C牛顿 D帕斯卡【例2】 以下几种情况中，力对物体做功的有（ ）A人用力提杠铃，没有提起来 B沿着斜面把汽油桶推上车厢C用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变D物体在光滑水平面上匀速前进二米【例3】 下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）A起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功B被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功D小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功【例4】 如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）【例5】 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【例6】 物体A在水平拉力F=20N的作用下，第一次加速运动了10m，第二次匀速运动了10m，第三次减速运动了10m，在三次不同的运动情况中比较拉力F对物体做的功（ ）A第一次最多 B第二次最多 C三次一样多 D第三次最多【例7】 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ）A在粗糙地面上做功较多B在光滑地面上做功较多C两次做功一样多D条件不够，无法比较两次做功的多少【例8】 如图所示，已知在同样大小的力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（ ）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【例9】 一名排球运动员，体重60kg，跳离地面0.9m，则他克服重力做功（取g=10N/kg）（ ）A54J B540J C9J D600J【例10】 今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U字型，离谷底高，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（取）（ ）AB CD【例11】 某商场扶梯的高度是，扶梯长，小明体重为扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功中档题【例12】 足球运动员用500N的力踢球，足球离开运动员的脚后向前运动了50m，在此运动过程中，运动员对足球做的功是 J【例13】 某人用的力将重为的球推出去后，球在地面上滚动了后停下来，这个人对球所做的功为（ ）ABCD条件不足，无法计算【例14】 重为的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进，小车所受阻力为车重的倍，则拉力对小车做的功为_J；小车的重力做的功为【例15】 如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为的泥桶，动滑轮重为，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重若工人在内将绳子匀速向上拉求：（1）泥桶上升的高度；（2）拉力做的功【例16】 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力F的作用下，沿ABC方向做直线运动，已知AB=BC设AB段是光滑的，拉力F做功为；BC段是粗糙的，拉力做功为，则和的关系是（ ）A B C D不能确定【例17】 一个滑块质量2千克，在光滑斜面上由A滑到B，如图所示已知AB=40厘米，斜面对物体支持力是17牛，在从A到B的过程中，重力做功_焦，支持力做功_【例18】 如图所示，在水平拉力作用下，使重的物体匀速移动，物体受到地面的摩擦力为，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力做的功为（ ）ABCD【例19】 A、B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A、B两物体做功之比应是（ ）A6：1 B8：1 C12：1 D24：1【例20】 如图所示，用大小不变的力把重的物体由图中处沿水平面和长、高的光滑斜面匀速推至斜面顶端，推力共做功，那么物体从被推到斜面顶端时，推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面长多少?【例21】 如图所示，一个重的物体斜放在长、高的斜面上，用细绳跨过定滑轮与重的物体连起来在的作用下，由斜面底端被匀速拉上顶端求：（1）绳对的拉力大小（2）所受的摩擦力大小（3）拉力对做了多少功机械效率知识点梳理与典型例题一、知识梳理：（一、）正确理解有用功、额外功和总功1、有用功： 叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。例如，你用滑轮组匀速提升重物时， W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时， W有用=fs。2、额外功： 叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。3、总功： 叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。（二、）机械效率1、定义：机械效率是 ，表达式= 。由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。二、分类典型例题：题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断例1：下列机械效率的说法正确的是（ ）A机械效率可以提高到100% B机械效率总小于1C功率大的机械机械效率高 D机械效率越高,有用功就越多例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最多的应是 图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高1m，各种情况机械做的有用功均为 J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（ ）A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功B、两个情形中，两人对水做的功都是总功C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功图2题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。例2：工人利用如图2所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人对绳的拉力为600N，则滑轮组对重物所做的有用功W有用=_J，该滑轮组此时的机械效率_%.例3、重2540牛的货物。如图1所示，滑轮组把它提升1.7米。若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则：（1）绳端拉力F是多少牛？（2）绳端移动的距离是多少米？（3）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800牛，滑轮组的机械效率是多少？例4、用如图所示的滑轮组将重500N的物体，在2S内匀速提升6m，已知拉力的大小为200N，不计绳重及摩擦，求：（1） 滑轮组提升重物时所做的功。（2） 滑轮组的机械效率。（3） 拉力的功率。（4） 动滑轮的重。例5、如图所示，斜面长3m，高1m。工人用400N的力沿斜面方向将重840N的箱子推到车上。求：（1）工人做的有用功。（2）工人做的总功。（3）该斜面的机械效率。（4）箱子与斜面间的摩擦力。例6、利用如图所示的杠杆将重3N的物体缓慢匀速提升10cm，手的拉力F为2N，手移动的距离为30cm。则杠杆的机械效率为多少？例7、用如图所示的滑轮组拉着物体匀速前进了20cm若物体与地面的摩擦力为9N，则人所做的有用功是多少？如果对绳的拉力，则该滑轮组的机械效率是多少？例8、如图2所示，物体重15000牛顿，物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%，求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？例9、用如图所示的滑轮组吊起一物重为100N的物体，上升1m，机械效率为80%求1）拉力F是多少？2）若物重再加5N，提升1m总功，拉力，机械效率分别是多少？例10、如图3所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m。根据题给条件，请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要说明和结果。（g取10Nkg）图3 图4题型三：会测定滑轮组的机械效率，通过探究认识不同情况下滑轮组的机械效率不同，并能解释其中的原因例1：小芳和小兰运用如图4所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；猜想2：可能与被提升的钩码重有关； 猜想3：可能与钩码被提升的高度有关。小芳和小兰分别根据各自的猜想进行了探究，每次提升的高度相同，实验记录如下表。（A）从表二数据中可以发现，小兰探究的猜想是第 种猜想。控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率较小提升速度10483.3较大提升速度10483.3探究结果（B）请根据小兰（表二）和小芳（表三）的实验记录，在表中写出这次探究的结果。控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率相同的提升速度10483.3155.787.7探究结果表二表二（C）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是： 例2：在测定滑轮组的机械效率的实验中，朱钢同学手拉弹簧测力计使钩码向上缓缓做匀速运动，并将一组实验数据填入下表，（1）请你完成实验表格。拉力F(N)钩码重G（N）测力计线端提升的距离s（m）钩码上升的高度h（m）有用功W有（J）总功W总（J）机械效率0.3010.40.1（2）在下面的方框内画出实验装置图（3）若仍用同一滑轮组，增加悬挂的钩码的个数，那么此滑轮组的机械效率将（“增大”、“不变”、“减小”）。三、经典练习：1 下列说法中正确的是 ( ) (A)功率大的机械，机械效率一定高 (B)机械效率高的机械一定省力(C)做有用功多的机械，机械功率一定高 (D)做功相同、用时少的机械功率一定大2. 如图所示，沿着长为L的斜面把一个物体匀速拉到顶端，如果在物体与斜面之间涂润滑剂减小摩擦，那么产生的效果是（ ）A. 总功增加B. 有用功增加 C. 有用功减小 D. 机械效率增大 应选（D）3.如图所示，某人将一物体用F=40 N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的总功为_J，额外功为_J，摩擦力为_N，斜面的机械效率为_.4. 如图所示，在杠杆的中点挂一质量为20kg的物体，某人在端点用125N向上的力将该物体匀速提高了0.5m.，则此人对物体做功的机械效率为多少? （78.4%）图8乙甲5.用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是cm，人做的功是J，机械效率是。6如图8所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2，若不计绳重与摩擦，则 （ ） AW1 = W2 1 = 2 BW1 = W2 1 2 CW1 2 DW1 W2 1 cd。）9.、滑轮组的机械效率为70%，用此滑轮组匀速提起210牛的货物，所需拉力为60牛，则承担重物的绳子的段数为（ ）A、2段 B、3段 C、4段 D、5段 10用机械效率为70%的滑轮组将重为2240N货物拉起，所用的拉力为800N，则滑轮组的组合至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成 （ ）A1个定滑轮，1个动滑轮 B2个定滑轮，1个动滑轮C1个定滑轮，2个动滑轮 D2个定滑轮，2个动滑轮11一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率12用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来请画出这个滑轮组的装置图图1113站在地面上的人用滑轮组把重960N的贷物由地面匀速提升到4m的高处，所用的时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N（不计摩擦和绳重） （1）依据题意在图11中画出绳子的绕法； （2）请根据已知条件设疑并解答（至少求出4个物理量）14. 如图所示，将重物G提高1m，拉力做功600J，如不计摩擦及动滑轮重，求重物G的物重是多少？如果实际拉力是250N，求该滑轮组的机械效率是多少？ （ 600 N， 80%）15. 所用的拉力F100N，如果该滑轮组的机械效率为75%，不计摩擦和绳重，求物重和滑轮自重。（300N ，100N） 16如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？ 17. 用如图所示的滑轮组提起重物（不计绳重和摩擦）。（1）当物重为180N时，滑轮组的机械效率为60，绳端拉力为多少N？（2）当被提重物为240N，重物上升3m时，绳端拉力所做的功为多少J？GF18用如图7所示的滑轮组（绳重及摩擦阻力不计）往下拉绳端，已知物体重为600N，若沿竖直向下的方向拉着物体使物体匀速提高2m的过程中，拉力F1做的功为1440J。（1）若用此滑轮组以3ms的速度匀速提高重为1200N的物体，拉力F2的功率为多少？（2）用这个滑轮组匀速提升600N重物和1200N重物两种情况时机械效率之比为多少？19.图1中，重为500牛的物体与地面间的摩擦力是150牛，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60牛的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 ；若物体移动的速度为0.2米/秒，则1分钟内拉力做的功是 焦图1FA20. 图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力21. 某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计），如图所示，船重1.02，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉绳的力为240N，船靠岸的速度为0.72km/h。求（1）滑轮组的机械效率。（2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。22如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？23.（08攀枝花）(8分)如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。(1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80时，物体重多少N?二、 功率 1.功率是 的物理量2概念： 叫功率3功率的公式： 4功率的单位：国际单位是： ，简称 ，用“W”表示，常用的单位还有 ,其中1W=1J/s，1kW= W5. 1W物理意义是 6当物体在F的作用下，以速度匀速运动时，有，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很大差别7功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少8功和功率是两个不同的物理量9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；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，进行比较基础题【例22】 关于功率下列说法中正确的是（ ）A有用功越多，机械的功率越大 B机械做功越快，机械的功率越大C机械的功率越大，它能做的功越多 D机械效率越高，机械的功率越大【例23】 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24】 自行建造的某集装箱吊车，在内把的集装箱匀速竖直向上吊起，这吊车对集装箱做功的功率为 ，取【例25】 粗糙水平面上有一个重为的物体，用的水平推力使其在内匀速前进了，则在此过程中（ ）A推力做了做功 B推力的功率为C重力做了的功 D摩擦阻力为【例26】 在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为人和车重的0.02倍，则人骑车的功率最接近（ ）A1W B100W C1kW D10kW【例27】 甲、乙两个同学质量相等，他们都从一楼到二楼，甲快速跑上去，乙慢慢走上去，设甲做功为，功率为，乙做功为，功率为，则（ ）A B C D 【例28】 星期天，小明和爸爸一块去登山小明用了20min登上山顶，爸爸用了25min登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做的功的功率之比是（ ）A5：6 B6：5 C15：8 D2：3【例29】 杨飞同学骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶若他和车所受的阻力为，则通常情况下，杨飞骑车时消耗的功率最接近（ ）ABCD【例30】 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中档题【例31】 小丽用的水平推力将一个重的箱子水平推动了，所用时间为；小宇又将这个箱子匀速提上高为的台阶，所用时间为小丽、小宇所做的功和做功的功率之间的关系是（ ）ABCD【例32】 小婷跳绳时所穿鞋的总质量为，她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为，则每上升一次，她对鞋做的功为跳跃时若每次上升所用的时间占每次跳跃时间的，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为.（取）【例33】 飞机、轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关，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【例34】 甲、乙两辆在同一路面行驶的载重汽车，甲车满载货物，乙车空着当它们发动机的功率相等时，有（ ）A两车速度一样大 B甲车速度大于乙车速度C甲车速度小于乙车速度 D甲、乙两车速度无法比较大小【例35】 把一个重物以相同的速度沿AD、BD、CD三个光滑斜面匀速推向顶端，如图所示，则推力的功率是（ ）A沿AD最大 B沿BD最大 C沿CD最大 D一样大【例36】 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，若开动传送带或电梯把甲送上楼用的时间是，当乙用原来速度从向上开动的电梯跑上楼时，所用时间是（ ）A B C D【例37】 两台起重机分别匀速提升两重物，已知物重，提升高度之比，所用时间之比，则两台起重机的功率之比是（ ）A1：3 B4：3 C1：12 D3：1 【例38】 质量为4kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示装置使物体以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计拉力F始终保持水平，弹簧测力计的示数是2N，绳子的伸长及滑轮