机械功、机械效率同步练习题及答案

1、机械功、机械效率一、 知识概述本周我们学习一个新的物理量 一一功。首先介绍什么是功，怎样才算做了功，接 着我们探讨做功快慢的问题，引入功率的概念，最后我们讲一讲做功中的效率问题， 明确总功、额外功与有用功，引入机械效率的概念，并探究如何来提高机械效率。本 周知识与上周所讲的简单机械密切相关，注意我们研究的是机械功。二、 重难点知识剖析（一）功1、力学上的功是指：当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过了一段距 离，那么这个力对物体做了功。2、力学上的功必须具备两个因素：一个是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上 通过的距离。3、功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离 S的乘积，即 W

2、=FS。4、在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J, 1J=1Nm。例1、下列几种情况，关于力对物体做功的说法正确的是（）A 陷在泥里的马车，两匹马用力拉车，虽然车没被拉动，但马对车做了功B 在光滑冰面上匀速滑行的冰块，是因为有力对它做功才一直运动的C.用力扛着一袋M，沿水平方向前进，人对 M袋做了功D.用竖直向下的力压桌面，压力没有做功解读：要判断一个力是否对物体做功，主要依据是看是否包含功的两个必要因素，同时 具备的才是做功。选项A中，马虽然对车用了力，但并没有使车在力的方向上移动距离，属于劳而无功”故选项A错；选项B中，冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动，在运动方 向上不会受到力的

3、作用，这属于物体通过了距离，但没有力作用的情况，是不劳无功”故选项B错；选项C中，人扛着M袋行走，看起来这一过程既有力又有距离， 但移动的距离并不是力的方向上，人施给M袋一个竖直向上的力，而 M袋并没有沿向上的方向移动距离，只是在水平方向上移动了距离，故选项C错；选项D中只有力而没有发生距离，属于没有做功，故选项 D正确。例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为 150N的水，并提着这桶水沿水平路面行走 50m,再走上一段长为5m，高3m的楼梯。问这个人在这段时间内对水桶共做了多少 功？解读：功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积，即 W=FS。在计算功的大小的过程中应注意：式中的 F，

4、S是对应的，S一定是在F的作用下在力F的方向上通 过的距离。当人从井里提起这桶水时，人对水桶做了功，做功的大小为Wi=G -hi=150NX6m=900J当人提着水桶沿水平路面行走 50m的过程中，人没有对水桶做功，即W2=0当人提着水桶走上楼梯时，人对水桶做了功，水桶沿力的方向发生的距离应是楼梯的高度即 W3=Gh2=150NX3m=450J故人对水桶共做功 W=W i + W2+ W3=900J + 450J=1350J(二)功率1、 单位时间里完成的功，叫功率，符号为P。功率是描述做功快慢的物理量。2、 功率的计算P =(1) 功率的定义式：由功率的定义可得出功率的计算公式为：1P -(

5、2) 对公式 的理解。 由公式可知，做功的快慢与做功的多少是不同的。做的功多，做功不一定快，即功 率不一定大，因为这个功可能在较长的时间内完成。做的功也不一定多，因为做功的 时间可能很短。要比较功率的大小。必须同时考虑两个因素：做功的多少和完成这些 功所用的时间。做功相同时，时间少的功率大；相同时间内做功多的其功率大。n wP = 一 公式，反映的是平均功率，即在时间 t内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。W 120 J= 20?r当物体在力F的作用下，以速度v匀速运动时，公式/可变形为4乞旦即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv可以知道：汽车在上坡时，当功率一定时，减慢速度

6、是为了增大上坡时的牵引力，这样有利于上坡。3、功率的单位：瓦特，符号 W，1W=1J/S例3、如图所示，在滑轮组的作用下，物体A沿水平面以0.2m/s的速度匀速前进了2m,已知A重300N，拉力F的功率为12W，不计绳和滑轮重，则拉力 F= _N，拉力做功_J。解读:由公式可知，当物体匀速运动时/，其中F是作用在物体上的力（恒力），：是力：方向上的速度。设物体移动的距离为s，绳子自由端移动的距离为 s；得j2朋2 - = -= 1 ks =3s=3x 2m=6物，体的运动时间丨 二一 ,则拉力做功时间也是10s。WP =由 :得 W=Pt=12W 10s=120J又由W=FS得 J J “本题

7、记算拉力F时还可用下述方法：VF=3VA=3X0.2m/s=0.6m/sUW= 20iJ由，功率为f f 3600s公式为由 PF=FVF 得” /用公式P=FV来计算功率或相关物理量时，一定要注意v是力F移动的速度。例4、高出水面36m处有一水箱，容积为 50m3，现要在1h内用一水泵给水箱充满水, 则这台水泵的功率至少是多少KW ？ （ g=10N/kg）解读:题目要求功率，根据 ：，其中W=Gh，G为50m3的水重力，h为水箱的高度为 36m, t 为 1h。水的重力一_ 丁t=1h=3600s所以水泵的功率应不小于 5KWWP =功率的计算一定要抓住公式.，弄清楚是谁作功，作功的大小为

8、多少，以及作这些功所用的时间。另外要注意公式中各个物理量的单位，都要用国际单位。（三）机械效率1、人们利用机械工作时，总共做的功叫总功（W总）。总功包含着有用功和额外功两部分。有用功（W有用）是人们利用机械工作时对人们有用的功，额外功（W额外）是人们利用机械工作时，对人们无用但又不得不做的功。2、机械效率：把有用的功和总功的比值叫做机械效率，通常用百分率表示，它的计算例5、如图所示，用一动滑轮将一桶水提高4cm，若G水=200N，G桶=300N，G动滑轮=20N，不计摩擦与绳重，求：= F-|F= =(1)拉力F做的有用功;(2)拉力F做的额外功;(3)拉力F的大小；(4)此装置的机械效率。解

9、读:运用此动滑轮装置目的是为了提水，因此F对水所做的功G水h是有用功；在将水提到一定高度的同时，也不得不将水桶和动滑轮提高相同的高度；F对动滑轮和水桶所做的功是不需要但又不得不做的功，属于额外功，为(G桶 + G动)h;有用功与额外功之和为总功，也就是 F所做的功，由此功的大小即可求出F的大小；已知 W有用、W总的大小，很容易求出此装置的机械效率丄。(1)拉力F对水所做的功为有用功W 有用=G 水 h=200NX 4m=800J(2) 拉力F对水桶、动滑轮所做的功为额外功W 额外=(G 桶 + G 动)h= (20N + 30N)4m=200J(3) 拉力F所做功， W总=W 有用 + W额外

10、=1000J1000/-= 25N2 x4m(4)v W有用=800JW总=1000J7= xlOO% = xlOO% = 80% 叫 1000J机械效率 丄 /，由此求出力F的大小例6、用图所示的滑轮组来提起重物。(1)当被提重物为150N时，滑轮组的机械效率为 60%，求绳端拉力;(2)若被提重物为250N时，当重物被提升2m时，绳端拉力所做的功,解读:利用滑轮组提升重物时，绳端拉力做的功为总功，即W总=FS;滑轮组对重物做的功为有用功，即 W有用=Gh;在此滑轮组中，物重由3段绳子承担，则有 S=3h，所以当改提250N的重物时，滑轮组的机械效率发生了变化，此时不能延用前面的 n =60

11、%这一条件，但前、后两种状态不变的是动滑轮的重力。由 L.+求出动滑轮的重力，将这一求出量代入第二种状态(改提250N重物状态)中利用，从而求出拉力所做的功。G G 150X一 = -=3v 3X60%GhGhG G150N150N= =- -G G - - -150AT150AT = = 100y100yn n60%60%Gh G GF F 3h3h 3F3F(2) v 砒有f - GX=刼二 JOOJ= 100 x2 = 200 J:、聊J =附有f + 陽 =5007+2007 = 700J在线测试A A卷、选择题1、在图所示的实例中，其中没有做功的是（）A AB BC CD DA叉车举

12、起货物.B.直升机吊起架电线的铁塔.C马拉动原木.ID.李刚用力但没有推动大石块.2、奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100多公斤的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（）A.她在第一阶段内没有做功B.她在第二阶段内没有做功C.她在两个阶段内一直都在做功D.她在两个阶段内一直都没有做功3、一位同学用100N的力，将一个重为5N的足球踢了 20m远，关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（）A.他做功2000JB.他做功100JC.他没有对足球做功D.他对足球做了功，但题目条件不充

13、足，无法计算4、下列关于功率的说法中，正确的是（）A.物体做功越多，功率越大B.物体做功时间越长，功率越大C.物体做功越快，功率越大D.物体做功时间越短，功率越大5、下列判断中正确的是（）A.不可能有既省力又省功的机械B.不可能有省力但不省功的机械C.可能有做功快但做功少的机械D.可能有机械效率高但功率小的机械400N的物体以）A. Fi做的功大于F2做的功6、 甲机械的机械效率比乙机械高，这表明（）A甲的有用功比乙的有用功多B.甲的总功比乙的总功少C做相同的总功，甲的有用功比乙多D完成相同的有用功，甲的总功比乙多7、用拖拉机耕地时，一般走得很慢，这样做的目的是（）A.保证耕地质量B.节省燃油

14、C获得较大的牵引力D.以上说法都不对8、 两个滑轮完全相同，其重均为 20N,分别用图所示的两种方式，将 相同的速度匀速提升了 10m不计摩擦与绳重，则下列判断正确的是（G=400NG=400NB. Fi和F2做的功相等C. Fl做功的功率小于F2做功的功率D. Fi和F2做功的功率相等9、如图所示，物体 A在力F的作用下，以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运 动，弹簧秤的示数为3N,不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦，则（）A.物体A受到的摩擦力大小是 3NB. 5s内拉力F做功3JC.拉力F的功率是1.2WD.重力对物体A不做力10、 起重机吊起质量为 m的货物，在时间t内以速度v

15、匀速竖直上升h高度，在这段 时间内（）A. 起重机钢绳对货物的拉力所做的功为mghB.起重机的功率为 mgtIC.起重机克服货物重力所做的功为mgvD.货物所受合力做的功为 011、 一人用200N的拉力将440N的物体沿斜面方向将它匀速拉上长5m高2m的斜面, 可以求出（）A.斜面的机械效率为 88%B.斜面对物体摩擦力为 24NC.如果没有摩擦，用大小为 176N的力即可达到目的D.如果加速拉物体，斜面机械效率会变大12、利用如图所示的三种装置把重100N的物体匀速升高，所用拉力分别为30N 80N40N,这时三种装置的机构效率 n 1、n 2、n 3之间的关系是（）A. n 1 n 2n

16、 3B. n 1 n 3n 2C.提示:1、做功必须满足两个条件，即物体受到力的作用，且物体在力的方向上通过了一段距离。D中小朋友对巨石有推力作用，但巨石在推力方向上没有通过距离。2、第二阶段内，杠铃受到向上的举力作用，但杠铃保持静止，没有向上通过距离。3、同学踢球时，球受到力，也在力的方向上通过了一段距离，但由于作用时间很 短，不知道球在与脚相互作用时通过的距离，故功无法求出。4、功率是描述做功快慢的物理量。注意不能仅由W或t的大小来比较功率，必须是“在相同的时间内”或是“完成相同的功”的情况下才能由W或 t来判断功率大小。n 1 v n 2 v n 3僚12、,对于斜面，对于杠杆6、由机械

17、效率的定义,当总功W总一定时，有用功 Wr越大的n越大。7、功率计算的特殊公式 P=Fv,当P一定时，v减小可以增大牵引力 F。& F2做功除了将物体提升了 10m同时还将动滑轮向上提升了10m这一部分是WP =额外功，故F2的功大于Fl的功，而功率 .，W Wt I=t2,则P1 n 2 n 3。，:-j：1第1题答案错误！正确答案为D已第2题答案错误！正确答案为B.：!第3题答案错误！正确答案为D第4题答案错误！正确答案为C第5题答案错误！正确答案为ACD已第6题答案错误！正确答案为C日第7题答案错误！正确答案为C第8题答案错误！正确答案为C.：-：第9题答案错误！正确答案为CDI：-3：

18、I第10题答案错误！正确答案为ADI：-3：I第11题答案错误！正确答案为ABCi-J：i第12题答案错误！正确答案为A、填空与综合题13、班级组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率大，在活动中必须测量的物理量有、 、 。13、答案：参赛选手的体重；登楼比赛的高度；登楼所花的时间 14、在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某同学用同一装置做实验，测得数据如 下所示：实验次数拉力F (N)钩码重G (N)弹簧秤提升距离s(m)钩码上升高度h(m)机械效率n10.52.00.500.10n120.73.00.600.1285.7%(1 )该滑轮组至少由 _个滑轮组成，表中的n 1= _(2)从实验数

19、据和计算结果可以看出，用同一滑轮组，所挂的钩码越重，滑轮组 的机械效率就越_。14、答案：(1) 4; 80% (2 )高提示：s=5h，表明承担物重的绳子段数为 5,则至少需要2个动滑轮和2个定滑轮 且最后一段由动滑轮绕出来；当同一滑轮组，将不同重物提升相同高度时，所做的额 外功相同，则物体越重表明有用功越多。15、如图所示，是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁升降装置示意图，上端固定在楼顶。若动滑轮质量为 2.5kg，工作台上质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为 20kg， 工人师傅的质量为 60kg，绳重及摩擦不计（g取10N/kg）。当工作台停在距地面 10M高 处时，工人师傅对绳子的拉力

20、为 _N;若工作台从距地面10m高处上升到距地面30m高处，工人师傅最少需要做 _J的功。15、答案：300； 6000提示：将工人与升降机装置看作一个整体，则承担动滑轮与整体总重的绳子段数为3，千万不能认为n=2。当升降机装置上升 20m时，工人应将绳子向下拉动 60m而 不是40m。（注意如果工人师傅在地面上拉动绳子，则n=2）16、如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在 40s内物体移动了 8m，拉力F做的功为1280J。求：（1）拉力F的大小及拉力的功率；（2）若动滑轮重12N （不计绳重及摩擦），计算滑轮组的机械效率。16、答案：（1）当物体移动8m时，n=2

21、，则F向上拉力的距离s=2x 8m=16m丹 6mt 40$= 32W爾韓丼=h2Nxmh2Nxm = = 96J96J吟=叫,-%外-12SO/-96/ = 1184Jxl00% = 92.5%中考解读考点预测近年来各省、市中考对本章内容的考查主要有：1、功的两个必要因素；2、功的大小计算；3、功率的实际应用及计算；4、滑轮组机械效率的测量。主要以填空、选 择、实验、计算等题型出现，分值比例约为5%。预计在今后的中考中，仍会通过本章知识考查学生的综合分析、推理能力，还会与运动学结合在一起进行命题。考点1做功的两个必要因素例1、（南昌市）图中所示的四幅图中，说明小孩对物体做了功的是（）解读：物

22、理力学中所指的功具备两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力 的方向上通过的距离。这两个要素必须同时具备，才算是对物体做了功。图A、B、D中，虽然人对物体有力的作用，但没有使物体沿力的的方向发生距离，故此时人没有 对物体做功；图C中，小孩对水桶有向上的拉力，且使水桶沿着向上的方向移动了距 离，故小孩对水桶做了功。答案：C例2、（河南省）一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱，分别在光滑和粗糙的两种水 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（）小用力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C.条件不够，无法比较两次做功的多少解读：本题考查功的概念和计算，解题的关键是理解力对物体做功的多少由力的大小和 物体沿力的方向通过的距离决定，跟其他因素无关。由 J可知，木箱在两种情 况下，用同样大小的拉力 F沿力的方向移动相同的距离 S,则拉力所做的功应该相 等，则C正确。答案：C考点2机械效率及有关计算例3、（河南省）下列说法中正确的是（）A .机械效率越高的机械做功越快B .机械效率越高的机械做功越多C