第23讲 功 功率 机械效率
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第23讲 功 功率 机械效率
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：功
1．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
2．功的计算公式：W=Fs，单位：焦耳(J)，即牛顿·米。
3．功的原理：使用任何机械都不能省功。
必记2:机械效率21世纪教育网
4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。任何机械的机械效率都小于l。机械效率用百分数表示。
必记3：功率
5．单位时间内所做的功叫功率。功率是表示做功快慢的物理量。
6．功率的公式：。在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)、工程技术上常用千瓦(kW)做功率的单位。1 kW=10W。21世纪教育网
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：功(重点、热点)
1．力对物体做功：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，则这个力就对物体做了功。
2．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。这两个因素必须同时具备，缺一不可。
3．常见的不做功的三种情况：(1)物体受到力的作用，但没有移动距离。(2)物体没有受到力的作用，但物体由于惯性通过一段距离。(3)物体受到了力的作用，同时也移动了一段距离，但该距离与力的方向垂直。21世纪教育网
4．功的计算：在物理学中，功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功一力×距离，公式是W=Fs。
5．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说，使用任何机械都不省功。因此，使用省力的机械时，必定费距离；使用省距离的机械时，必定费力；既省力，又省距离的机械是不存在的。
【例1】如图1—23—1所示，用lO N的水平推力推着重为60 N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60 J的功，则在这一过程中( )
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A．物体一定受到10 N的摩擦力
B．重力做的功一定为360 J
C．物体一定运动了l m
D．物体一定运动了6 m
解：D 点拨：题目没有强调物体做匀速直线运动，所以摩擦力不一定等于推力，A选项错；物体在重力的方向上没有通过距离，重力不做功，B选项错；物体运动的距离，C选项错，D选项正确。21世纪教育网
三易点警示灯：对公式W=Fs的理解(易误点)
详释：公式W=Fs是物理学中的重要公式，有些同学由于对做功含义理解不全面，在利用该公式进行计算时，易出现乱套公式的错误。在利用公式W=Fs进行计算时，必须注意以下几点：(1)F和s的方向必须一致，若F和s的方向相同，则可直接代入公式计算；若F和s成一定角度，要设法找出物体在力F的方向上移动的距离，这段距离与力的乘积才是力F所做的功；若F和s方向垂直，则W=0，力F不做功。(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体。(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上。(4)当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意确定哪几个力做功和对谁做功。(5)根据做功的两个必要因素，找出做功的力和物体在力的方向上通过的距离。(6)功是只有大小，没有方向的物理量。(7)做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W=Fs决定。
【例2】某同学从一楼提一桶重300 N的水匀速上到三楼，再沿三楼走廊走10 m到自己教室，已知每层楼高3.5 m，试求该同学对这桶水一共做了多少功
错解：水桶通过的距离s=10 m+2×3．5 m=17 m，该同学对水桶做的功为W=Fs=300 N×17 m=5 100 J。
错解分析 ：错解的原因是对功的含义不理解，解题时随意套公式。本题中人对桶做的功实质是克服桶重所做的功，可分为两个阶段：一是从一楼上三楼，提力方向竖直向上，大小为300 N，桶在竖直方向上移动了3.5 m×2=7 m，则此过程中人对桶做了功；二是该同学在三楼走廊上走l0 m，提力方向竖直向上，桶沿水平方向移动，此过程提力做功为0。
正确解法：W=Fs=300 N×3.5 m×2=2 100 J。
考点2：机械效率(重难点、热点) 21世纪教育网
考点归纳与拔高：
1．有用功(W)：对人们有用的功，也就是为了达到某一目的而必须做的功。
2．额外功(W)：人们为达到一定的目的时并不需要但又不得不额外做的功。例如，用动滑轮提升重物时，动滑轮与重物一起被提起，则克服动滑轮重所做的功及克服摩擦所做的功都是额外功。使用任何机械都不可避免地要做额外功。
3．总功(W)：人们使用机械时完成某一任务的过程中，实际做的功叫总功。总功等于有用功加额外功。
4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率，即。
5．有关机械效率中三种功的计算方法：21世纪教育网
(1)有用功W：①当使用简单机械匀速举高物体时，所做的有用功为W=Gh；②当使用简单机械水平匀速拉动物体时，所做的有用功为克服地面摩擦力f而做的功，即W=fs(f为物体与地面问的摩擦力，s是物体被拉动的距离)；③当已知总功与机械效率时，W= W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ；④当已知总功和额外功时，W= W- W。
(2)额外功W：①当已知总功和有用功时，W= W一W；②当知道总功和机械效率时，W= W (1一)；③用简单机械提升物体在无摩擦时，W=Gh(G为连同物体一同被提高的机械重，h为机械被提升的高度)。21世纪教育网
(3)总功W：①使用简单机械时，总功等于人或动力所做的功，即W=Fs；②总功等于有用功与额外功的和，即W= W+ W；③使用简单机械时，总功等于机械的总功率与时间的乘积，即W=Pt；④当知道有用功和机械效率时，W=。
6．对机械效率的正确理解：(1)因为使用任何机械时都有摩擦，都要克服机械本身的自重而做功，所以使用任何机械时，W总小于W。所以任何机械的机械效率都小于l。(2)机械效率没有单位，通常用百分率来表示。(3)机械效率具有可变性，对于同一装置来说，它的机械效率是可变的，而不是某一个定值。(4)机械效率是表示机械性能的物理量，与机械做功的多少无关。
7．提高机械效率的措施：(1)改进结构，使它更合理、更轻巧。(2)在使用中经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态。21世纪教育网
【例3】用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图l—23—2所示的甲、乙两个滑轮组(不计绳子与滑轮的摩擦)，( )
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A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
解：C 点拨：，，故﹥；=，故 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" =，C正确。
三易点警示灯：对机械效率的理解(易误点)
详释：在学习机械效率时，有些同学由于对机械效率的概念不理解，不能正确区别机械效率与功这两个概念的不同，误认为机械效率越高的机械做功越多，机械效率越低的机械做功越少。机械效率是有用功与总功的比值，它的大小反映了总功的利用率，与有用功及总功的大小均无关。21世纪教育网
【例1】关于机械效率，下列说法正确的是( )
A．机械效率高的机械，做的有用功多
B．机械效率高的机械，做的总功少
C．做相同的有用功，使用机械效率高的机械做的总功少
D．以上说法都正确
错解：A或B
错解分析：错解的原因是不理解机械效率的物理意义，误认为机械效率的大小与有用功及总功的大小有关。由机械效率公式=知，当W相同时，越大，则W就越小，故本题正确答案为选项C。
考点3：探究斜面、滑轮组的机械效率（实验考点、热点）
考点归纳与拔高：
1．测斜面的机械效率：(1)器材：斜面、小车、弹簧测力计、刻度尺。(2)需要测量的物理量：小车的重力(G)、弹簧测力计沿斜面拉小车的力(F)、斜面高(矗)、斜面长(s)。(3)有用功：W=Gh，总功W=Fs。(4)注意事项：①拉小车所用力的方向要与斜面平行，即沿着斜面往上拉小车；②使小车在斜面上做匀速直线运动。(5)探究过程要采用控制变量法，例如，探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，要保持斜面的光滑程度、小车重等因素相同。21世纪教育网
2．测滑轮组的机械效率：(1)器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺。(2)需要测量的物理量：钩码重力(G)、钩码上升的高度(h)、拉力(F)、绳子自由端(弹簧测力计)移动的距离(5)。(3)有用功W=Gh，总功W=Fs。(4)注意事项：在实验过程中，要匀速竖直拉弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
3．解答探究、测量简单机械的机械效率的题目时，关键要明确实验原理，明确有用功和总功的物理意义，正确写出有用功和总功的表达式，弄清实验过程中应注意的问题。
4．本考点在中考中主要考查的问题有：(1)对实验数据的处理与分析。(2)对实验过程的评估。
【例5】某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第l、2、3次实验装置分别如图1—23—3中的甲、乙、丙所示。
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图1—23—3
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W/J 机械效率
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 21世纪教育网
(1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率_________ 。
(2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_________。
(3)如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4 N时，测力计的拉力为1 N，那么当钩码重为9 N时，该滑轮组的机械效率是_________。
解：(1)越高 (2)72．7％；越低 (3)90％
点拨：(1)使用相同的滑轮组提升不同质量的钩码时，滑轮组做的额外功相同，提升钩码越重，做的有用功越多，机械效率越高。(2)实验3中，≈72．7％。使用不同的滑轮组提升相同的重物时，滑轮组做的有用功相同，动滑轮的个数越多，滑轮组做的额外功越多，机械效率越低。(3)当丙图中钩码重4 N时，G=5F一G=5 N一4 N=1 N，当钩码重9 N时，。
考点4：功率(重难点、热点) 21世纪教育网
考点归纳与拔高：
1．功率：(1)定义：单位时间内所做的功叫功率。(2)物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。(3)公式：，式中的符号及意义：P—功率；W—功；t—时间。(4)单位：在国际单位制中，功率的单位是：瓦特(w)，在工程技术中，功率的单位是：千瓦(kW)。1 kW=10 W。
2．在复习中，应注意功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，功率大的机械做功不一定多，做功多的机械功率不一定大，因为做功与功率和时间两个因素有关。
3．功率的公式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。
4．当物体在力F的作用下，以速度口做匀速直线运动时，由W=Fs及，可得P=Fv，即在功率一定时F与v成反比。
【例6】如图l—23—4是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600 kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0．5 m／s的速度匀速前行，经100 s将货物拉出仓库，g取10 N／kg。求在此过程中：
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(1)人做的有用功为多大
(2)人的拉力为多大
(3)人拉力的功率为多大
解：(1) W=fs，s=1/2s=1/2vt,f=kmg
代入数据得：W=l．5×10J。
(2) ==，代入数据得：F=400 N。
(3) =Fv=400 N×0．5 m／s=200 W。
点拨：(1)人做的有用功就是克服摩擦力所做的功，已知物体的质量，可求出物体的重力，从而求出物体所受的摩擦力，而已知物体的运动速度及运动时间，可求出物体运动的路程，从而可求出有用功。(2)根据W=Fs知，只要求出总功，则拉力可求，总功可由机械效率及有用功求出。(3)拉力的功率可根据公式求解。
三易点警示灯：功、功率、机械效率的关系(易误点)
详释：(1)功与功率：功和功率是密切相关的两个物理量，但它们却是不同的两个物理量。功率大的机械做功不一定多，功率小的机械做功不一定少，做功多的机械功率也不一定大，只是在时间一定的条件下，功率大的机械做功多。
(2)功与机械效率：功与机械效率是两个不同的物理概念，机械效率的高低与做功的多少无关，和有用功及总功的大小无关，机械效率的高低只和有用功与总功的比值有关，做有用功多的机械，机械效率不一定高，做有用功少的机械，机械效率也不一定低。只有在做的总功相同的情况下，机械效率高的机械做的有用功才多。
【例7】下列关于功率的说法正确的是21世纪教育网( )
A．物体做功越多，功率越大
B．物体做功时间越短，功率越大
C．物体做功越快，功率越大
D．物体做功时间越长，功率越大
错解：A或B
错解分析：错解原因是对功与功率的概念理解不全面，不能正确掌握它们的区别与联系。功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大说明物体做功越快，但不能说明物体做功的多少和做功时间的多少，故本题正确答案为C。
二、综合运用考点
考点5：体育活动中的功、功率问题(学科内综合考点)
考点归纳与拔高：
有关体育活动中的功、功率计算是中考的热点之一，在中考中涉及的体育活动项目有：举重、跳高、跳绳、引体向上、俯卧撑、跑步、爬楼梯等。常见的问题有：估测人的质量；估测人的运动速度或距离；估测人所做的功和做功的功率；在某项体育活动中，测量人所做的功和功率的实验设计。
【例8】中考体育跳绳项目测试中，小明同学在1 min内跳了120次，则他跳绳时的功率大约是( )
A．0．5 W B．5 W C．50 W D．500 W
解：C 点拨：本题为估算题，设小明的体重为500 N，每次跳起的高度为8 cm，则他的功率为 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，这个数值最接近于C选项数值，故选项C正确。
三、实际应用考点
考点6：功、功率、机械效率等知识在实际中的应用
1．功、功率、机械效率等知识在实际中的应用是中考的热点，本考点在中考中常结合实际应用，联系杠杆、滑轮、斜面、起重机、抽水机等机械的使用一起考查。常见的题型有：填空题、选择题、计算题。
2．解答有关功、功率、机械效率在实际中应用的题目的关键是认真审题，弄清题意，明确题中的已知条件和要求的物理量，在解题过程中应该用哪些规律、原理、公式。
【例9】厦门快速公交系统(BRT)建成后，运行速度约为42 km／h，从第一码头到大学城只需40 min。如图1—23—5所示，假如质量为50 kg的小鹭要乘坐BRT公交车时，先用30 s走上高5 m的人行天桥，再用l5 s从天桥乘坐自动扶梯到达BRT站台，站台比天桥高4 m(g取10 N／kg)。试求：
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(1)第一码头到大学城的大约路程；
(2)小鹭走上人行天桥的过程中克服重力所做的功；
(3)小鹭从地面到BRT站台过程中克服重力做功的平均功率。
解：(1)由得，s=vt=42 km／h×40/60h=28 km。
(2)G=mg=50 kg×10 N／kg=500 N，
W=Gh=500 N×5 m=2 500 J。
(3)W=G(h+ h)=500 N×(5 m+4 m)=4 500 J，t=tl+t2=45 s，
HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 。
点拨：本题以快速公交系统为素材，考查路程、功和功率的有关计算，强调知识的应用，注重学习内容与现实生活的联系。在解本题时要注意公式中各物理量的对应性。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：评估题
【例1】小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图1—23—6所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：
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钩码重G／N 动滑轮重G／N 测力计拉力F／N 钩码提升高度h／m 测力计移动距离s／m
4 0.4 1.6 0.1 0.3
根据实验数据，小文同学计算机械效率的过程如下：有用功：W=(G1+G2)h=(4+0.4)×0.1 J=0.44 J。
总功：W=Fs=1.6×0.3 J=0.48 J。
机械效率：==≈91.7％。
答：当匀速吊起4 N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为91．7％。
小文同学的计算过程是否正确 如有错误，请写出错误之处并对滑轮组的机械效率作出正确解答。
解：有用功计算错误。
有用功W=G1h=4×0．1 J=0.4 J。
总功W=Fs=1．6×0．3 J=0.48 J。
机械效率==≈83.3％。
点拨：在本实验中，克服钩码重力所做的功是有用功，即W=G1h=4×0．1 J=0．4 J。
课标新型题二：信息提炼题
【例2】在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体，下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息。
物体所受重力G/N 作用在绳子自由端的拉力F/N 滑轮组做的有用功W/J 拉力做的总功W/J
500 200 1000 1200
(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在图1—23—7虚线框中画出该滑轮组的组装示意图。
(2)用该滑轮组将重为800 N的物体匀速提升1 m时，拉力做的总功为多少？
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解：(1)物体升高的高度：。拉力的作用点通过的距离：6m。滑轮组承担物重的绳子段数：。滑轮组的组装示意图如图l—23—8所示。
(2)动滑轮的重力：。物重为800 N，升高1 m所做的总功：W=(G′+ )×h′=(800 N+100 N)×1 m=900 J。21世纪教育网
Ⅳ 考生必试：中考题
1．如图1—23—9所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是( )
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A．文具盒所受重力对它做了功
B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功
D．在此过程中没有力对文具盒做功
2．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机( ) 21世纪教育网
A．电动机做的总功较少 B．电动机做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少 D．提升重物做的有用功较多
3．如图1—23—10所示，工人利用动滑轮在10 s内将重为l00 N的重物(包括桶)沿竖直方向匀速向上提升了5 m。若该动滑轮重l0N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
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A．提升过程中，绳的拉力F做了500 J的功
B．提升过程中，绳的拉力F做了550 J的功
C．提升过程中，绳的拉力F做功的功率是50 W
D．该滑轮装置的机械效率是l00％
4．小强推着小车，30 s内在水平地面上匀速前进了l5 m，则小车的速度为_______m／s。如果水平推力为10 N，在此过程中小强对小车做的功为_______J，功率为_______W。
5．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×10 kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02 m，当它以60 km／h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600 N，每行驶l00 km消耗汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×10 J(取g=10 N／kg)。求：
(1)汽车静止时对路面的压强。21世纪教育网
(2)汽车以60 km／h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。
(3)汽车以60 km／h的速度匀速行驶时，汽车的效率。
(4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。
Ⅴ 考生必闯：过关测验题
一、选择题
1．在图1—23—11四种情景中，力对物体做功的是( )
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2．关于机械效率，下面说法正确的是21世纪教育网( )
A．功率越大的机械，机械效率越高
B．机械效率大小与功率大小有关
C．机械效率越低的机械，做的功就越少
D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
3．甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机先将甲集装箱以0．5 m／s的速度提升8 m，再将乙集装箱以l m／s的速度提升相同的高度，那么起重机( )
A．第一次做功多，功率大
B．第二次做功多，功率小
C．两次做功一样多，功率一样大
D．两次做功一样多，第二次功率大
二、填空题
4．图l—23—12是2008年北京奥运会射击运动员射击比赛的图标，该图标生动地说明运动员要想击中靶心，都要闭上一只眼，然后让另一只眼和枪上的准星、靶心在同一直线上，这是利用了________________的原理；如果枪膛长30 cm，火药在枪膛内对子弹的推力是100 N，子弹离开枪膛后前进了50 m，则火药对子弹所做的功是________J。21世纪教育网
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5．某人在水平地面上用l00 N的水平推力推动重500 N的物体，使物体以0．2 m／s的速度匀速移动了3 m，地面对物体的摩擦力是________N，此人做的功是________J，功率是________W。
6．俄制米-26TS是世界上最大的重型直升机，它在四川地震灾区唐家山堰塞湖应急疏通工程完成后的撤离行动中，把重约14 t的挖掘机在30 s内匀速提升到距工地600 m的空中，在这个过程中它对挖掘机所做的功是________J，功率是________W(g取10 N／kg)。
7．一物体质量为18 kg，其所受重力为________N，如图1—23—13所示，小明用定滑轮将该物体在4 s内匀速提高2 m，所用拉力为200 N，此过程中，小明做的有用功是________J，定滑轮 的机械效率是________，拉力的功率是________W。(g取10 N／kg)
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三实验题
8．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图1-23—14所示：
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物理量 1 2 3
钩码重G(N) 4 4 6
钩码上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s(m) 0.3 0.5 0.3
机械效率 74%
(1)通过表中数据可分析出实验l是用_____(填“甲”或“乙”)图做的实验，实验2是用 _____ (填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)请将表中空白处填上恰当的数据。(百分号前保留整数)
(3)通过实验l和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_____。
(4)比较实验l和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，__________，可以提高滑轮组的机械效率。
9．建筑工地用如图l-23-15所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将500 N重的砖块一次匀速提升到离地面4 m高的砌墙处，所用拉力是200 N，所用的时间是20 s。求这次提升砖块过程中，
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(1)工人所做的有用功。21世纪教育网
(2)工人做功的功率。21世纪教育网
(3)滑轮组的机械效率。21世纪教育网
五、课标新型题
10．小明对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图l—23—16所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
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(1)你选择的猜想是__________ (填写序号)。
(2)要用图1—23-16中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：(至少写出两种) ______________________________。
(3)在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：①_____；②_____ ；③_____ 。
参考答案：
Ⅳ．l．C 点拨：根据功的定义判断，文具盒在所受的推力F的方向上移动了距离，故推力对它做了功。
2．A点拨：由于两升降机把相同质量的物体提升相同的高度，故两升降机提升重物做的有用功相同，故C、D错误；根据；=得， HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" > HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，故W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" < W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，故A正确，B错误。
3．B 点拨：W=Fs= =(100+10)×5 J= 550 J，
，=，故B正确。
4．0．5；150；5 点拨：，W=Fs=10 N×l5 m=150 J，
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5．解：(1)汽车对路面的压强。
(2)牵引力的功率=FV=fv=600 N×m／s=1．0×10W。
(3)若汽车行驶100 km，汽油完全燃烧放出的热量Q=qV=3．7×10J／L× 8 L=2．96×10 J．
汽车牵引力做的功W=Fs=fs=600 N×10m=6×10J。
汽车的效率=≈20．3％。
(4)参考答案举例：噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛等；交通事故，建议：驾驶员和行人遵守交通规则等；大气污染，建议：提高汽车的制造工艺，减少有害气体的排放或者使用天然气汽车等新型环保汽车等。
V．一、1．B点拨：力对物体做功的两个必要因素是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动一段距离。这两个条件缺一不可，本题选项A、C中物体没有移动，故A、C错；
选项D中物体没有在力的方向上移动距离，故D错。
2．D点拨：机械效率是反映使用机械时总功的利用率，它的大小与功率的大小及做功的多少无关，故A、B、C错，D正确。
3．D点拨：由公式W=Fs=Gh及=F·v可判断D 正确。
二、4．光的直线传播；3021世纪教育网
点拨：子弹射出枪膛后，就不再受到燃气的推力，因此火药只有在枪膛内对子弹做功，W=Fs=100 N×0．3 m=30 J。
5．100；300；20
6．8．4×10；2．8×10
7．180；360；90％；l00
三、8．(1)甲；乙
(2)57％；83％
(3)越低
(4)提升的重物越重
点拨：由表中数据可知，实验1、3钩码上升0．1 m时，绳端移动0．3 m，故由三根绳子承担重物，用甲图装置做的实验；同理实验2用乙图装置做的实验，重物由5根绳子承担。
四、9．解：(1) W=Gh=500 N×4 m=2 000 J。
(2) W=Fs=200 N×4 m×3=2 400 J。21世纪教育网
=120 W。，
(3) =。
五、l0．如下表所示：
选择 补充器材 控制因素
① 弹簧测力计、刻度尺 斜面长、斜面粗糙程度、物体重
② 弹簧测力计、刻度尺、毛巾 斜面长、斜面高、物体重
③ 弹簧测力计、刻度尺 斜面高、斜面的粗糙程度、物体重
④ 弹簧测力计、刻度尺、不同重物 斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度
点拨：本题是一道开放性探究题，主要考查用控制变量法探究问题的能力。本题只要设计的方案与所选猜想相对应，能验证所选的猜想即可。
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第23讲 功 功率 机械效率
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：功
1．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
2．功的计算公式：W=Fs，单位：焦耳(J)，即牛顿·米。
3．功的原理：使用任何机械都不能省功。
必记2:机械效率21世纪教育网
4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。任何机械的机械效率都小于l。机械效率用百分数表示。
必记3：功率
5．单位时间内所做的功叫功率。功率是表示做功快慢的物理量。
6．功率的公式：。在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)、工程技术上常用千瓦(kW)做功率的单位。1 kW=10W。21世纪教育网
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：功(重点、热点)
1．力对物体做功：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，则这个力就对物体做了功。
2．功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。这两个因素必须同时具备，缺一不可。
3．常见的不做功的三种情况：(1)物体受到力的作用，但没有移动距离。(2)物体没有受到力的作用，但物体由于惯性通过一段距离。(3)物体受到了力的作用，同时也移动了一段距离，但该距离与力的方向垂直。21世纪教育网
4．功的计算：在物理学中，功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功一力×距离，公式是W=Fs。
5．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说，使用任何机械都不省功。因此，使用省力的机械时，必定费距离；使用省距离的机械时，必定费力；既省力，又省距离的机械是不存在的。
【例1】如图1—23—1所示，用lO N的水平推力推着重为60 N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60 J的功，则在这一过程中( )
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A．物体一定受到10 N的摩擦力
B．重力做的功一定为360 J
C．物体一定运动了l m
D．物体一定运动了6 m
解：D 点拨：题目没有强调物体做匀速直线运动，所以摩擦力不一定等于推力，A选项错；物体在重力的方向上没有通过距离，重力不做功，B选项错；物体运动的距离，C选项错，D选项正确。21世纪教育网
三易点警示灯：对公式W=Fs的理解(易误点)
详释：公式W=Fs是物理学中的重要公式，有些同学由于对做功含义理解不全面，在利用该公式进行计算时，易出现乱套公式的错误。在利用公式W=Fs进行计算时，必须注意以下几点：(1)F和s的方向必须一致，若F和s的方向相同，则可直接代入公式计算；若F和s成一定角度，要设法找出物体在力F的方向上移动的距离，这段距离与力的乘积才是力F所做的功；若F和s方向垂直，则W=0，力F不做功。(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体。(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上。(4)当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意确定哪几个力做功和对谁做功。(5)根据做功的两个必要因素，找出做功的力和物体在力的方向上通过的距离。(6)功是只有大小，没有方向的物理量。(7)做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W=Fs决定。
【例2】某同学从一楼提一桶重300 N的水匀速上到三楼，再沿三楼走廊走10 m到自己教室，已知每层楼高3.5 m，试求该同学对这桶水一共做了多少功
错解：水桶通过的距离s=10 m+2×3．5 m=17 m，该同学对水桶做的功为W=Fs=300 N×17 m=5 100 J。
错解分析 ：错解的原因是对功的含义不理解，解题时随意套公式。本题中人对桶做的功实质是克服桶重所做的功，可分为两个阶段：一是从一楼上三楼，提力方向竖直向上，大小为300 N，桶在竖直方向上移动了3.5 m×2=7 m，则此过程中人对桶做了功；二是该同学在三楼走廊上走l0 m，提力方向竖直向上，桶沿水平方向移动，此过程提力做功为0。
正确解法：W=Fs=300 N×3.5 m×2=2 100 J。
考点2：机械效率(重难点、热点) 21世纪教育网
考点归纳与拔高：
1．有用功(W)：对人们有用的功，也就是为了达到某一目的而必须做的功。
2．额外功(W)：人们为达到一定的目的时并不需要但又不得不额外做的功。例如，用动滑轮提升重物时，动滑轮与重物一起被提起，则克服动滑轮重所做的功及克服摩擦所做的功都是额外功。使用任何机械都不可避免地要做额外功。
3．总功(W)：人们使用机械时完成某一任务的过程中，实际做的功叫总功。总功等于有用功加额外功。
4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率，即。
5．有关机械效率中三种功的计算方法：21世纪教育网
(1)有用功W：①当使用简单机械匀速举高物体时，所做的有用功为W=Gh；②当使用简单机械水平匀速拉动物体时，所做的有用功为克服地面摩擦力f而做的功，即W=fs(f为物体与地面问的摩擦力，s是物体被拉动的距离)；③当已知总功与机械效率时，W= W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ；④当已知总功和额外功时，W= W- W。
(2)额外功W：①当已知总功和有用功时，W= W一W；②当知道总功和机械效率时，W= W (1一)；③用简单机械提升物体在无摩擦时，W=Gh(G为连同物体一同被提高的机械重，h为机械被提升的高度)。21世纪教育网
(3)总功W：①使用简单机械时，总功等于人或动力所做的功，即W=Fs；②总功等于有用功与额外功的和，即W= W+ W；③使用简单机械时，总功等于机械的总功率与时间的乘积，即W=Pt；④当知道有用功和机械效率时，W=。
6．对机械效率的正确理解：(1)因为使用任何机械时都有摩擦，都要克服机械本身的自重而做功，所以使用任何机械时，W总小于W。所以任何机械的机械效率都小于l。(2)机械效率没有单位，通常用百分率来表示。(3)机械效率具有可变性，对于同一装置来说，它的机械效率是可变的，而不是某一个定值。(4)机械效率是表示机械性能的物理量，与机械做功的多少无关。
7．提高机械效率的措施：(1)改进结构，使它更合理、更轻巧。(2)在使用中经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态。21世纪教育网
【例3】用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图l—23—2所示的甲、乙两个滑轮组(不计绳子与滑轮的摩擦)，( )
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A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
解：C 点拨：，，故﹥；=，故 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" =，C正确。
三易点警示灯：对机械效率的理解(易误点)
详释：在学习机械效率时，有些同学由于对机械效率的概念不理解，不能正确区别机械效率与功这两个概念的不同，误认为机械效率越高的机械做功越多，机械效率越低的机械做功越少。机械效率是有用功与总功的比值，它的大小反映了总功的利用率，与有用功及总功的大小均无关。21世纪教育网
【例1】关于机械效率，下列说法正确的是( )
A．机械效率高的机械，做的有用功多
B．机械效率高的机械，做的总功少
C．做相同的有用功，使用机械效率高的机械做的总功少
D．以上说法都正确
错解：A或B
错解分析：错解的原因是不理解机械效率的物理意义，误认为机械效率的大小与有用功及总功的大小有关。由机械效率公式=知，当W相同时，越大，则W就越小，故本题正确答案为选项C。
考点3：探究斜面、滑轮组的机械效率（实验考点、热点）
考点归纳与拔高：
1．测斜面的机械效率：(1)器材：斜面、小车、弹簧测力计、刻度尺。(2)需要测量的物理量：小车的重力(G)、弹簧测力计沿斜面拉小车的力(F)、斜面高(矗)、斜面长(s)。(3)有用功：W=Gh，总功W=Fs。(4)注意事项：①拉小车所用力的方向要与斜面平行，即沿着斜面往上拉小车；②使小车在斜面上做匀速直线运动。(5)探究过程要采用控制变量法，例如，探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，要保持斜面的光滑程度、小车重等因素相同。21世纪教育网
2．测滑轮组的机械效率：(1)器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺。(2)需要测量的物理量：钩码重力(G)、钩码上升的高度(h)、拉力(F)、绳子自由端(弹簧测力计)移动的距离(5)。(3)有用功W=Gh，总功W=Fs。(4)注意事项：在实验过程中，要匀速竖直拉弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
3．解答探究、测量简单机械的机械效率的题目时，关键要明确实验原理，明确有用功和总功的物理意义，正确写出有用功和总功的表达式，弄清实验过程中应注意的问题。
4．本考点在中考中主要考查的问题有：(1)对实验数据的处理与分析。(2)对实验过程的评估。
【例5】某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第l、2、3次实验装置分别如图1—23—3中的甲、乙、丙所示。
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图1—23—3
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W/J 机械效率
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 21世纪教育网
(1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率_________ 。
(2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_________。
(3)如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4 N时，测力计的拉力为1 N，那么当钩码重为9 N时，该滑轮组的机械效率是_________。
解：(1)越高 (2)72．7％；越低 (3)90％
点拨：(1)使用相同的滑轮组提升不同质量的钩码时，滑轮组做的额外功相同，提升钩码越重，做的有用功越多，机械效率越高。(2)实验3中，≈72．7％。使用不同的滑轮组提升相同的重物时，滑轮组做的有用功相同，动滑轮的个数越多，滑轮组做的额外功越多，机械效率越低。(3)当丙图中钩码重4 N时，G=5F一G=5 N一4 N=1 N，当钩码重9 N时，。
考点4：功率(重难点、热点) 21世纪教育网
考点归纳与拔高：
1．功率：(1)定义：单位时间内所做的功叫功率。(2)物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。(3)公式：，式中的符号及意义：P—功率；W—功；t—时间。(4)单位：在国际单位制中，功率的单位是：瓦特(w)，在工程技术中，功率的单位是：千瓦(kW)。1 kW=10 W。
2．在复习中，应注意功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，功率大的机械做功不一定多，做功多的机械功率不一定大，因为做功与功率和时间两个因素有关。
3．功率的公式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。
4．当物体在力F的作用下，以速度口做匀速直线运动时，由W=Fs及，可得P=Fv，即在功率一定时F与v成反比。
【例6】如图l—23—4是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600 kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0．5 m／s的速度匀速前行，经100 s将货物拉出仓库，g取10 N／kg。求在此过程中：
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(1)人做的有用功为多大
(2)人的拉力为多大
(3)人拉力的功率为多大
解：(1) W=fs，s=1/2s=1/2vt,f=kmg
代入数据得：W=l．5×10J。
(2) ==，代入数据得：F=400 N。
(3) =Fv=400 N×0．5 m／s=200 W。
点拨：(1)人做的有用功就是克服摩擦力所做的功，已知物体的质量，可求出物体的重力，从而求出物体所受的摩擦力，而已知物体的运动速度及运动时间，可求出物体运动的路程，从而可求出有用功。(2)根据W=Fs知，只要求出总功，则拉力可求，总功可由机械效率及有用功求出。(3)拉力的功率可根据公式求解。
三易点警示灯：功、功率、机械效率的关系(易误点)
详释：(1)功与功率：功和功率是密切相关的两个物理量，但它们却是不同的两个物理量。功率大的机械做功不一定多，功率小的机械做功不一定少，做功多的机械功率也不一定大，只是在时间一定的条件下，功率大的机械做功多。
(2)功与机械效率：功与机械效率是两个不同的物理概念，机械效率的高低与做功的多少无关，和有用功及总功的大小无关，机械效率的高低只和有用功与总功的比值有关，做有用功多的机械，机械效率不一定高，做有用功少的机械，机械效率也不一定低。只有在做的总功相同的情况下，机械效率高的机械做的有用功才多。
【例7】下列关于功率的说法正确的是21世纪教育网( )
A．物体做功越多，功率越大
B．物体做功时间越短，功率越大
C．物体做功越快，功率越大
D．物体做功时间越长，功率越大
错解：A或B
错解分析：错解原因是对功与功率的概念理解不全面，不能正确掌握它们的区别与联系。功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大说明物体做功越快，但不能说明物体做功的多少和做功时间的多少，故本题正确答案为C。
二、综合运用考点
考点5：体育活动中的功、功率问题(学科内综合考点)
考点归纳与拔高：
有关体育活动中的功、功率计算是中考的热点之一，在中考中涉及的体育活动项目有：举重、跳高、跳绳、引体向上、俯卧撑、跑步、爬楼梯等。常见的问题有：估测人的质量；估测人的运动速度或距离；估测人所做的功和做功的功率；在某项体育活动中，测量人所做的功和功率的实验设计。
【例8】中考体育跳绳项目测试中，小明同学在1 min内跳了120次，则他跳绳时的功率大约是( )
A．0．5 W B．5 W C．50 W D．500 W
解：C 点拨：本题为估算题，设小明的体重为500 N，每次跳起的高度为8 cm，则他的功率为 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，这个数值最接近于C选项数值，故选项C正确。
三、实际应用考点
考点6：功、功率、机械效率等知识在实际中的应用
1．功、功率、机械效率等知识在实际中的应用是中考的热点，本考点在中考中常结合实际应用，联系杠杆、滑轮、斜面、起重机、抽水机等机械的使用一起考查。常见的题型有：填空题、选择题、计算题。
2．解答有关功、功率、机械效率在实际中应用的题目的关键是认真审题，弄清题意，明确题中的已知条件和要求的物理量，在解题过程中应该用哪些规律、原理、公式。
【例9】厦门快速公交系统(BRT)建成后，运行速度约为42 km／h，从第一码头到大学城只需40 min。如图1—23—5所示，假如质量为50 kg的小鹭要乘坐BRT公交车时，先用30 s走上高5 m的人行天桥，再用l5 s从天桥乘坐自动扶梯到达BRT站台，站台比天桥高4 m(g取10 N／kg)。试求：
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(1)第一码头到大学城的大约路程；
(2)小鹭走上人行天桥的过程中克服重力所做的功；
(3)小鹭从地面到BRT站台过程中克服重力做功的平均功率。
解：(1)由得，s=vt=42 km／h×40/60h=28 km。
(2)G=mg=50 kg×10 N／kg=500 N，
W=Gh=500 N×5 m=2 500 J。
(3)W=G(h+ h)=500 N×(5 m+4 m)=4 500 J，t=tl+t2=45 s，
HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 。
点拨：本题以快速公交系统为素材，考查路程、功和功率的有关计算，强调知识的应用，注重学习内容与现实生活的联系。在解本题时要注意公式中各物理量的对应性。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：评估题
【例1】小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图1—23—6所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：
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钩码重G／N 动滑轮重G／N 测力计拉力F／N 钩码提升高度h／m 测力计移动距离s／m
4 0.4 1.6 0.1 0.3
根据实验数据，小文同学计算机械效率的过程如下：有用功：W=(G1+G2)h=(4+0.4)×0.1 J=0.44 J。
总功：W=Fs=1.6×0.3 J=0.48 J。
机械效率：==≈91.7％。
答：当匀速吊起4 N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为91．7％。
小文同学的计算过程是否正确 如有错误，请写出错误之处并对滑轮组的机械效率作出正确解答。
解：有用功计算错误。
有用功W=G1h=4×0．1 J=0.4 J。
总功W=Fs=1．6×0．3 J=0.48 J。
机械效率==≈83.3％。
点拨：在本实验中，克服钩码重力所做的功是有用功，即W=G1h=4×0．1 J=0．4 J。
课标新型题二：信息提炼题
【例2】在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体，下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息。
物体所受重力G/N 作用在绳子自由端的拉力F/N 滑轮组做的有用功W/J 拉力做的总功W/J
500 200 1000 1200
(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在图1—23—7虚线框中画出该滑轮组的组装示意图。
(2)用该滑轮组将重为800 N的物体匀速提升1 m时，拉力做的总功为多少？
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解：(1)物体升高的高度：。拉力的作用点通过的距离：6m。滑轮组承担物重的绳子段数：。滑轮组的组装示意图如图l—23—8所示。
(2)动滑轮的重力：。物重为800 N，升高1 m所做的总功：W=(G′+ )×h′=(800 N+100 N)×1 m=900 J。21世纪教育网
Ⅳ 考生必试：中考题
1．如图1—23—9所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是( )
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A．文具盒所受重力对它做了功
B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功
D．在此过程中没有力对文具盒做功
2．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机( ) 21世纪教育网
A．电动机做的总功较少 B．电动机做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少 D．提升重物做的有用功较多
3．如图1—23—10所示，工人利用动滑轮在10 s内将重为l00 N的重物(包括桶)沿竖直方向匀速向上提升了5 m。若该动滑轮重l0N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
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A．提升过程中，绳的拉力F做了500 J的功
B．提升过程中，绳的拉力F做了550 J的功
C．提升过程中，绳的拉力F做功的功率是50 W
D．该滑轮装置的机械效率是l00％
4．小强推着小车，30 s内在水平地面上匀速前进了l5 m，则小车的速度为_______m／s。如果水平推力为10 N，在此过程中小强对小车做的功为_______J，功率为_______W。
5．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×10 kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02 m，当它以60 km／h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600 N，每行驶l00 km消耗汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×10 J(取g=10 N／kg)。求：
(1)汽车静止时对路面的压强。21世纪教育网
(2)汽车以60 km／h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。
(3)汽车以60 km／h的速度匀速行驶时，汽车的效率。
(4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。
Ⅴ 考生必闯：过关测验题
一、选择题
1．在图1—23—11四种情景中，力对物体做功的是( )
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2．关于机械效率，下面说法正确的是21世纪教育网( )
A．功率越大的机械，机械效率越高
B．机械效率大小与功率大小有关
C．机械效率越低的机械，做的功就越少
D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
3．甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机先将甲集装箱以0．5 m／s的速度提升8 m，再将乙集装箱以l m／s的速度提升相同的高度，那么起重机( )
A．第一次做功多，功率大
B．第二次做功多，功率小
C．两次做功一样多，功率一样大
D．两次做功一样多，第二次功率大
二、填空题
4．图l—23—12是2008年北京奥运会射击运动员射击比赛的图标，该图标生动地说明运动员要想击中靶心，都要闭上一只眼，然后让另一只眼和枪上的准星、靶心在同一直线上，这是利用了________________的原理；如果枪膛长30 cm，火药在枪膛内对子弹的推力是100 N，子弹离开枪膛后前进了50 m，则火药对子弹所做的功是________J。21世纪教育网
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5．某人在水平地面上用l00 N的水平推力推动重500 N的物体，使物体以0．2 m／s的速度匀速移动了3 m，地面对物体的摩擦力是________N，此人做的功是________J，功率是________W。
6．俄制米-26TS是世界上最大的重型直升机，它在四川地震灾区唐家山堰塞湖应急疏通工程完成后的撤离行动中，把重约14 t的挖掘机在30 s内匀速提升到距工地600 m的空中，在这个过程中它对挖掘机所做的功是________J，功率是________W(g取10 N／kg)。
7．一物体质量为18 kg，其所受重力为________N，如图1—23—13所示，小明用定滑轮将该物体在4 s内匀速提高2 m，所用拉力为200 N，此过程中，小明做的有用功是________J，定滑轮 的机械效率是________，拉力的功率是________W。(g取10 N／kg)
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三实验题
8．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图1-23—14所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
物理量 1 2 3
钩码重G(N) 4 4 6
钩码上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s(m) 0.3 0.5 0.3
机械效率 74%
(1)通过表中数据可分析出实验l是用_____(填“甲”或“乙”)图做的实验，实验2是用 _____ (填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)请将表中空白处填上恰当的数据。(百分号前保留整数)
(3)通过实验l和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_____。
(4)比较实验l和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，__________，可以提高滑轮组的机械效率。
9．建筑工地用如图l-23-15所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将500 N重的砖块一次匀速提升到离地面4 m高的砌墙处，所用拉力是200 N，所用的时间是20 s。求这次提升砖块过程中，
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(1)工人所做的有用功。21世纪教育网
(2)工人做功的功率。21世纪教育网
(3)滑轮组的机械效率。21世纪教育网
五、课标新型题
10．小明对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图l—23—16所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
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(1)你选择的猜想是__________ (填写序号)。
(2)要用图1—23-16中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：(至少写出两种) ______________________________。
(3)在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：①_____；②_____ ；③_____ 。
参考答案：
Ⅳ．l．C 点拨：根据功的定义判断，文具盒在所受的推力F的方向上移动了距离，故推力对它做了功。
2．A点拨：由于两升降机把相同质量的物体提升相同的高度，故两升降机提升重物做的有用功相同，故C、D错误；根据；=得， HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" > HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，故W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" < W HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，故A正确，B错误。
3．B 点拨：W=Fs= =(100+10)×5 J= 550 J，
，=，故B正确。
4．0．5；150；5 点拨：，W=Fs=10 N×l5 m=150 J，
。21世纪教育网
5．解：(1)汽车对路面的压强。
(2)牵引力的功率=FV=fv=600 N×m／s=1．0×10W。
(3)若汽车行驶100 km，汽油完全燃烧放出的热量Q=qV=3．7×10J／L× 8 L=2．96×10 J．
汽车牵引力做的功W=Fs=fs=600 N×10m=6×10J。
汽车的效率=≈20．3％。
(4)参考答案举例：噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛等；交通事故，建议：驾驶员和行人遵守交通规则等；大气污染，建议：提高汽车的制造工艺，减少有害气体的排放或者使用天然气汽车等新型环保汽车等。
V．一、1．B点拨：力对物体做功的两个必要因素是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动一段距离。这两个条件缺一不可，本题选项A、C中物体没有移动，故A、C错；
选项D中物体没有在力的方向上移动距离，故D错。
2．D点拨：机械效率是反映使用机械时总功的利用率，它的大小与功率的大小及做功的多少无关，故A、B、C错，D正确。
3．D点拨：由公式W=Fs=Gh及=F·v可判断D 正确。
二、4．光的直线传播；3021世纪教育网
点拨：子弹射出枪膛后，就不再受到燃气的推力，因此火药只有在枪膛内对子弹做功，W=Fs=100 N×0．3 m=30 J。
5．100；300；20
6．8．4×10；2．8×10
7．180；360；90％；l00
三、8．(1)甲；乙
(2)57％；83％
(3)越低
(4)提升的重物越重
点拨：由表中数据可知，实验1、3钩码上升0．1 m时，绳端移动0．3 m，故由三根绳子承担重物，用甲图装置做的实验；同理实验2用乙图装置做的实验，重物由5根绳子承担。
四、9．解：(1) W=Gh=500 N×4 m=2 000 J。
(2) W=Fs=200 N×4 m×3=2 400 J。21世纪教育网
=120 W。，
(3) =。
五、l0．如下表所示：
选择 补充器材 控制因素
① 弹簧测力计、刻度尺 斜面长、斜面粗糙程度、物体重
② 弹簧测力计、刻度尺、毛巾 斜面长、斜面高、物体重
③ 弹簧测力计、刻度尺 斜面高、斜面的粗糙程度、物体重
④ 弹簧测力计、刻度尺、不同重物 斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度
点拨：本题是一道开放性探究题，主要考查用控制变量法探究问题的能力。本题只要设计的方案与所选猜想相对应，能验证所选的猜想即可。
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