中考物理总复习课件：第14章功功率机械效率 43页

第 14 讲　功　功率　机械效率 考点一　功　功率 【 例 1 】 (2017 ， 广东 ) 妈妈与小明进行爬山比赛 ， 他们选择的起点、路径和终点都相同 ， 全程设为匀速运动 ， 妈妈的体重是小明的 2 倍 ， 妈妈所用的时间是小明的 3 倍 ， 若妈妈克服自身重力做功为 W 1 、功率为 P 1 ， 小明克服自身重力做功为 W 2 、功率为 P 2 ， 则下列关系正确的是 ( 　 ) A ． W 1 ∶ W 2 ＝ 1∶1 　　　　 B ． W 1 ∶ W 2 ＝ 2∶3 C ． P 1 ∶ P 2 ＝ 1∶1 D ． P 1 ∶ P 2 ＝ 2∶3 D 【 方法归纳 】 应用功、功率公式进行计算时 ， 一是要注意物理量的同一性 ， 功率、做功和做功时间要对应；二是要单位统一 ， 功的单位必须是焦耳 ( J) ， 时间的单位必须是秒 (s) ， 功率的单位是瓦特 (W) 。　 考点二　机械效率 【 例 2 】 (2017 ， 成都 )( 多选 ) 如图所示 ， 小王通过滑轮组向高处提升重 210 N 的物体 ， 动滑轮重 10 N ， 定滑轮重 15 N ， 不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。 8 s 内物体匀速上升 4 m ， 则该 8 s 内 ( 　 ) A ． 小王做的有用功为 840 J B ． 小王做的额外功为 100 J C ． 小王做功的功率为 110 W D ． 小王对绳子的拉力为 70 N AC 【 易错易混 】 1 ． 功和功率、机械效率的理解易错 ， 误认为做功多时功率就大 ， 机械效率也高。 2 ． 沿斜面匀速上升的物体 ， 会错误的理解为拉力与摩擦力为平衡力 ， 实际情况下 ， 摩擦力比拉力要小。 【 例 3 】 (2016 ， 德阳 ) 关于功率、机械效率的说法正确的是 ( ) A ． 做功多的机器机械效率一定高 B ． 机械效率高的机器功率一定大 C ． 功率小的机器做功慢 D ． 功率大的机器做功时间一定短 C 实验　测滑轮组的机械效率 2 ． 测量器材： ________________ 、 ________ 。其他器材：滑轮、细线、钩码、铁架台等。 3 ． 实验中应测量的物理量有 ________ 、 ____________ 、 ___________ 、 _________________________ 。 4 ． 弹簧测力计拉动方式： ________________ 向上运动 ， 使拉力等于测力计的示数。 弹簧测力计 刻度尺 物重 G 重物上升高度 h 绳末端拉力 F 绳自由端移动的距离 S 匀速竖直 5 ． 实验中分别记下钩码和测力计的起始位置 ， 目的是便于测量钩码和测力计 _______________ 。 6 ． 绳子自由端移动的距离 s 与物体上升高度 h 的关系是 s ＝ ____ 。 7 ． 控制变量法的应用：①同一滑轮组吊起数量不同的钩码 ， 探究 η 与 G 物 的关系。②用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码 ， 探究 η 与 G 动 的关系。 8 ． 影响滑轮组机械效率的因素：绳重和摩擦、 ______________________ 、 ___________________ 。 9 ． 实验中 ， 滑轮组克服物重所做的有用功： W 有 ＝ Gh ， 绳自由端拉力所做的总功 W 总 ＝ Fs 。 10 ． 机械效率的计算。 移动的距离 nh 动滑轮重 提起的物重 【 例 】 (2017 ， 宿迁 ) 人有说 ， 同一机械的机械效率是不变的。小华设计了 “ 探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系 ” 实验 ， 来检验此说法是否正确。 (1) 用笔画线代替绳子 ， 在图甲中画出最省力的绳子绕法。 (2) 如图乙所示 ， 小华在实验中保持滑轮组不变 ， 改变重物的质量 ， 通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升 ， 测得数据如下表 ( g 取 10 N/kg) ： 序号 重物质量 /kg 重物上升距离 /cm 弹簧测力计示数 /N 绳端移动距离 /cm 机械效率 /% 1 0.1 10 11 20 45.5% 2 0.2 10 1.6 20 3 0.3 10 2.1 20 71.4% 第 2 次实验中的机械效率是 ________ ；根据表中数据可以得到 ， 滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 _______ 。 62.5% 增大 竖直 缓慢 钩码和测力计移动的距离 ＞ (8) 在图丙中 ， 若使钩码上升 20 cm ， 滑轮组机械效率 ________ 。 (9) 本实验采用的实验方法是 _____________ 。 不变 控制变量法 1 ． (2017 ， 宜昌 ) 小明同学用 40 N 的水平推力推着重 100 N 的书箱在水平地面上前进了 2 m ， 松开手后 ， 书箱仍向前滑行了 1 m ， 整个过程中小明做功 ____J ， 书箱的重力做功 ____J 。 80 0 2 ． (2017 ， 安顺 ) 在自由下落过程中 ， 物体运动速度会越来越快 ， 一个物体由 A 点自由下落 ， 相继经过 B 、 C 两点 ， 已知 AB ＝ BC 。如图所示 ， 物体在 AB 段重力做功 W 1 ， 做功功率 P 1 ；在 BC 段重力做功 W 2 ， 做功功率 P 2 ， 则 W 1 ____ W 2 ， P 1 ____ P 2 。 ( 两空均填 “ ＞ ”“ ＜ ” 或 “ ＝ ” ) ＝ ＜ 3 ． (2015 ， 恩施 ) 小翔已知自身体重是 G ， 要测定自己跑上二楼克服重力做功的功率。完成该实验必须测量的内容是 ______________________ 、 _____________ 。 4 ． (2017 ， 南充 ) 如图所示 ， 在滑轮组的作用下 ， 重为 300 N 的物体 A 以 0.2 m/s 的速度匀速上升 ， 动滑轮重为 60 N ， 不计绳重和摩擦。则绳子自由端的拉力 F ＝ ____N ， 拉力 F 的做功功率 P ＝ ____W 。 一级台阶高度 h 和台阶数 n 登楼时间 t 120 72 5 ． (2017 ， 邵阳 ) 如图所示 ， 物体在 5 N 的水平拉力 F 作用下 ， 沿水平面以 0.2 m/s 的速度匀速运动了 4 s ， 拉力 F 的功率为 ____W 。 2 6 ． (2017 ， 烟台 ) 往车上装重物时 ， 常常用长木板搭个斜面 ， 把重物沿斜面推上去。如图所示 ， 工人用 3 m 长的斜面 ， 把 120 kg 的重物匀速提高 1 m ， 假设斜面很光滑 ， 则需要施加的推力为 _______ ；若实际用力为 500 N ， 斜在的机械效率为 ____ ， 重物受到的摩擦力为 __________ 。 ( g 取 10 N/kg) 400N 80% 100N 7 ． (2017 ， 鄂州 ) 下列生活实例中 ， 力对物体做功的有 ( ) AC A ． 甲：小车在推力作用下前进了一段距离 B ． 乙：提着滑板在水平路面上前行 C ． 丙：物体在绳子拉力作用下升高 D ． 丁：用尽全力搬石头 ， 搬而未动 8 ． (2017 ， 扬州 ) 将一本物理书从地面捡起放到课桌上 ， 所做的功大约是 ( ) A ． 0.2 J 　　　 B ． 2 J 　　　 C ． 20 J 　　　 D ． 200 J 9 ． (2017 ， 常州 ) 非洲旱季 ， 常用 Hippo roller ( 中间有转轴的塑料桶 ) 运水。如图所示 ， 小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水 ， 在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程 ， 她对满桶水做功最多的是 ( ) B C 10 ． (2017 ， 孝感 ) 用四个完全相同的滑轮 ， 组装成两套滑轮组用它们匀速提升同一物体时 ， 其拉力分别为 F 1 、 F 2 ， 滑轮组的机械效率分别为 η 1 、 η 2 ， 如图所示 ， 不计绳重和摩擦 ， 下列选项中正确的是 ( ) A ． F 1 ＞ F 2 ， η 1 ＞ η 2 　　　　　 B ． F 1 ＝ F 2 ， η 1 ＝ η 2 C ． F 1 ＜ F 2 ， η 1 ＞ η 2 D ． F 1 ＜ F 2 ， η 1 ＝ η 2 D 11 ． (2016 ， 巴中 ) 如图所示 ， 用大小相等的拉力 F ， 分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱 ， 在力的作用下移动的距离 s AB ＝ s CD ， 比较两种情况下拉力 F 所做的功及其功率 ( ) A ． AB 段做功较多 B ． CD 段做功较多 C ． AB 段与 CD 段做的功一样多 D ． AB 段的功率比 CD 段的功率大 C 12 ． (2017 ， 德阳 ) 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动 ， 物体运动的路程 ( s ) ～时间 ( t ) 图象如图所示 ， 根据图象 ， 下列判断正确的是 ( ) A ． 物体 10 s 时的速度大于 4 s 时的速度 B ． 0 ～ 6 s 拉力对物体所做的功大于 6 ～ 12 s 拉力对物体所做的功 C ． 0 ～ 6 s 拉力对物体做功的功率小于 6 ～ 12 s 拉力对物体做功的功率 D ． 0 ～ 6 s 物体所受的拉力大于 6 ～ 12 s 物体所受的拉力 B 13 ． (2017 ， 宜宾 )( 多选 ) 如图所示 ， 动滑轮下面挂着重为 5.4 N 的物体 ， 现用 2.4 N 的拉力 ， 把物体匀速提升 10 cm ， 不计一切摩擦和绳重 ， 下列说法正确的是 ( ) A ． 动滑轮的重力为 3 N B ． 拉力所做功为 0.24 J C ． 滑轮组机械效率为 75% D ． 若使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上 ， 则其机械效率将增大 CD 14 ． (2017 ， 聊城 ) 如图所示 ， 重 300 N 的物体在 20 N 的水平拉力 F 的作用下 ， 以 0.2 m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10 s ， 滑轮组的机械效率为 80% ， 则在此过程中 ， 下列说法正确的是 ( ) A ． 绳子自由端移动的距离为 2 m B ． 物体与地面间的滑动摩擦力为 48 N C ． 拉力 F 的功率为 8 W D ． 有用功为 120 J B 15 ． (2017 ， 重庆 B) 工人师傅利用如图所示的两种方式 ， 将重均为 300 N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。 F 1 、 F 2 始终沿竖直方向；图甲中 OB ＝ 2 OA ， 图乙中动滑轮重为 60 N ， 重物上升速度为 0.01 m/s 。不计杠杆重、绳重和摩擦 ， 则下列说法正确的是 ( ) C A ．甲乙两种方式都省一半的力 B ． 甲方式 F 1 由 150 N 逐渐变大 C ． 乙方式机械效率约为 83.3% D ． 乙方式 F 2 的功率为 3 W 16 ． (2016 ， 乌鲁木齐 ) 如图所示 ， 利用动滑轮提升一个重为 G 的物块 ， 不计绳重和摩擦 ， 其机械效率为 60% 。要使此动滑轮的机械效率达到 90% ， 则需要提升重力为 G 的物块的个数为 ( ) A ． 3 个 B ． 4 个 C ． 5 个 D ． 6 个 D BCD AD BC D 21 ． (2017 ， 齐齐哈尔 ) 某小组在 “ 测滑轮组机械效率的实验 ” 中得到的数据如表所示 ， 实验装置如图所示。 (1) 实验中应沿竖直方向 _____________ 缓慢拉动弹簧测力计。 (2) 小组同学发现实验过程中边拉动边读数 ， 弹簧测力计示数不稳定 ， 应该静止读数 ， 你认为他的想法 ___________ ( 填 “ 正确 ” 或 “ 不正确 ” ) ， 因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。 匀速直线 不正确 (3) 用丁图装置进行实验 ， 得出表中第 4 次实验数据 ， 请将表中的两个数据填写完整。 实验次数 钩码重量 G /N 钩码上升高度 h /m 绳端拉力 F /N 绳端移动距离 s /m 机械效率 η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 0.4 80% (4) 通过比较 ________ 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时 ， 滑轮组的机械效率与绳子段数无关 ( 填实验次数的序号 ) 。 (5) 通过比较 ________ 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时 ， 物重越大 ， 滑轮组的机械效率越高 ( 填实验次数的序号 ) 。 (6) 通过比较 3 、 4 两次实验数据可得出结论： ___________________________________________________________ 。 1 、 2 2 、 3 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高 22 ． (2017 ， 烟台 ) 下面是小明和小红的 “ 测量滑轮组的机械效率 ” 实验报告。 实验名称：测量滑轮组的机械效率。 实验步骤： (1) 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G 并填入表格。 (2) 按如图所示安装滑轮组 ， 分别记下钩码和弹簧测力计的位置。 (3) 拉动弹簧测力计并读出拉力 F 的值 ， 用刻度尺测出的钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s ， 将这三个量填入表格。 (4) 算出有用功 W 有 、总功 W 总 ， 机械效率 η 并填入表格。 (5) 改变钩码上升的高度 ， 重复上面的实验 ， 记录并计算实验数据。 实验记录： 实验次数 钩码重力 G /N 物体上升的高度 h /cm 有用功 W /J 拉力 F /N 弹簧测力计移动的距离 s /cm 总功 W 总 /J 机械效率 η 1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.42 84% 2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3% 3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.64 84.7% 4 6 10.00 60.00 2.35 30.00 70.50 85.1% 实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下 ， 滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。请你评价小明和小红的实验报告。 (1) 指出实验步骤中存在的错误和不足。 (2) 从理论上分析说明他们实验结论的局限性。 答： (1) 有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时 ， 小明和小红没有改变提升物体的重力大小。 (2) 研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时 ， 原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时 ， 原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。