1、专题10 功、功率、机械效率中考真题1（2016三明市）如图5所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（）A75 B66.7C33.3 D25【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J，故动滑轮的机械效率为=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。【考点定位】机械效率2.（2020福建省）美乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m用时15s，消耗电能1.5104J。g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中(1)材料所受
2、拉力F的大小；(2)拉力F对材料做功的功率；(3)该装置的效率。【答案】(1) 2000N；(2)800W；(3)80%【解析】【详解】(1) 建筑材料匀速上升，拉力等于重力F=G=mg=200kg10N/kg=2000N材料所受拉力F的大小为2000N。(2)拉力所做的有用功W有用=Gh=2000N6m=1.2104J拉力做功的功率P=800W拉力做功的功率为800W。(3) 该装置的机械效率=100%=80%该装置的效率为80%。答：(1)材料所受拉力F的大小为2000N；(2)拉力F对材料做功的功率为800W；(3)该装置的效率为80%。3.（2018福建省A卷）学校机器人兴趣小组进行“
3、精准吊装”实验，7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，宽度均为b=0.2m，不同序号木块的质量如下表，其中m=12kg，g取10N/kg（1）已知1号木块的长度a=1.2m，求未叠放时1号木块对地面的压强；（2）如图，把2号木块吊装到1号木块的上面，求此过程中克服重力所做的功；（3）机器人完成全部吊装叠放用时6min，求整个过程克服木块重力做功的功率【答案】见解析所示【解析】(1)G1=m1g=2mg=2,S1=ab=1.2m，P=1000Pa（2）G2=mg=, W2=G2h=120N；（3）吊装k号
4、木块克服重力做功Wk=Gk(k-1)h=mgh=24J，吊装每一块木块克服重力做功相等；W=6Wk=6,P=0.4W4.（2018福建省B卷）学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，n块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，密度均为=0.5103kg/m3，长度分别为a1、a2、a3、a4an，且长度比为a1：a2：a3：a4：an=1：2：3：n；g取10N/kg（1）求吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强；（2）若该平台能承受的最大压强为Pm=1.5104Pa，平台上最多能叠放几块木块？（3）若吊装某
5、木块的过程中需要克服木块重力做功60J，吊装下一块需要做功120J，则在吊装下一块需要做功多少？【答案】（1）103Pa （2）5 （3）200J【解析】解：（1）设长度为的木块底面积为，则其重力为；长度为a1的木块对试验平台的压强；（2）设叠放第i块木块后，对平台的压强达到最大，解得i=5；（3）吊装k号木块克服重力做功；同理，解得k=3吊装下一块（第5块）克服重力做功：则答：（1）吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强为；（2）若该平台能承受的最大压强为Pm=1.5104Pa，平台上最多能叠放5块木块；（3）再吊装下一块需要做功200J；5.（2018福建省B卷）航天迷小伟利用自制降落伞模
6、拟返回舱降落过程将带有降落伞的重物从高处释放，速度增大至10m/s时打开降落伞，重物开始减速下落重物从释放到落地共用时4s，其v-t图像如图，落地前最后2s重物的运动可视为匀速运动打开降落山后，降落伞和重物受到的空气阻力f与速度满足关系f=kv2，k为定值降落伞和重物的总质量为7.5kg，g取10N/kg求：（1）落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率；（2）刚开始减速时降落伞和重物受到合外力的大小【答案】见解析所示【解析】解：（1）降落伞和重物的总重力；落地前最后2s降落伞和重物下降高度；降落伞和重物所做的功；则落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率（2）匀速下落时；刚开始减速时降落伞和
7、重物受到的合外力大小；答：（1）落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W；（2）刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小为225N；6（2017福建省）一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油g取10N/kg，求汽车通过大桥；（1）所需的时间；（2）牵引力所做的功；（3）汽油机的效率（q汽油=4.6107J/kg）【答案】（1）0.5h；（2）6107J；（3）32.6%【考点定位】热量的计算；速度公式及其应用；功的计算7.（2016福州市）为提高车辆通行量，福州
8、交警在市区一些道路某些时段推广“绿波通行”，即车辆在绿波路段以图15所示的50km/h55km/h范围内行使，一路绿灯。在绿波时段，质量是1. 2103kg的汽车，经过绿波路段上相距2. 7103m的两个路口，用时180s。问： (1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？ (2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3000N不变，则汽车的输出功率是多少？ (3)若轮胎与地面接触的总面积是0. 6m2，汽车静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）【答案】（1）54km/h；是；（2）4.5104W；（3）2104Pa【解析】【考点定位】平均速度；功和功率；压力和压强8（2016泉
9、州）如图所示，万众期待的泉州公共自行车“小黄人”于5月20日终于和市民见面啦！小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶了300m，用时1min，若自行车的质量为20kg，受到的阻力为20N，与地面的总接触面积为3103m2，小健的质量为55kg求：（1）自行车行驶的速度；（2）骑行时地面受到的压强；（3）小健骑行时的功率【答案】（1）5m/s；（2）2.5105Pa；（3）100W【考点定位】速度与物体运动，压强的大小及其计算，功率的计算9.（2016厦门）“嘉庚号”科考船（图25）于2016年5月8日下水，厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考
10、船满载时排水量为3.5103t，在某段航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，如图26所示。求：（1）科考船满载航行时受到的浮力；（2）请根据图26所示规律计算，科考船航速为20km/h时受到的牵引力；（3）在该段航行中，科考船发动机每分钟所做的功。【答案】（1）3.5107N；（2）6105N；（3）2108J【解析】试题分析：（1）因为排水量是轮船满载时排水的质量，所以，科考船满载时受到的浮力：F浮=G排=m排g=3.5103103kg10N/kg=3.5107N；（2）由图2可知，科考船航行中牵引力与速度的关系是双曲线，所以有：F1v1=F2v2，则科考船航速为20km/h时受到的牵引力：
11、F2=F1v1/v2=（6106N2km/h）/20km/h=6105N；（3）科考船在该段航行时功率不变，根据P=W/t=Fs/t=Fv可得，科考船发动机每分钟所做的功：W=Pt=F1v1t=6106N（21/3.6）m/s60s=2108J。【考点定位】浮力；功的计算10（2016三明市）2016年3月7日，三明沙县机场成功首航，许多市民乘坐新能源公交车（如图14所示）去看机场。公交车满载时的质量为1.2104kg，车轮与地面总接触面积为0.2m2。（g取10Nkg）（1）求满载的公交车静止在水平路面时，对路面的压力和压强大小；（2）若该车在5103N牵引力的作用下，沿平直路面匀速行驶，4
12、0s内通过了600m。求：牵引力所做的功；牵引力的功率。【答案】（1）1.2105N，6105Pa；（2）3106 J；7.5104W【考点定位】压力和压强；功和功率11（2016漳州）近年来，智能机器人进入百家姓，如图所示是，质量为4kg的清洁机器人某次工作时，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，求：（1）机器人所受的重力；（2）牵引力所做的功；（3）牵引力的功率【答案】（1）40N （2）100J （3）25W答：（1）机器人所受的重力为40N；（2）牵引力所做的功为100J；（3）牵引力的功率为25W【考点定位】重力的计算 功的计算 功率的计算模拟试题1（2
13、020山东周村初三一模）九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为 30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）A1.5 WB15 WC150 WD1500 W【答案】C【解析】一层楼的高度约为3m，三层高度约为9m，九年级的同学体重大约为50kg，则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=50kg10N/kg9m=4500J克服重力做功的功率故ABD，都不符合题意，C符合题意。故选C。2（2020河南初三三模）小明妈妈在超市用水平力F1推着购物车匀速到收款台，如图所示如果小明用水平力F2推着购物车沿同一路线以较快的速度匀速到收款台，则（）AF1F2，小明做功多BF1=F
14、2，小明做功多CF1=F2，小明做功快DF1P2BF1=F2 P1F2 P1P2DF1P2【答案】B【解析】由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为v甲= =2m/s；由v-t图象乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙=4m/s；因为两次都是匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为F1=F2。已知v甲v乙，由P=Fv可得，两次推力的功率P1P2。4（2020陕西渭滨初二期末）两个滑轮按图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间
15、的摩擦力为9N下列选项正确的是AA是定滑轮,B是动滑轮B拉力F做的功为5JC拉力F的功率为1.8WD滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】A由图可知，图中滑轮A随物体一起运动，A是动滑轮，滑轮B固定不动是定滑轮，故A错误；B图中物体和动滑轮有2股绳子承担，所以绳子自由端移动的距离s=21m=2m，拉力F做的功W总=Fs=5N2m=10J，故B错误；C拉力F的功率P=2W，故C错误；D物体受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以有用功：W有=9N1m=9J，滑轮组的机械效率=100%=100%=90%，故D正确5（2020重庆市万州分水中学初三其他）一个体重为600N，双脚与地而接触面
16、积为0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提升了0.5m，用时5s。拉动过程中工人对绳子的拉力为500N，不计绳重与摩擦，则（）A不管提起多重的物体，该论组的机械效率总是80%B在匀速提升物体的过程中，拉力做功的功率为50WC在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为2.2105PaD使用该滑轮组，这个工人最多能提起1000N的物体【答案】D【解析】A设动滑轮的重力为，重物的重力为，则该滑轮组的机械效率由表达式可知机械效率的大小与重物的重力大小有关，故A错误；B设物体上升速度为，则有设绳子端点的速度为，则有在匀速提升物体的过程中，设拉力做功的功率为，则有故B错误；C在匀
17、速提升物体的过程中，工人受到绳子的拉力为500N，根据平衡关系可求出地面对人的支持力根据力的相互性可知人对地面的压力也为人对地面的压强故C错误；D由F=得动滑轮重力为G动=nF-G物=2500N-800N=200N人的重力为600N，说明人拉绳子的力最大为600N，设重物重力最大为，则有变形可得说明使用该滑轮组，这个工人最多能提起1000N的物体，故D正确。故选D。6（2020辽宁朝阳初三二模）同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计则（）A手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙B手的拉力：F甲=F乙；机械效率：甲=乙C手的拉力：F甲F乙；机
18、械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙【答案】C【解析】甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，并且可以改变力的方向乙为动滑轮，由题知，G动=20NG，因此如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由可知，定滑轮的机械效率高，所以，故C正确为答案，选项ABD错误7（2020山西太原五中初二期末）将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）。则下列说法正
19、确的是A沿斜面向上的拉力0.3NB有用功0.36J，机械效率20%C有用功1.8J，机械效率20%D总功2.16J，机械效率83.3%【答案】D【解析】根据功的计算公式可求出额外功；再根据求出有用功；额外功与有用功相加可得出总功，再根据变形求出拉力F；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率。此过程所做额外功为有用功为所做总功为由W总=Fs可得拉力斜面的机械效率为故选D。8（2020江苏江阴初三零模）工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。从图象可知影响滑轮组机械效率的因素之一是_，动滑轮重_N。货物重270N时，工人
20、向下拉绳子的拉力是_N。【答案】物重G30100【解析】1机械中摩擦力及绳重忽略不计，由图像可知，物体重力增大时，滑轮组的机械效率增大，所以影响滑轮组机械效率的因素之一是物重G；2由图乙可知，当物重G=270N时，滑轮组的机械效率，因摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功。所以，滑轮组的机械效率解得：G动=30N。3由甲图可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=3，则货物重270N时，工人向下拉绳子的拉力是【点睛】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素和机械效率公式，明确滑轮组有用功和总功是关键。9（2020辽宁铁岭初三零模）在斜面上将一个重600N的
21、物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400N，拉动的距离s=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为_W，斜面的机械效率为_。【答案】6060【解析】(1)拉力所做的总功：拉力做功的功率：(2)拉力所做的有用功：斜面的机械效率：【点评】本题考查在斜面上的有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。10（2020辽宁朝阳初三二模）如图所示，用滑轮组拉动重100N的物体，在20 s内使物体A在水平方向上移动10 m，拉力F为40 N，地面对物体的滑动摩擦力为60 N，则拉力做功的功率为_ W，滑轮组的机械效率是_。【答案】4075%
22、【解析】1由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=2，所以绳子自由端移动的距离拉力做的功拉力做功的功率2滑轮组克服摩擦力做的功为有用功，即有用功拉力做的功为总功，则滑轮组的机械效率11（2020江苏工业园区初三二模）如图所示，重为3.2104 N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6104 W的功率匀速爬上高5m、长10m的斜坡，已知斜坡的机械效率为80%。求：(1)卡车爬坡时牵引力所做的总功；(2)卡车爬坡时的速度。【答案】(1)；(2)4.8m/s【解析】(1)卡车爬坡时做的有用功为卡车爬坡时牵引力所做的总功为(2)卡车爬坡时的牵引力为根据功率公式可知，卡车爬坡时的速度为答：(1)卡车爬坡时牵引力
23、所做的总功为；(2)卡车爬坡时的速度为4.8m/s。12（2020湖南桂阳初三一模）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。桶的质量忽略不计，g取10N/kg。（1）求桶中水的质量。（2）求这桶水对地面的压强。（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N求该滑轮组的机械效率。【答案】（1）10kg；（2）500Pa；（3）83.3%【解析】(1)水的体积V0.01m3，水的质量：；(2)这桶水所受的重力：桶的质量忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：这桶水对地面的压强：；(3)由图知，承担物重的绳子股数n3，则滑轮组的机械效率：；答：(1)这桶水的质量为10kg；(2)桶对地面的压强为500Pa；(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
