1、第3节 功与机械效率第2课时 做功的快慢 机械效率第五章 简单机械与功 华师版 九年级1234提示:点击进入习题答案显示习题链接D5ABDD678910DB111213141516171819 A1一台功率为10 kW的机器,当它正常工作时,每分钟做功()A10 J B2.4107 J C104 J D6105 JD2(中考株洲)甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是()A甲 B乙 C丙 D丁A【点拨】由图像知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式P知,甲功率最大,做功最快。Wt3一列速度为200 km/h的火车从荆门站
2、驶出,在平直轨道上匀速行驶100 km,在运行过程中火车牵引功率为4 800 kW,则该列火车在这段时间内所做的功、火车受到的阻力分别是()A8.64109 J,4.8104 NB8.64109 J,8.64104 NC4.8109 J,4.8104 ND4.8109 J,8.64104 NB4在水平桌面上放一个重300N的物体,物体与桌面的摩擦力为60N,如图所示,若不考虑绳的重力和绳的摩擦,使物体以0.1 m/s的速度匀速移动时,水平拉力F及其功率的大小分别为()A20N,2 W B30N,6 WC60N,2 W D20N,6 WD物体匀速运动,可知物体受到的拉力和摩擦力是一【点拨】对平衡
3、力,大小相等,即 F 拉f60 N。由图可知,此滑轮组有三股绳子提供对物体的拉力,不考虑绳的重力和绳的摩擦,所以绳子自由端的水平拉力 F13F 拉1360 N20 N;水平拉力的功率 PWt Fst FvFnv物20 N30.1 m/s6 W,所以 A、B、C 错误,D 正确。5学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动,他们设计了三套方案:测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。其
4、中可行的是()A只有B只有 C只有 D都可以D6(2020益阳)一辆重型卡车正在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0104N。卡车行驶1 min后发动机做的功是_J,发动机做功的功率为_W。1.2107由 vst可得,卡车通过的距离 svt20 m/s60 s【点拨】1 200 m;在这段时间内卡车牵引力所做的功 WFs1.0104 N1 200 m1.2107J,卡车的牵引力做功的功率PWt Fst Fv1.0104N20 m/s2105W。2105 7(2020宜昌)生产生活中常常会用到各种机械设备,下列说法中不正确的是()A任何机械设备的效率总小于1B减小机械内部
5、摩擦可以提高其效率C提高机械设备的效率可以节能减排D使用机械设备做功越快,其效率越高D8(宁波月考)工人用如图所示的滑轮组将重为500 N的物体在4 s内匀速提升了2 m,若每个滑轮重40 N,不计绳重和摩擦,则在此过程中,下列说法正确的是()A绳端的拉力F为270NB拉力F的功率为270 WC额外功为160 JD有用功为1 080 JB9(中考聊城)如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,物体重6 N,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,物体上升高度为10 cm,此时弹簧测力计的示数为_N,滑轮组的机械效率是_。2.483.3%由图示弹簧测力计可知,其分度值为 0.2 N,示数【点拨】为 2.
6、4 N;由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数 n3,滑轮组的机械效率 W有用W总 100%GhFs 100%GhnFh100%GnF100%6 N32.4 N100%83.3%。10如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m,拉力大小为8 N,拉力移动的距离为0.25 m,该杠杆的机械效率为_,此杠杆属于_(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。90%省力【点拨】有用功 W 有用Gh18 N0.1 m1.8 J;拉力所做的功 W 总Fs8 N0.25 m2 J,杠杆的机械效率 W有用W总 100%1.8 J2 J 100%90%;使用时省力,为省力杠杆。1
7、1如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则F1_F2,P1_P2。(均填“”“”或“”)12(2020赤峰)学完功率一节后,老师布置了一项实践性作业:利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示):(1)_;(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h;(3)_;(4)上楼功率的表达式P_(g值用该字母表示即可)。用台秤测出自身质量为m mght用秒表测量出上楼所用的时间t 13(模拟苏
8、州)如图所示,斜面长s10 m,高h4 m,用沿斜面方向的推力F,将一个重为150 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,运动过程中物体克服摩擦力做了200 J的功,求:(1)运动过程中克服物体的重力做的功。(2)斜面的机械效率。(3)推力F的大小。解:(1)运动过程中克服物体的重力做的功 W 有用Gh150 N4 m600 J。(2)运动过程做的总功 W 总W 有用W 额600 J200 J800 J,斜面的机械效率 W有用W总 100%600 J800 J100%75%。(3)由于 W 总Fs,所以推力 FW总s 800 J10 m80 N。14(2020湖州模拟)如图所示,小汽车通过滑轮组
9、从竖直矿井中提升矿石,矿石以1m/s的速度匀速上升8m,已知矿石重2700N,动滑轮重300N,不计绳的重力及滑轮摩擦,求该过程中:(1)汽车拉力的大小;(2)汽车拉力的功率;(3)滑轮组的机械效率。解:(1)由图可知,n3,则汽车拉力的大小 F13(G 矿石G 动)13(2 700 N300 N)1 000 N;(2)汽车运动的速度为 v3v 矿石31 m/s3 m/s,汽车拉力的功率 PWt Fst Fv1 000 N3 m/s3 000 W;(3)滑轮组的机械效率 W有用W总 100%G矿石hG矿石hG动h100%G矿石G矿石G动100%2 700 N2 700 N300 N100%90
10、%。15(2020宁波月考)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材,质量为1.8103kg的石材放在水平地面上,在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%,滑轮组和绳子的自重不计。(g取10 N/kg)求:(1)石材受到的阻力;(2)在石材移动40 s过程中,工人做的有用功;(3)在石材移动40 s过程中,工人作用在绳子自由端的拉力F。解:(1)石 材 的 重 力 G mg 1.8103kg10 N/kg 1.8104N,石材受到的阻力 f0.1G0.11.8104N1 800 N;(2)由
11、乙图可得,在 t10 s 内石材移动的距离 s1.0 m,石材匀速运动的速度 vst1.0 m10 s 0.1 m/s,石材在 t40 s 移动的距离 svt0.1 m/s40 s4 m,因为石材做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则滑轮组对石材的拉力 F 拉f1 800 N,工人做的有用功 W 有用F 拉s1 800 N4 m7 200 J;(3)由 W有用W总 75%可得工人做的总功 W总W有用75%7 200 J75%9 600 J,由图知,n3,工人拉力端移动的距离sF3s34 m12 m,由W 总Fs可得工人的拉力FW总sF9 600 J12 m 800 N。1
12、6小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,将重为200 N的物体挂在杠杆的中点,用手竖直提起杠杆的另一端,使物体缓慢匀速上升,如图所示:(1)若不计杠杆自身重力和摩擦,则拉力F的大小为_。100 N(2)若不计摩擦,杠杆是一根重为50 N质地均匀的硬棒,小明利用杠杆将重物提升0.1 m,则机械效率的大小为_。(3)如果将该物体的悬挂点离支点近一点,匀速提升时杠杆的机械效率将_(填“变大”“变小”或“不变”)。80%变小17(中考莆田)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码,分别做了三次实验,实验数据记录在下表中。实验次数钩码所受重力G/N提升高度h
13、/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率120.11.00.366.7%240.11.70.378.4%360.12.40.3(1)在实验过程中,应沿竖直方向_拉动弹簧测力计。(2)在第3次测量中,滑轮组做的有用功是_J,机械效率为_。匀速0.00683.3%实验次数钩码所受重力G/N提升高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率120.11.00.366.7%240.11.70.378.4%360.12.40.3(3)分析表中数据可得出:同一滑轮组,提升钩码越重,机械效率越_(填“高”或“低”)。高(1)测绳端拉力 F 时,应尽量竖直向上匀速拉动弹【点拨】簧测力计且在拉动过程
14、中读数;(2)由第 3 组数据知,W 有用Gh6 N0.001 m0.006 J;W 总Fs2.4 N0.003 m0.0072 J;则 W有用W总 100%0.006 J0.0072 J100%83.3%;(3)由表格中数据可知,同一滑轮组,提升的钩码越重,机械效率越高。18(中考绍兴)学校新买了30套总质量为300千克的实验器材,每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。(1)该实验员在搬运中,对实验器材总共做功_焦。44 100(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示,每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示,那
15、么他搬完全部箱子,且回到开始搬运处,所用最短时间为_秒(计算结果精确到0.1)。1 501.8搬运质量m/kg 102030时间t/s406070【点拨】(1)实验器材受到的总重力 Gmg300 kg9.8 N/kg2 940 N,实验员在搬运中对实验器材做的功 WGh2 940 N15 m44 100 J。(2)从 P-m 图像中得出,当一次搬运 10 kg、20 kg、30 kg 时人的功率分别为:P140 W、P260 W、P355 W,因为 PWt,三种搬运方法对实验器材做的功相同,W44 100 J,所以三种方法搬运实验器材上楼用的时间 t1WP144 100 J40 W 1 102
16、.5 s,t2WP244 100 J60 W 735 s,t3WP344 100 J55 W 801.8 s;三种方法搬起箱子、放下箱子和下楼的时间:t140 s300 kg10 kg 1 200 s,t260 s300 kg20 kg 900 s,t370 s300 kg30 kg 700 s,三种搬运方法用的总时间:t 总1t1t11 102.5 s1 200 s2 302.5 s,t 总 2t2t2735 s900 s1 635 s,t 总 3t3t3801.8 s700 s1 501.8 s,即所用最短时间为 1 501.8 s。19利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5 m,高是2 m,拉力为F50 N,则该装置的机械效率为()A40%B50%C80%D100%A【点拨】有用功 W 有用Gh100 N2 m200 J;总功W 总Fs50 N25 m500 J;机械效率 W有用W总100%200 J500 J100%40%。