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- 2021-05-11 发布
功、功率、机械效率
2．（2011沈阳）举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是 ( B )
A．W1=W2 P 1=P2 B．W1> W2 P 1>P2
C．W1> W2 P 1=P2 D．W1< W2 P 1F乙 B．F甲 ＜F乙
C．F甲 ＝F乙 D．条件不足，无法判断。
16. （2011淮安）用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用竖直向上的拉力为125N。物体上升2m的过程中，拉力所做的有用功为 ______ J，总功为 ______ J，动滑轮的机械效率为 _______ 。（g取10N/kg） 16.400 500 80%
8．(201l兰州)如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为（Ｄ ）
A．80% 800J
B．80% 1000J
C．62.5% 200J
D．80% 200J
拉杆
配重
第22题图
22．（2011盐城）（6分）小明健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在 2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：
（1）所拉配重块的重力；
（2）2s内配重块运动的速度；
（3）此过程中拉力器的机械效率．
22．本题共6分．
解：（1）
（2）
（3）
19．．(2011广东)（6分）用如图18所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。在这个过程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少?
（3）滑轮组机械效率是多少?
27. .(2011武汉)（8分）甲图是大型超市内常见的自动人行道，它能方便快捷地运输顾客和货物上下楼，乙图是其构造示意图，丙表是其部分参数（表中“运输能力”是指每小时运输的顾客和货物所受的总重力）。
效率 80%
提升高度 4.8m
额定运输能力 5.4×106N/h
额定速度 0.6m/s
（1）图乙中顾客A站在静止的自动人行道上，请画出他受到的重力和支持力的示意图。
（2）自动人行道以额定速度上行时，假设站在一楼地板上的观察者看到自动人行道上的顾客处于静止状态，则该顾客一定______（填“顺”或“逆”）着自动人行道上行的方向运动，他相对于观察者的速度是______。
（3）自动人行道的电动机的额定输入功率是多少瓦？
27.（8分）（1）重力和支持力的示意图如下图所示：
（2）逆；0
（3）∵η=W有W总=GhPt∴P=Ghηt=5.4×106N×4.8m0.8×3.6×103s=9×103W
17. .(2011武汉)如图所示，一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为 B
A.4×102W B.4×103W
C.1.8×104W D.1.8×105W
29．（2011连云港）（6分）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。求在此过程中：
（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率。
40．（2011年襄樊市）(5分)体育活动中也包含很多物理知识。下表是杨威同学的一次体育测试成绩
请你根据表格中提供的信息进行下列有关计算：(g取10N／kg)
(1)杨威同学100m跑的平均速度是多大?
(2)在图14中，杨威同学的重量是500N，A点为此时的重心，请你根据图中数据求出支持力F的大小；
(3)杨威同学用4s把杠铃举起了2m，则他举起杠铃的功率是多少?
30．（2011年襄樊市）小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面，从斜面底端拉到顶端。则斜面的机械效率为 。
62.5%
19．（２０１１无锡）小华同学用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其作匀速直线运动．若该物体在10s内移动5m，则在此过程中它的速度为 ▲ m／s，小华做的功是 ▲ J，功率是 ▲ W．
0.5 500 50
12．（２０１１无锡）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
Ｃ
A，绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
29．（2011年福州市）（4分）如图21所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且＿＿＿＿拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是＿＿＿＿＿N，则滑轮组的机械效率是＿＿＿＿＿。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将＿＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计摩擦）
（1）、匀速 2.4 75% （2）、增大
27．（2011年杭州市） (5分）如图所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中Gl > G2，则所用的拉力F1 F2（选填“＞”、“＜”或“=”），其机械教率η1 η2填“＞”、“＜”或“=’）
大于 大于
24．（2011年福州市）（9分）2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图13所示。该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。问：在测试过程中，
（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？
21．（２０１１安徽）斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。图示为倾角θ=30。的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m
(1)求拉力F做的功；
(2)若斜面的高度H一定，倾角θ可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端．θ越小,F越小。
18．（２０１１安徽）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在O点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至G，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
1、（2011江西）物理公式是指物理规律的高度概括，其中令你印象最深的两个公式是 和 。 G=mg W=FS
26．（2011苏州）(6分)如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的信息：
物重G/N
0A/m
0B/m
A端上升的髙度h/m
B端下降的竖直距离s/m
40
0.8
0.4
0.2
0.1
(1)若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小；
(2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率
26．（1） 80 N （2）9 J 88.9%
12. （2011苏州）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％.则下列选项错误的是 A
A.拉力大小一定是125N B.有用功一定是150J
C.总功一定是250J D.动滑轮重一定是100N
26．（２０１１宁夏）如图所示，拉力F=125Ｎ，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%。则下列说法正确的是 （ ） A
A. 绳子自由端移动距离为6m
B.物体重是375Ｎ
C. 拉力F做的功是250Ｊ
D. 拉力F的功率为25W
10、（2011广安）在图6的四种情境中，人对物体做功的是（ B ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
22．（2011湛江）2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”．
今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4．6×107 J／kg(假设汽油完全燃烧，g取10N／kg)．求：
(1) 汽车静止时对路面的压强．
(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率．
（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？
22.解：(1)汽车静止时对地面的压力 F=G=mg=1.8×103kg×10N／kg=1.8×104N ………（1分）
汽车静止时对地面的压强 2×105Pa ………（1分）
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率
P=FV=1000N×25m/s=2.5×104W ………（2分）
(3) 全程往返约250km牵引力所做的功
W=FS=1000N×2.5×105m=2.5×108J ………（2分）
由得
全程往返约250km需要汽油的质量为：
………（1分）
24．（2011湛江）在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
图12
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总 功
W总/J
斜面的机械效率
①
300
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
②
300
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
③
450
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_________移动（填“左”或“右”）．
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_______%，第②次实验中总功为______J．
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：__________________________．
（4）此实验主要用到的研究方法是__________．
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与______（写出一个）有关．
24.（1）匀速 左 (2)60 3.0 （3）A 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关.
（4）控制变量法
（5）斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等（合理均可得分）．
17．（2011潍坊）(4分)小红家正在装修房子，她设计了如右图所示的搬运方案，帮助工人师傅将沙子、水泥等材料运到四楼阳台。四楼阳台到地面的距离为9m，若工人用500N的力将重为800N的材料提到四楼阳台，他做的有用功是_________J，该装置的机械效率=_________。
17．7200 80%
F
甲
G
7．（2011成都）（6分）为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图24（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图24（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图24（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1~2s内，拉力F做的功W。
（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。
t/s
1
3
0
2
F/N
乙
10
50
30
20
40
t/s
1
3
0
2
υ/（m/s）
丙
1．25
2．50
2．50
t/s
1
3
0
2
h/m
丁
1．25
3．75
图24
7．（6分）解：（1）在2~3s内，重物做匀速运动，υ3=2．50 m/s，拉力F3=40 N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。
P= F3υ3=100 W （1分）
η=（W有用/W总）×100%=[Gh3/（3F3h3）] ×100% =83．33% （1分）
（2）在1~2s内，拉力F2=50 N，重物上升高度h2=1．25 m
W=3F2h2 （1分）
代入数据解得W=187．5 J （1分）
（3）设动滑轮重为G动
G动=3F3-G=20 N
在0~1s内，拉力F1=30 N。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。
支持力F支=G+G动-3 F1=30 N （1分）
重物对地面的压力F压= F支=30 N
P=F压/S=30 N/（5×10-2 m2）=600 Pa （1分）
15、（2011广安）小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m ，他用250N的拉力拉了10s，下列说法正确的是：（g 取10N/kg） ( B )
A、有用功为200J B、额外功为500J
C、动滑轮的机械效率为75% D、小均的功率为200W
第31题图
31．（2011南京）(6分)如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体，所用的拉
力为200 N，在5s内物体升高的高度为2 m．此过程中，求：
(1)有用功；
(2)总功的功率；
(3)定滑轮的机械效率．
4、(2011威海)图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则： B
A、FA＝FB，WA＝WB B、FA＜FB，WA＝WB C、FA＜FB，WA＜WB D、FA＞FB，WA＞WB
14(2011威海)、如图所示，装修工人用滑轮组把重为300N的货物在25s内匀速提高到10m高的楼上，所用拉力为125N，则工人做功的功率为 W，该滑轮组的机械效率是 。
14、150 80%
17．（2011铜仁）小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。
（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？
解：（1）由题意可知，向下拉绳子时，承担动滑轮及重物的绳子股数：。
（2）人的拉力F=600N，移动距离s=1.5m, 时间t=10s
则，人的拉力做功的功率为
（3）重物G上升高度h=0.5m，机械效率％
机械效率 ％
所以 重物G=1260N
重物的质量
答：人的拉力做功的功率是90W；被吊起重物的质量是126kg.
25．（2011大连）(6分)水平地面上有一个重为4000N的箱子，箱子的底面积为4m2。现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图8所示。钢丝绳上的拉力为2500N。试求：
(1)起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少?
(2)起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
(3)钢丝绳上拉力的功率是多少?
25.（6分）解：（1）p＝F/S＝G/S （1分） ＝4000N/4m2＝1000Pa （1分）
（2）W有＝F1h＝Gh＝4000N×3m＝12000J （1分）
W总＝F2s＝F2·2h＝2500N×2×3m＝15000J （1分）
η＝W有/W总＝12000J/15000J＝80% （1分）
（3）P＝W总/t＝15000J/10s＝1500W （1分）
答：（1）起重机起吊前，箱子对地面的压强是1000Pa。
（2）起重机起吊该箱子的机械效率是80%。
（3）钢丝绳上拉力的功率是1500W。
15．．(2011台州市)如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于
A．手指对杆没有做功 B．杆所受重力与支持力是一对平衡力
C．指尖受杆挤压发生形变 D．杆与手指间力的的作用是相互的
答案：B
8. (2011山东济宁) 一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J,则拉力的大小为 N。 20
19．(2011重庆)2011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮——“长江黄金l号”在重庆朝天门下水首航。如图18所示，一架重力为9×l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m，最后停在邮轮的停机坪上。 求：
(1)飞机竖直下降20s内的平均速度。
(2)飞机竖直下降20s内重力做的功。
图18
已知：G=9×l04N t=20s h=10m
求：v W
解：
答：(1)飞机竖直下降20s内的平均速度为0.5m/s; (2)飞机竖直下降20s内重力做的功为9×105J
35．（衢州卷）2011年3月11日，日本发生9.0级地震，地震引发海啸。受此影响，福岛第一核电站发生爆炸，多个反应堆机组起火。3月19日中国某企业向日本捐赠了一台62m臂长的泵车，该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。请完成下列问题：
(1)这台泵车从长沙启运，经过25小时、1200km的长途运输送达上海，再海运到日本。求运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是多少km／h?
(2)这台泵车在1小时内将180吨水注入到核反应堆机组内，假设注水高度为50m，求该泵车需对这些水做功多少?
解：(1)v=S／t =1200千米／25时＝48千米／时
(2)G=mg =180000千克×10牛／千克=1．8×106牛
W=Fs=Gh =1．8×106牛×50米=9×107焦
答：(1)运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是48千米／时
(2)该泵车需对这些水做功9×107焦
4. （2011临沂）下图所示的过程中，人对物体做功的是 .B
37．（2011浙江义乌）为了参加义乌市中学生承重塔制作比赛，某校进行了选拔。丁丁同学用横截面积为0.06厘米2的均匀竹签等材料制成了一个质量为60克
、高为50厘米的三棱柱形承重塔。，（总共只有3根竹签与地面接触，g取10牛/千克）
求：
（1）把放在地面上的3千克物体放到承重塔上时
至少需要做多少功？
（2）放上该物体后承重塔对地面的压强是多少？
37.解：（1）W=FS（G=mg） …………………………………………………1分
=Gh=3千克×10牛/千克×0.5米=15焦………………………1分
（2） ………………1分
=1.7×106帕 …………………
甲
乙
图3
10．(2011年广州市初中毕业)用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
21．(2011年广州市初中毕业)（9分）如图12，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
30°
图12
(1)对水平路面的压强；
（2）爬坡时的牵引力；
（3）爬坡时的速度．
解：G=3.2×104N P=9.6×104W S=0.5m2 =80%
(1) p=F/S=G/S=3.2×104N/0.5m2=6.4×104Pa
(2) W有=W总× ①
W有=Gh ②
s =2h (倾角为30°) ③
由①~③得
s=2 W总/G
∴ F引= W总/s=W总×G/2W总×=G/2=3.2×104N/2×0.8=2×104N
(3) 由P=F引v
v=P/F引=9.6×104W/2×104N=4.8m/s
7．(2011重庆)如图5所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是( D )
A．对物体做的功是额外功
B．拉力F做的功是有用功
C．拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍
D．增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
图5
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