微专题1　功、功率、机械效率 --2023-2024学年沪粤版物理九年级上学期

微专题1　功、功率、机械效率 类型功、功率相关的比例问题 1．甲、乙两物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动，若甲、乙受到的拉力之比为3∶1，运动的速度之比为4∶1，则在相同时间内，拉力做的功之比为________，做功的功率之比为________。 2．在一次攀岩比赛中，甲、乙两个运动员的质量之比是9∶8，甲用时45 min完成比赛，乙用时40 min完成比赛，则甲、乙二人攀岩时做的功之比是________，功率之比是________。 3．功率相同的甲、乙两辆汽车正在匀速行驶，若相同时间内通过的路程之比s甲∶s乙＝3∶1，则它们做的功之比W甲∶W乙＝________，牵引力之比F甲∶F乙＝________，速度之比v甲∶v乙＝________。 类型功、功率相关的图像问题 4．放在粗糙程度相同的水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度v与时间t的关系图像和该拉力做功的功率P与时间t的关系图像分别如图1－甲、乙所示。在2～6 s内物体移动的距离是________m，拉力做的功是________J，拉力做功的功率是________W。 图1 5．一个物体在水平拉力的作用下沿水平面做直线运动，其路程s与时间t的关系如图2所示，下列说法正确的是 (　　) 图2 A．物体在20 s时的速度大于在8 s时的速度 B．0～12 s内物体所受的拉力大于12～24 s内物体所受的拉力 C．0～12 s内拉力做的功大于12～24 s内拉力做的功 D．0～12 s内拉力做功的功率小于12～24 s内拉力做功的功率 6．一辆轿车以9×104 W的恒定功率启动做直线运动，共运动了25 s，运动的v－t图像如图3所示。已知前15 s轿车行驶了总路程的一半，则前15 s轿车运动的距离是________m，20～25 s内轿车受到的阻力为________N，前15s轿车牵引力所做的功是________J。 图3 7．某中学新买了40箱物理实验器材，每箱器材重为100 N。实验员小王要把这批器材从楼底搬往5 m高的实验室，他搬运的功率P与器材重力G的关系如图4所示。为尽快把这批器材搬上去，他每次应搬运________个箱子；若不考虑小王的自重和搬起箱子、放下箱子及下楼的时间，则将这批器材都搬到实验室所需的最短时间是________s。 图4 类型机械效率 图5 8．如图5－甲所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重270 N的物体所用拉力为100 N，物体和绳端的运动情况如图5－乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是 (　　) A．拉力的功率为50 W 　　　　　 B．动滑轮重10 N C．该滑轮组的机械效率为90% 　　　　　 D．绳端移动的速度为0.5 m/s 9．某品牌电动汽车(如图6所示)满载时人与车的总重为2×104 N，在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶10 min，电机驱动的功率恒为50 kW，汽车所受阻力为总重力的。关于电动汽车，求： 图6 (1)匀速行驶时的牵引力； (2)匀速行驶过程中牵引力所做的功； (3)匀速行驶过程中电机驱动的效率。 10．如图7所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m。建筑工人用绳子将重为100 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10 s，沿斜面向上的拉力F为50 N。求： 图7 (1)有用功W有用； (2)拉力做功的功率P； (3)物体受到的摩擦力f； (4)该斜面的机械效率η。 11．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图8所示。在匀速吊起重为5 000 N的重物时，绳子自由端的拉力是2 000 N，重物在10 s内上升了1 m。在此过程中，求： 图8 (1)克服物体重力做的功； (2)拉力做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率。(计算结果保留到0.1%) 答案 1．12∶1　12∶1　2.9∶8　1∶1　3.1∶1　1∶3　3∶1 4．16　40　10　5.C　6.300　3×103　1.35×106 7．4　250　8.C 9．解：(1)由题意可得汽车匀速行驶时的牵引力： F牵＝f＝G＝×2×104 N＝2×103 N (2)由v＝可知，汽车通过的路程： s＝vt＝20 m/s×10×60 s＝1.2×104 m 匀速行驶过程中牵引力所做的功： W有用＝F牵s＝2×103 N×1.2×104 m＝2.4×107 J (3)由P＝可知，电机驱动做的总功： W总＝Pt＝50×103 W×10×60 s＝3×107 J 电机驱动的效率： η＝×100%＝×100%＝80% 答：(1)匀速行驶时的牵引力为2×103 N； (2)匀速行驶过程中牵引力所做的功为2.4×107 J； (3)匀速行驶过程中电机驱动的效率为80%。 10．解：(1)有用功： W有用