第2课时 功、功率及机械效率(word练习)-【卓文中考·精准巧练】2024年陕西中考物理复习

第九章　简单机械和功　机械能 （5～9分） 第2课时　功、功率及机械效率 真题模拟·知考向 命题点1 功、功率的相关计算 1.[2017陕西，6]如图所示，某工地用滑轮组将重为5 000 N的货物匀速提升6 m，所用时间为20 s，在绳的末端所用拉力为2 200 N，下列说法错误的是 （　 ） 第1题图 A.M处滑轮的作用是改变力的方向 B.提升货物过程中的有用功是3×104 J C.拉力的功率为660 W D.若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大 2.[2020陕西，22]海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104 t的海洋科学钻探船，甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在4 000 m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg） 第2题图 （1）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？ （2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）钻头在4 000 m深的海底受到海水的压强是多少？ （4）该钻探船以36 km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107 W，则船受到的牵引力是多少？ 3.[2018陕西，33]如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车,它采用了轻质铝合金装甲车体,进一步增强了水中浮渡能力,该两栖车装配有输出功率为1.1×106 W的发动机。 （1）在海面训练过程中，发射多枚炮弹后，车体向上浮起了一些，车体底部受到水的压强将　 　 ；在陆地上行驶，履带可以　 　车体对地的压强。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）两栖车的总质量约为30 t，在深水中漂浮时，它受到的浮力是多少牛？（g取 10 N/kg） （3）两栖车在陆地上以36 km/h匀速行驶72 km时，若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功，发动机做了多少焦耳的功？ 第3题图 命题点2 机械效率的相关计算 考向1　滑轮组机械效率的相关计算 4.[2022陕西,9]如图,这是一种塔式起重机。已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330 kg的物体时,滑轮组的机械效率是60%,g取10 N/kg。下列分析和计算错误的是（　 ） 第4题图 A.起重机的吊臂AOB可视为杠杆 B.物体上升2 m，滑轮组所做有用功是6.6×103 J C.物体上升2 m，滑轮组所做总功是1.1×104 J D.增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小 5.[2020陕西,16]某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750 N的沙子匀速提升了10 m,用时100 s。若工人所用的拉力为400 N,则拉力的功率为　 W,滑轮组的机械效率为　 　。使用该滑轮组既能　 　又能改变力的方向。使用滑轮组　 　（选填“能”或“不能”）省功。 第5题图 考向2　斜面机械效率的相关计算 6.[2021陕西，15]如图所示,工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力,将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为　 　J，斜面的机械效率为　 　%。使用斜面可以　 　（选填“省力”或“省功”）。 　　 第6题图 考向3　工程机械效率的相关计算 7.[2019陕西，33]图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如下表所示。 整机质量（空载）/kg 3 200 安全工作载荷/kg 200 起升电机额定电压/V 24 起升电机额定功率/kW 4.0 轮胎接地总面积/m2 0.08 （1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g取10 N/kg） （2）起升电机以额定功率工作时，将总重为1 000 N的人和作业工具以0.2 m/s的速度举高8 m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？ （3）此类机器机械效率一般较低的主要原因是：　 　。 第7题图 全国视野·立素养 一、选择题 1.[2023舟山]功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是 （　 ） A.人用力搬石头，没有搬动 B.叉车把货物从地面抬升到一定高度 C.人拎着书包沿楼梯走上二楼 D.人推小车通过一段距离 2.[2023长沙]如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中，下列说法正确的是 （　 ） 第2题图 A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快 C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快 3.[2023云南]如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则 （　 ） 第3题图 A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s B.拉力F为800 N C.拉力F的功率为360 W D.动滑轮的机械效率为90% 4.[2023衡阳]用如图所示的电动起重机将6 000 N的重物匀速提升了4 m，电动机的功率为5 000 W，此过程用时10 s。下列说法正确的是 （　 ） 第4题图 A.起重机对重物做的有用功是2×104 J B.起重机的电动机做的总功是6×104 J C.起重机的机械效率是48% D.若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变小 5.[2023荆州]一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500 N的物体,使物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10 s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150 N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是 （　 ） 第5题图 A.绳子自由端移动的距离为3 m B.拉力做的有用功为500 J C.拉力做的额外功为150 J D.拉力做功的功率为25 W 6.[2023达州]如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上,分别用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右运动,甲运动的s－t图象和乙运动的v－t图象分别如图丙、丁所示,已知F甲＝10 N，下列说法正确的是 （　 ） 第6题图 A.F甲＜F乙 B.甲、乙两图中AB之间的摩擦力均为10 N C.拉力F甲与拉力F乙的功率相等 D.甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等 二、填空题 7.[2023巴中]已知木箱重为1 000 N，在水平拉力F的作用下向右以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3 倍。经过5 s，地面对木箱的支持力做功　 　J，拉力F做功的功率为　 　W。 第7题图 8.[2023盘锦]如图所示滑轮组中定滑轮的作用是　 　。小铭用该滑轮组将重80 N的物体匀速提高,动滑轮重为20 N，不计绳重和摩擦，则小铭所用拉力F＝　 　N；若物重增大，该滑轮组机械效率将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 第8题图 9.[2023泰州]如图所示,供轮椅上下的斜坡长L＝4 m,高h＝2 m。小明用120 N的拉力平行于斜坡向上将重为200 N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为　 J,斜坡的机械效率为　 　（精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为　 　N。 第9题图 10.[2023郴州]如图所示，物体重10 N，每个滑轮重1 N，在F＝2.5 N的拉力作用下，物体上升了1 m，则拉力做的有用功是　 　J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为　 　J。 第10题图 三、综合题 11.[2023潍坊]图示为某公司研发的一款太阳能辅助电动车，车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的0.03倍,空气阻力与行进速度的关系为f＝kv2，k＝0.02 N·s2/m2。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比，用字母η表示，g取10 N/kg，求该车本次测试过程中： 整车质量：940 kg 行驶路程：54 km 行驶时间：0.5 h 消耗电能：5 kW·h 第11题图 （1）行驶的速度。 （2）牵引力做功的功率。 （3）推进效率η。 第九章　简单机械和功　机械能 第2课时　功、功率及机械效率 真题模拟知考向 1.C 2.解：（1）钻探船满载时受到海水的浮力 F浮＝G排＝m排g＝5×104×103 kg×10 N/kg＝5×108 N （2）变小 （3）钻头在4 000 m深的海底受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×4 000 m＝4.12×107 Pa （4）钻探船匀速航行的速度v＝36 km/h＝10 m/s 由P＝＝＝Fv可得，船受到的牵引力 F＝＝＝4×106 N 3.解：（1）减小　减小 （2）两栖车的重力 G＝mg＝30×103 kg×10 N/kg＝3×105 N 由于两栖车在深水中处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知，所受浮力等于其重力，即F浮＝G＝3×105 N （3）根据v＝可得，两栖车行驶所用时间 t＝＝＝2 h＝7 200 s 根据P＝可得，发动机做的功 W＝Pt＝1.1×106 W×7 200 s＝7.92×109 J 4.D　5.120　62.5％　省力　不能 6.3 000　75　省力 7.解：（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力 F＝G＝mg＝3 200 kg×10 N/kg＝3.2×104 N 对水平地面的压强 p＝＝＝4×105 Pa （2）该机器做的有用功 W有＝Gh＝1 000 N×8 m＝8×103 J 由v＝可得，该机器工作的时间 t＝＝＝＝40 s 由P＝可得，起升电机做的总功 W总＝Pt＝4×103 W×40 s＝1.6×105 J 机器的机械效率 η＝×100％＝×100％＝5％ （3）机器所做额外功较多（或自重较大） 全国视野立素养 1.A　2.D 3.D　【解析】A.由图乙可知，货物上升的速度v物＝＝＝0.5 m/s，滑轮为动滑轮， 绳子自由端移动的速度v＝2v物＝2×0.5 m/s＝1 m/s，故错误；B.不计绳重和摩擦,拉力F＝（G＋G动）＝×（720 N＋80 N）＝400 N,故错误；C.拉力F的功率P＝＝＝Fv＝400 N×1 m/s＝400 W,故错误；D.动滑轮的机械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝90％，故正确。 4.C　5.D 6.D　【解析】对整体受力分析,甲、乙中整体在水平方向上做匀速直线运动,则整体在水平方向上受力平衡,受到的摩擦力等于拉力；甲、乙中整体对水平地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同，所以受到的摩擦力大小相同,则拉力大小相同，即F甲＝F乙，故A错误，D正确；甲图中AB一起向右做匀速直线运动，A和B之间没有发生相对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以A受到的摩擦力大小为0；乙图中，B向右做匀速直线运动，B受到的摩擦力等于拉力，拉力为10 N，所以摩擦力为10 N，由于物体间力的作用是相互的,所以A受到的摩擦力为10 N,故B错误；由题意和图象可知，甲中物体运动的速度v＝＝＝3 m/s，乙中物体的运动速度为6 m/s；由于两种情况下的拉力相同，根据P＝＝＝Fv可知，拉力F甲与拉力F乙的功率不相等，故C错误。 7.0　150 8.改变力的方向　50　变大 9.400　83.3％　20 10.10　3　【解析】拉力做的有用功W有＝Gh＝10 N×1 m＝10 J,由图可知，每个动滑轮中吊起动滑轮绳子的股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝23×1 m＝8 m，则力F做的功W总＝Fs＝2.5 N×8 m＝20 J；总的额外功W额＝W总－W有＝20 J－10 J＝10 J,提起动滑轮所做的额外功W动额＝G动h1＋G动h2＋G动h3＝1 N×1 m＋1 N×2 m＋1 N× 4 m＝7 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功W摩擦额＝W额－W动额＝10 J－7 J＝3 J。 11.解：（1）行驶的速度 v＝＝＝108 km/h＝30 m/s （2）该车在行驶过程中所受摩擦力 f摩擦＝0.03G＝0.03mg＝0.03×940 kg×10 N/kg＝282 N 空气阻力 f空气＝kv2＝0.02 N·s2/m2×（30 m/s）2＝18 N 由于匀速直线运动时牵引力等于所受阻力，所以牵引力 F＝f总＝f摩擦＋f空气＝282 N＋18 N＝300 N 牵引力做功的功率 P＝＝＝Fv＝300 N×30 m/s＝9 000 W （3）牵引力做的功 W＝Fs＝300 N×54×103 m＝1.62×107 J 消耗的电能 W电＝5 kW·h＝5×3.6×106 J＝1.8×107 J 推进效率 η＝×100％＝×100％＝90％ 学科网（北京）股份有限公司 $$