微专题1　功、功率、机械效率的计算 课件2024-2025学年 初中物理沪粤版九年级上册

[默写、古代诗歌阅读及文言文阅读对应九上第三单元内容] 类型3 类型1 类型2 微专题1　功、功率、机械效率的计算 第十一章　机械功与机械能 1 类型1 功和功率的比例问题 返回目录 1.甲、乙两车都在平直的公路上匀速行驶，甲、乙两车的牵引力之比为3∶4，速度之比为2∶3，则在相等的时间内，甲、乙两车通过的路程之比为________，甲、乙两车牵引力所做的功之比为________，功率之比为________。 2.两台机器的功率之比为5∶1，则它们在相同时间内做的功之比为________，做同样多的功所需的时间之比为________。 2∶3 1∶2 1∶2 5∶1 1∶5 3.甲、乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶(杆长相同)时，甲用8 s，乙用9 s，若甲、乙两人的体重之比为4∶3，则甲、乙两人爬到杆顶做的功之比是________，甲、乙两人做功的平均功率之比是________。 4∶3 3∶2 类型2 功和功率的计算 返回目录 4.(2023巴中)如图1所示，重为1 000 N的木箱在水平拉力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木箱重力的 0.3倍。经过5 s，地面对木箱的支持力做的功为________J，拉力F做功的功率为________W。 图1 0 150 5.重为450 N的小明背着2 kg的背包周末去爬山，他先在水平路面步行500 m到达山脚，再用了30 min 爬一座高150 m的小山，则在水平路面上小明对背包做的功为________J；爬山过程中小明克服自身重力做的功为____________J，功率为________W。(g取10 N/kg) 0 6.75×104 37.5 6.小哲想粗略测算自己在单杠上做引体向上的功率。如图2所示，他用0.5 min做了10个引体向上，已知小哲的质量为48 kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.5 m，则他每次引体向上所做的功为________J，他做引体向上的功率为________W。(g取10 N/kg) 图2 240 80 7.(2023绵阳)“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时，按照如图3所示的姿势，提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃的质量为15 kg，训练者60 s完成一组训练，每组12次动作，每次提升哑铃的竖直高度是30 cm。则训练者在1次提升哑铃的过程中做功为________J，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率为________W。(g取10N/kg) 图3 45 9 8.正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，那么在1 h内心脏做的功为________J，这些功可把一个质量为50 kg的人匀速举高________m。(g取10N/kg) 5 400 10.8 9. 如图4所示，为惠山森林公园盘山公路，它的竖直高度可达330 m，公路全长约6 km。一辆质量为1.5 t的家用汽车在3000 N的牵引力作用下，从山底行驶到山顶，用时5 min，牵引力做功为__________J，克服重力做功为____________J，牵引力做功的功率为________W。(g取10N/kg) 图4 1.8×107 4.95×106 6×104 10.如图5所示，重50 N的物体A，在水平向左的拉力F的作用下，以5 cm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为10 N。若弹簧测力计重、滑轮重以及绳与滑轮之间的摩擦忽略不计，则拉力F为________N，物体A受到的摩擦力为________N，拉力的功率为________W。 图5 10 20 1 类型3 机械效率 返回目录 11.沈燕家最近买了一辆汽车。若汽车以60 kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图6所示。求： (1)经过20 s，汽车发动机所做的功； (2)当汽车保持匀速直线运动时，受到的阻力。 图6 12.(2023东莞期末)工人用如图7所示的滑轮组将一箱重960 N的装修材料匀速提高3 m，用时1 min，所用拉力为300 N，不计箱子重、绳重和摩擦，工人所做的功为________J，拉力做功的功率为________W，该滑轮组的机械效率为________。 图7 3 600 60 80% 13.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。如图8所示，工人用斜面把质量为120 kg的重物推到高为1 m的车上，推力为500 N，斜面的机械效率为80%，则斜面长为________m，推力做的额外功是________J，重物受到的摩擦力为________N。(g取10 N/kg) 图8 3 300 100 14.《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图9所示。若接水槽离取水处高3 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5 kg，筒车旋转一周所用时间为60 s。若水流冲击筒车的功率为50 W，则筒车旋转一周取水的机械效率是________%。(g取10 N/kg) 图9 60 15.如图10是甲、乙两机械的参数，若将甲机械更换成乙机械，机械效率将________(选填“增大”“减小”或“不变”)，乙机械做的有用功为________J。 图10 减小 2 100 (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。 图11 17.某建筑工地用图12所示的滑轮组提升质量为72 kg的建材。当电动机对绳子施加300 N的拉力F时，建材以0.1 m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计绳重和摩擦，g取10 N/kg。求： (1)拉力F的功率； (2)滑轮组的机械效率。 图12 18.如图13所示，用滑轮组将一正方体物块在5 s内沿水平方向匀速拉动10 m，绳自由端施加的拉力F的大小为20 N，该滑轮组的机械效率为80%。求： (1)拉力F做的功； (2)拉力F做功的功率； (3)物体受到的摩擦力。 图13 参考答案： 1.2∶3　1∶2　1∶2　2.5∶1　1∶5　3.4∶3　3∶2 4.0　150　5.0　6.75×104　37.5　6.240　80　7.45　9　 8.5 400　10.8　9.1.8×107　4.95×106　6×104 10.10　20　1 11.解：(1)经过20 s，汽车发动机所做的功： W＝Pt＝60×103 W×20 s＝1.2×106 J 18.解：(1)由题图可知，n＝2， 则拉力端移动的距离： s＝ns物＝2×10 m＝20 m 拉力F做的功： W＝Fs＝20 N×20 m＝400 J 解：(1)经过20 s，汽车发动机所做的功： W＝Pt＝60×103 W×20 s＝1.2×106 J (2)由题图可知，汽车匀速直线运动时，速度：v＝30 m/s 由P＝＝＝Fv可得，牵引力： F＝＝＝2×103 N 由于汽车保持匀速直线运动时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，所以汽车受到的阻力：f＝F＝2×103 N 答：(1)经过20 s，汽车发动机所做的功为1.2×106 J； (2)当汽车保持匀速直线运动时，受到的阻力为2×103 N。 16.某品牌电动汽车(如图11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，电动汽车所受阻力为总重力的。关于该电动汽车，求： 解：(1)该电动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%。 解：(1)建材的重力：G＝mg＝72 kg×10 N/kg＝720 N 由题图可知，n＝3，则绳端移动的速度： v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s 拉力的功率： P＝＝＝Fv绳＝300 N×0.3 m/s＝90 W (2)滑轮组的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80% 答：(1)拉力F的功率为90 W； (2)滑轮组的机械效率为80%。 解：(1)由题图可知，n＝2，则拉力端移动的距离： s＝ns物＝2×10 m＝20 m 拉力F做的功： W＝Fs＝20 N×20 m＝400 J (2)拉力F做功的功率： P＝＝＝80 W (3)由滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可得，物体受到的摩擦力： f＝nηF＝2×80%×20 N＝32 N 答：(1)拉力F做的功为400 J； (2)拉力F做功的功率为80 W； (3)物体受到的摩擦力为32 N。 解：(1)由题图可知，n＝2，则拉力端移动的距离： s＝ns物＝2×10 m＝20 m 拉力F做的功： W＝Fs＝20 N×20 m＝400 J (2)拉力F做功的功率： P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(400 J,5 s) ＝80 W (2)由题图可知，汽车匀速直线运动时，速度：v＝30 m/s 由P＝＝＝Fv可得，牵引力： F＝＝＝2×103 N 由于汽车保持匀速直线运动时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，所以汽车受到的阻力：f＝F＝2×103 N 答：(1)经过20 s，汽车发动机所做的功为1.2×106 J； (2)当汽车保持匀速直线运动时，受到的阻力为2×103 N。解：(1)由题图可知，n＝2，则拉力端移动的距离： s＝ns物＝2×10 m＝20 m 拉力F做的功： W＝Fs＝20 N×20 m＝400 J (2)拉力F做功的功率： P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(400 J,5 s) ＝80 W 12.3 600　60　80%　13.3　300　100　14.60 15.减小　2 100 16.解：(1)该电动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%。 解：(1)建材的重力：G＝mg＝72 kg×10 N/kg＝720 N 由题图可知，n＝3，则绳端移动的速度： v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s 拉力的功率： P＝＝＝Fv绳＝300 N×0.3 m/s＝90 W (2)滑轮组的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80% 答：(1)拉力F的功率为90 W； (2)滑轮组的机械效率为80%。 (2)拉力F做功的功率：P＝＝＝80 W (3)由滑轮组的机械效率 η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可得，物体受到的摩擦力： f＝nηF＝2×80%×20 N＝32 N 答：(1)拉力F做的功为400 J； (2)拉力F做功的功率为80 W； (3)物体受到的摩擦力为32 N。 $$