专题15：功、功率-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题15 功、功率 考点1　功 项目 要点 做功的两个必要因素 （1）一是物体在力的方向上________； （2）二是________________________。 物体在力的方向上通过了一段距离指距离与力具有同向性和同时性，即物体移动的距离是力作用在物体上产生的功效。 力对物体不做功的三种常见情况 （1）有力无距离：有力作用在物体上，但物体没动，也就是物体没有通过距离，比如搬石头搬而未起，推车推而不动； （2）力与距离垂直：物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但距离与力的方向垂直。比如背着书包在平直公路上行走； （3）有距离没有力：物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，比如足球离开脚后在草地上滚动一段距离。 功的定义 力学中，功等于力与物体在力的方向上移动距离的________。 （1）分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； （2）公式中s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应 （3）功的单位“J”( N·m＝J)不要和力与力臂的乘积( N·m，不能写成“J”)单位搞混。 功的公式 W＝Fs 功的单位 国际单位中是焦耳(J) 考点2　功率 要点 说明 物理含义 功率用来表示做功的________。功率越大，表示做功越快。 （1）功率的大小由做功多少和做功时间的长短共同来决定，在分析问题时，不能认为做功多的物体就是功率大，因为做功时间不确定；也不能认为做功时间短功率就一定大，因为做功的多少不确定。功率大，表示该物体做功快，并不表示它做功一定多，做功的多少还跟做功的时间有关。 （2）定义式P＝适用于各种情况下功率的计算，有时也用其变形W＝Pt来计算功的大小，它算出的是平均功率。 定义 功与做功所用时间之比叫做________。 公式 定义式 P＝ 推导式 P＝________(用此公式计算，必须采用国际单位制)。 数值与 单位 功率在数值上等于单位时间内物体所做的功。国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)，1 W＝1 J/s；1 kW＝103 W。 推导式 P＝Fv只适用于做匀速直线运动的物体，它算出的是瞬时功率。 基础检测(限时30min) 1．“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 2．生活处处有物理，在下列情境中，人对物体做功的是（   ） A．工人推车前进 B．运动员举着杠铃不动 C．人推石头没有推动 D．小明抱着书水平匀速前进 3．如图所示，在50N的拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，不计滑轮重和绳重，下列说法中正确的是（   ） A．拉力F做的功为50J B．拉力F做功的功率为5W C．物体与地面的摩擦力为120N D．物体与地面的摩擦力为150N 4．如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为 W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1<W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P2 5．如图所示，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到长5m、高1.2m的斜面顶端，用时20s。此过程中，小车受到的支持力对小车 （选填“做功”或“不做功”）；小明的推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 6．小明骑着自行车在绿道进行锻炼，在水平公路上10s内行驶了50m，已知小明和自行车的总重为600N，骑车时受到的平均阻力是20N。这段时间内，重力对他做的功为 J，他克服阻力做的功为 J，这段时间内小明骑车的功率为 W。 7．在水平地面上，小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱 （选填“有”或“没有”）做功，小明对木箱做功为 J，小明做功的功率大小为 W。 8．我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示，快递公司用无人机运送包裹，无人机和包裹总重150N，快递员操作该无人机先以1m/s的速度沿竖直方向匀速上升40m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行40m。无人机在上升过程中，克服自身重力做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；无人机在上升过程中，克服总重力做功 J；在整个飞行过程中，无人机克服总重力做功的功率为 W。 9．同学们共同研究滑轮的特点： (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮不能省力， 改变力的方向；（填“能”或“不能”） (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物；如乙图所示。据此可知，使用动滑轮 省力， 改变力的方向；（填“能”或“不能”） (3)他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了如图丙所示的实验并记录部分数据填入相应表格中： 钩码重 钩码上升高 测力计拉力 测力计移动距离 2 0.1 0.8 0.3 由实验数据可知，用该滑轮组提升钩码时克服钩码重力所做的功为 ，拉力做的功为 ，由此可得出的结论是：使用滑轮组 （“能”或“不能”）省功。 10．小星想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率 （不计绳重）。 （1） 实验需要测量的物理量： ①用磅秤测量自己的质量m； ②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用秒表记录跳n次绳所用的时间t。 （2） 跳绳时平均功率表达式P= ； （3）为计算方便，若设小黄的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据图象所给的信息可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内，他跳绳的个数是 个，在1min 内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/ kg） （4）在参加中考体育考试时，小星认为跳绳时每次跳的高度不宜太高，这可节省体力更好的参加体考的其它项目，这一观点是 （选填“正确”或“不正确”） 的。 （5） 小黄想和华哥比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则( ) A．频率相同，体重大的功率大        B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小        D．体重相同，跳的时间长的功率大 11．用的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，内小车前进了，则在这段时间内： (1)推力做功是多少？ (2)推力的功率是多大？ 12．如图所示，工人将长木板搭在车厢上构成斜面，然后用180N沿斜面向上的推力将重720N的货物推上车厢，用时15s。求： (1)工人推力做的功是多少？ (2)工人推力做功的功率是多少？ 拔高检测(限时30min) 13．如图所示，人直接用F1的力匀速提升重物B，所做的功是W1，功率为P1；若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度，且人的拉力为F2，所做的功是W2，功率为P2，绳重、摩擦忽略不计，下列说法错误的是（　　） A．F2一定小于F1 B．W2一定大于W1 C．P1可能等于P2 D．使用滑轮组费距离 14．一货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动，（不考虑空气阻力和钢索的重力），货物运动的路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．4s时钢索的拉力大小大于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的动能小于10s时的动能 C．0~6s内钢索拉力做的功小于6~12s内钢索拉力做的功 D．0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率 15．如图所示，用甲、乙两个滑轮组成甲、乙两个滑轮组分别将两个物体G1、G2在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，机械效率分别为η1和η2，若此过程中η1＜η2，（不计绳重和摩擦）则下列说法一定正确的是（　　） A．若G1=G2，则F1=F2 B．若G1＜G2，则F1＜F2 C．若G1=G2，则P1>P2 D．若G1＜G2，则P1>P2 16．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了图甲滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的运动速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和图丁。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列正确的是（　　） A．在0～1s内，动滑轮对物体做功200J B．在1～2s内，拉力F做的功为375J C．在2～3s内，拉力F的功率为300W D．在2～3s内，滑轮组的机械效率η为53% 17．已知雨滴在空中运动时所受到的阻力（为运动速度，为常数）。若有两个雨滴从同一高度落下，其质量分别为、，落到地面前均已做匀速直线运动，则匀速运动阶段两雨滴重力做功的功率之比为 ；整个过程中，重力做功之比为 。（用题中物理量的符号表示） 18．如图所示，水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中，推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻，木箱受到的摩擦力f= N，在0~1s内，推力对木箱所做的功 J，在3~5s内，推力对木箱所做功的功率为 W。 19．人体肺的主要功能是进行气体交换，通过呼吸将氧气传送到血液中，并排出静脉血中的二氧化碳。我国的体外膜肺氧合（ECMO）的核心部分是膜肺（人工肺）和血泵（人工心脏）。该技术的原理是将体内的血液引出体外，如图所示，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到替代部分心肺的作用。正常人的心脏在一次搏动中泵出血液的体积约80mL，一次搏动中推动血液流动的平均压强为，则心脏博动一次对血液所做的功为 J，假设正常人心脏每分钟搏动75次，正常人心脏每分钟推动血液流动的平均功率为 W。 20．形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力，均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动，且毛巾比玻璃粗糙；N对水平面的压力为，受到的摩擦力为；M对水平面的压力为，受到的摩擦力为。    (1)N、M受到摩擦力 （选填“”、“”或“”）；两个实心方块对水平面的压力 （选填“”、“”或“”），判断依据是： ； (2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。 21．某个学习小组做了以下实验： (1)测量小明上楼的功率，需要的测量仪器为 ，下表是他设计的实验记录表格，请把表格表头补充完整 同学的质量m/kg 上楼的高度h/m 上楼的功率P/W (2)小华通过走楼梯的方式将一大包书搬到四楼，有两种方法：一是把所有书一次搬到四楼；二是先将部分书搬到四楼，再搬剩下的书，假设他上、下楼的速度相同，则： ①第一种方法的上楼功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）第二种方法的上楼功率； ②第一种方法的机械效率 第二种方法的机械效率。 (3)小军借助跳绳APP数据估测跳绳的功率，若他自身质量为60kg，每次跳起的高度约为4cm，根据图中数据，他一分钟连续跳 次，每跳一次克服重力做的功是 J，跳绳的平均功率是 W。 22．风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组的同学制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，并想要探究“风车做功的功率与风速有什么关系”，实验装置如图所示。 电风扇挡位 钩码的重力/N 提升钩码到A点的时间/s 1 0.5 15 2 0.5 13 3 0.5 10 ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用停表记录提升钩码到A点所需的时间； ③将电风扇调到不同挡位（电风扇挡位越高，风速越大），重复上述步骤。并将所得数据记录在表格中； (1)实验中，通过比较 来比较风车做功功率的大小，这里用到的实验方法是 ； (2)实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率 （用含上述物理量符号的式子表示）；实验中还应该准备的测量工具有停表和 ； (3)由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率 ； (4)兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益 （选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 风速/（） 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 23．如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重为800N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F，物体A被竖直匀速提升0.5m，用时5s，此时，工人对水平地面的压力为100N。已知：工人重为600N，工人与地面的接触总面积约为。不计绳重和轴摩擦。 (1)求此时工人对水平地面的压强； (2)求绳端拉力的功率； (3)求该滑轮组的机械效率。 24．如图1所示为某型号车装转盘式回转钻机，其配备有液压双卷扬机塔架滑轮组、水龙头两侧吊环联动辅助加压装置，遇到泥岩、强风化、基岩等地层结构可以辅助加压钻进，以提高成孔效率；其主要技术参数如表、塔架简化图如图2所示。（g取10N/kg） 电动机单绳最大拉力（） 40 大钩最大提升能力（） 100 钻塔高度（mm） 15000 空载重量（kg） 27500 发动机 额定输出功率（） 194 与地面接触的总面积（） 0.4 转速（r/min） 2300 水平路面行驶最大速度（km/h） 72 (1)整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是 N。 (2)当大钩以0.2m/s的速度匀速吊起质量为的钻头时，钻头的重为 N，把钻头拉到15m高时，克服钻头重力做的功为 J，此时单绳的拉力为，单绳拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 %（结果保留整数）。 (3)请你提出一条提高此类机器机械效率的措施 （写出一条合理即可）。 25．阅读短文，回答问题： 塔式起重机 塔式起重机常用于工业与建筑施工，另外也较多用于造船、电站设备安装、水工建筑、港口和货场物料搬运等。 为了防止塔式起重机在吊起重物时发生倾倒，人们在起重臂的反方向上用钢架做成平衡臂，并在其末端加配重物，起重机吊臂上安装滑轮组，由多个定滑轮和动滑轮组成，发动机提供很小的力就能吊起很重的物体。 如图甲所示的塔式起重机，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，OE=10m，OD=25m。起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度的过程中，在加速阶段，拉力大于重力，拉力恒定，速度均匀增加；匀速阶段，拉力减小到和重力相等，速度恒定； 在减速阶段，拉力小于重力。在转折点，速度不变拉力突变。 (1)塔式起重机上安装配重物是为了（   ）； A．美观 B．确保塔式起重机不会翻倒 C．减小塔式起重机所吊重物的重力 D．增大塔式起重机的机械效率 (2)当滑轮组放在E点时塔式起重机能起吊重物的最大质量是2t，则当滑轮组移到D点时能够安全起吊重物的最大质量是 t； (3)若用此塔式起重机将1.2t的钢材先竖直匀速吊起10m，然后沿水平方向缓慢旋转90°后送到指定位置，在此过程中塔式起重机对钢材做的功是 J； （g=10N/ kg） (4)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度-时间图像如图乙所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是下图中的（    ）。 A． B． C． D． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15 功、功率 考点1　功 项目 要点 做功的两个必要因素 （1）一是物体在力的方向上移动的距离； （2）二是作用在物体上的力。 物体在力的方向上通过了一段距离指距离与力具有同向性和同时性，即物体移动的距离是力作用在物体上产生的功效。 力对物体不做功的三种常见情况 （1）有力无距离：有力作用在物体上，但物体没动，也就是物体没有通过距离，比如搬石头搬而未起，推车推而不动； （2）力与距离垂直：物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但距离与力的方向垂直。比如背着书包在平直公路上行走； （3）有距离没有力：物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，比如足球离开脚后在草地上滚动一段距离。 功的定义 力学中，功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。 （1）分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； （2）公式中s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应 （3）功的单位“J”( N·m＝J)不要和力与力臂的乘积( N·m，不能写成“J”)单位搞混。 功的公式 W＝Fs 功的单位 国际单位中是焦耳(J) 考点2　功率 要点 说明 物理含义 功率用来表示做功的快慢。功率越大，表示做功越快。 （1）功率的大小由做功多少和做功时间的长短共同来决定，在分析问题时，不能认为做功多的物体就是功率大，因为做功时间不确定；也不能认为做功时间短功率就一定大，因为做功的多少不确定。功率大，表示该物体做功快，并不表示它做功一定多，做功的多少还跟做功的时间有关。 （2）定义式P＝适用于各种情况下功率的计算，有时也用其变形W＝Pt来计算功的大小，它算出的是平均功率。 定义 功与做功所用时间之比叫做功率。 公式 定义式 P＝ 推导式 P＝Fv(用此公式计算，必须采用国际单位制)。 数值与 单位 功率在数值上等于单位时间内物体所做的功。国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)，1 W＝1 J/s；1 kW＝103 W。 推导式 P＝Fv只适用于做匀速直线运动的物体，它算出的是瞬时功率。 基础检测(限时30min) 1．“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 【答案】B 【解析】抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，克服樱桃重力做功W=Gh，重力和高度度相同，所以克服樱桃重力做功相同，故CD错误；爷爷用时更短，根据，做功相同，所用时间越短，功率越大，故A错误，B正确。 故选B。 2．生活处处有物理，在下列情境中，人对物体做功的是（   ） A．工人推车前进 B．运动员举着杠铃不动 C．人推石头没有推动 D．小明抱着书水平匀速前进 【答案】A 【解析】A．工人推车前进，人给车一个向前的力，车向前移动了距离，人对车做功，A符合题意； B．举着杠铃不动，人给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，B不符合题意； C．人没有推动石头，人对石头施加了力，但没有移动距离，人对石头没有做功，C不符合题意； D．小明抱着书水平匀速前进，人给书一个竖直力，而书没有在力的方向上通过的距离，所以没有做功，D不符合题意。 故选A。 3．如图所示，在50N的拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，不计滑轮重和绳重，下列说法中正确的是（   ） A．拉力F做的功为50J B．拉力F做功的功率为5W C．物体与地面的摩擦力为120N D．物体与地面的摩擦力为150N 【答案】C 【解析】A．由可得物体移动的距离 s物=v物t=0.1m/s×10s=1m 由图知，n=3，绳子自由端移动的距离 s=ns物=3×1m=3m拉力做的总功 W总=Fs=50N×3m=150J 故A错误； B．拉力做功的功率 故B错误； CD．由可得，克服物体与地面间滑动摩擦力做的有用功 W有用=ηW总=80%×150J=120J 由W有用=fs物可得，物体与地面间滑动摩擦力 故C正确，D错误。 故选C。 4．如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为 W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1<W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P2 【答案】C 【解析】从最高点下摆到最低点的过程中，小华和小红的重力做功分别为 W1=G1h W2=G2h 因为h相同，且G1>G2，则W1>W2；根据知，小华和小红的重力做功的功率分别为 因为t相同，W1>W2，所以P1>P2；故C正确，ABD错误。 故选C。 5．如图所示，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到长5m、高1.2m的斜面顶端，用时20s。此过程中，小车受到的支持力对小车 （选填“做功”或“不做功”）；小明的推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 【答案】 不做功 37.5 80% 【解析】[1]由于支持力与斜面垂直，而小车沿着斜面移动，即小车没有在支持力的方向上移动距离，因此此过程中，小车受到的支持力对小车不做功。 [2]推力做的总功 W总=Fs=150N×5m=750J 推力做功的功率 [3]推力做的有用功 W有=Gh=500N×1.2m=600J 斜面的机械效率 6．小明骑着自行车在绿道进行锻炼，在水平公路上10s内行驶了50m，已知小明和自行车的总重为600N，骑车时受到的平均阻力是20N。这段时间内，重力对他做的功为 J，他克服阻力做的功为 J，这段时间内小明骑车的功率为 W。 【答案】 0 1000 100 【解析】[1]小明骑车在水平公路上行驶了一段距离，在重力的方向上没有移动距离，因此重力对他没有做功，即重力做功为0。 [2]小明骑车克服阻力所做的功为 W=fs=20N×50m=1000J [3]这段时间内小明骑车的功率为 7．在水平地面上，小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱 （选填“有”或“没有”）做功，小明对木箱做功为 J，小明做功的功率大小为 W。 【答案】 没有 120 12 【解析】[1]小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，因重力的方向竖直向下，而箱子水平移动的方向与重力方向垂直，故在这个过程中，木箱所受重力对木箱没有做功。 [2][3]小明对木箱做功为 W=Fs=20N×6m=120J 小明做功的功率大小为 8．我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示，快递公司用无人机运送包裹，无人机和包裹总重150N，快递员操作该无人机先以1m/s的速度沿竖直方向匀速上升40m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行40m。无人机在上升过程中，克服自身重力做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；无人机在上升过程中，克服总重力做功 J；在整个飞行过程中，无人机克服总重力做功的功率为 W。 【答案】 额外 6000 100 【解析】[1] 快递公司用无人机目的是为了运送包裹，故对包裹做的功为有用功，克服无人机自身重力做的功为额外功。 [2] 无人机的重力150N，无人机在上升过程中需要克服重力做功为 [3]上升飞行的时间为 水平飞行的时间为 整个飞行过程的时间为 水平飞行时，没有竖直方向上移动距离，故没有克服重力做功，则在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 9．同学们共同研究滑轮的特点： (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮不能省力， 改变力的方向；（填“能”或“不能”） (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物；如乙图所示。据此可知，使用动滑轮 省力， 改变力的方向；（填“能”或“不能”） (3)他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了如图丙所示的实验并记录部分数据填入相应表格中： 钩码重 钩码上升高 测力计拉力 测力计移动距离 2 0.1 0.8 0.3 由实验数据可知，用该滑轮组提升钩码时克服钩码重力所做的功为 ，拉力做的功为 ，由此可得出的结论是：使用滑轮组 （“能”或“不能”）省功。 【答案】(1)能 (2) 能 不能 (3) 0.2 0.24 不能 【解析】（1）由图可知，使用定滑轮拉物体，改变拉力的方向但力的大小不变，都等于物体的重力，故可得：使用定滑轮不能省力但能改变力的方向。 （2）[1][2]由图可知，使用动滑轮，拉力小于物体的重力，但拉力的方向仍然向上，说明使用动滑轮可以省力但不能改变力的方向。 （3）[1]用该滑轮组提升钩码时克服钩码重力所做的功 [2][3]拉力做的功 所以使用滑轮组不能省功。 10．小星想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率 （不计绳重）。 （1） 实验需要测量的物理量： ①用磅秤测量自己的质量m； ②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用秒表记录跳n次绳所用的时间t。 （2） 跳绳时平均功率表达式P= ； （3）为计算方便，若设小黄的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据图象所给的信息可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内，他跳绳的个数是 个，在1min 内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/ kg） （4）在参加中考体育考试时，小星认为跳绳时每次跳的高度不宜太高，这可节省体力更好的参加体考的其它项目，这一观点是 （选填“正确”或“不正确”） 的。 （5） 小黄想和华哥比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则( ) A．频率相同，体重大的功率大        B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小        D．体重相同，跳的时间长的功率大 【答案】 25 180 75 正确 A 【解析】（2）[1]跳绳时平均功率 （3）[2]该同学的重力 由图可知，起跳的最大高度h=0.05m，他每跳一次克服重力所做的功 [3]由图可知，跳一次所用的时间，1min内，他跳绳的个数 [4]在1min内克服重力做功的平均功率 （4）[5]如果每次跳绳的高度太高，根据W=Gh可知，每次跳起克服自身的重力和鞋的重力做的功就越多，需要更多的体能来转化，由此可知，小星的观点是正确的。 （5）[6]AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故A符合题意，B不符合题意； C．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C不符合题意； D．体重相同，只要跳频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D不符合题意。 故选A。 11．用的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，内小车前进了，则在这段时间内： (1)推力做功是多少？ (2)推力的功率是多大？ 【答案】(1)1000J；(2)200W 【解析】（1）推力做功为 （2）推力的功率为 12．如图所示，工人将长木板搭在车厢上构成斜面，然后用180N沿斜面向上的推力将重720N的货物推上车厢，用时15s。求： (1)工人推力做的功是多少？ (2)工人推力做功的功率是多少？ 【答案】(1)900J；(2)60W 【解析】（1）根据功的计算公式W = Fs已知推力F = 180N，斜面长度s = L = 5m，则工人推力做的功为 W = Fs = 180N×5m = 900J （2）工人推力做功的功率为 拔高检测(限时30min) 13．如图所示，人直接用F1的力匀速提升重物B，所做的功是W1，功率为P1；若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度，且人的拉力为F2，所做的功是W2，功率为P2，绳重、摩擦忽略不计，下列说法错误的是（　　） A．F2一定小于F1 B．W2一定大于W1 C．P1可能等于P2 D．使用滑轮组费距离 【答案】A 【解析】A．人直接用F1的力匀速提升重物B，所以F1=GB，图中滑轮组的绳子有效段数n=2，不计摩擦时 滑轮的重力未知，F2与F1的大小无法比较，故A错误，符合题意； B．直接将重物提起时W1=Gh，使用滑轮组将重物提起时 W2=W额+W有=W额+Gh 故B正确，不符台题意； C．直接提起重物的时间与用滑轮组的时间大小未知，则无法比较P2、P1，P1可能等于P2，故C正确，不符合题意； D．绳自由端移动的距离为 比较费距离，故D正确，不符合题意。 故选 A。 14．一货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动，（不考虑空气阻力和钢索的重力），货物运动的路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．4s时钢索的拉力大小大于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的动能小于10s时的动能 C．0~6s内钢索拉力做的功小于6~12s内钢索拉力做的功 D．0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率 【答案】D 【解析】A．路程一时间（s—t）图像如图所示，根据图像可知4s时和8s时钢索吊着货物做匀速直线运动，货物处于平衡状态，且不考虑空气阻力和钢索的重力，因此拉力大小一致和货物重力相等，因此4s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小，故A错误； B．根据图像计算4s时运动速度为 10s时运动速度为 则货物4s时的速度大于10s时的速度，动能大小与质量和速度有关，货物质量不变，因此货物竖直向上运动时，4s时的动能大于10s时的动能，故B错误； C．0~6s内钢索拉力做的功为 6~12s内钢索拉力做的功 由于拉力大小不变，因此0~6s内钢索拉力做的功大于6~12s内钢索拉力做的功，故C错误； D．货物在0~6s内竖直向上运动的过程中，功率为 货物在6~12s内竖直向上运动的过程中，功率为 比较得出0~6s内钢索拉力的功率大于6~12s内钢索拉力的功率，故D正确。 故选D。 15．如图所示，用甲、乙两个滑轮组成甲、乙两个滑轮组分别将两个物体G1、G2在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，机械效率分别为η1和η2，若此过程中η1＜η2，（不计绳重和摩擦）则下列说法一定正确的是（　　） A．若G1=G2，则F1=F2 B．若G1＜G2，则F1＜F2 C．若G1=G2，则P1>P2 D．若G1＜G2，则P1>P2 【答案】C 【解析】AB．由图可知，若G1=G2，不计绳重和摩擦，则 由于两个动滑轮的重力大小未知，故不能确定F1、F2的大小关系，故AB错误； C．两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，若G1=G2，则两个滑轮组的有用功相同，又因为此过程中η1＜η2，则甲滑轮组的额外功较大，即甲滑轮组的总功大于乙滑轮组的总功，即根据公式可知，P1>P2，故C正确； D．两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，若G1＜G2，则甲滑轮组的有用功较小，但由于η1＜η2，故无法比较两个滑轮组的总功，进而无法比较功率大小。故D错误。 故选C。 16．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了图甲滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的运动速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和图丁。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列正确的是（　　） A．在0～1s内，动滑轮对物体做功200J B．在1～2s内，拉力F做的功为375J C．在2～3s内，拉力F的功率为300W D．在2～3s内，滑轮组的机械效率η为53% 【答案】C 【解析】A．由图丙可知，在0~1s内，重物的速度为零，则重物处于静止状态，没有移动距离，所以在0～1s内，动滑轮对物体做功为0J，故A错误； B．从图丁可以看到，在1~2s内，重物上升的高度为1.25m，与动滑轮相连的绳子股数n=3，则绳端移动的距离为 由图乙可知，在1~2s内，拉力大小是50N，根据W=Fs可知，拉力F做的功为 故B错误； C．从图乙可以看到，在2~3s内，拉力F的大小是40N，由图丙可以看到，在2~3s内，重物速度大小是2.50m/s，速度大小不变，是匀速运动，则绳端移动速度为 根据P=Fv可知，在2~3s内，拉力F的功率为 故C正确； D．由图丁可知，在2~3s内，重物上升的高度为 物体的重力是100N，则在2~3s内，滑轮组做的有用功为 由图乙可知，在2~3s内，拉力的大小是40N，这段时间重物上升的高度是2.5m，从图甲可以看到，动滑轮相连的绳子股数n=3，则拉力绳端移动的距离为 滑轮组做的总功为 在2~3s内，滑轮组的机械效率 故D错误。 故选C。 17．已知雨滴在空中运动时所受到的阻力（为运动速度，为常数）。若有两个雨滴从同一高度落下，其质量分别为、，落到地面前均已做匀速直线运动，则匀速运动阶段两雨滴重力做功的功率之比为 ；整个过程中，重力做功之比为 。（用题中物理量的符号表示） 【答案】 【解析】[1]因为雨滴落到地面前均已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到的阻力等于重力，即 f=G=mg=kv2 所以雨滴的速度 根据 可知，两雨滴的功率之比 [2]两个雨滴从同一高度落下，落到地面时，两个雨滴下降高度相同，则整个过程中，重力做功之比 18．如图所示，水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中，推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻，木箱受到的摩擦力f= N，在0~1s内，推力对木箱所做的功 J，在3~5s内，推力对木箱所做功的功率为 W。 【答案】 20 0 20 【解析】[1]由乙图可知，在3~5s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，由力的平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f=F；由图可知，在3~5s内推力F=20N，则木箱受到的滑动摩擦力 f=F=20N 由图乙可知，木箱在1~3s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。 [2]木箱在0~1s内没有动，因此，在0~1s内，推力对木箱所做的功为0J。 [3]由乙图知，箱子3~5s内通过的距离 s=vt=1m/s×2s=2m 由图知此时受到的推力F=20N，因此推力做功 W=Fs=20N×2m=40J 在3~5s内，推力对木箱所做功的功率为 19．人体肺的主要功能是进行气体交换，通过呼吸将氧气传送到血液中，并排出静脉血中的二氧化碳。我国的体外膜肺氧合（ECMO）的核心部分是膜肺（人工肺）和血泵（人工心脏）。该技术的原理是将体内的血液引出体外，如图所示，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到替代部分心肺的作用。正常人的心脏在一次搏动中泵出血液的体积约80mL，一次搏动中推动血液流动的平均压强为，则心脏博动一次对血液所做的功为 J，假设正常人心脏每分钟搏动75次，正常人心脏每分钟推动血液流动的平均功率为 W。 【答案】 1.08 1.35 【解析】[1]心脏博动一次对血液所做的功为 [2]依题意得，正常人心脏每分钟推动血液流动的平均功率为 20．形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力，均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动，且毛巾比玻璃粗糙；N对水平面的压力为，受到的摩擦力为；M对水平面的压力为，受到的摩擦力为。    (1)N、M受到摩擦力 （选填“”、“”或“”）；两个实心方块对水平面的压力 （选填“”、“”或“”），判断依据是： ； (2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。 【答案】(1) = > 见解析 (2)30 【解析】（1）[1]N保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即 M保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即 由此可知，两个摩擦力的关系：。 [2][3]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，已知N与玻璃之间比较光滑，M与毛巾之间比较粗糙，摩擦力，所以M、N对接触面的压力大小为。 （2）拉力的功率 21．某个学习小组做了以下实验： (1)测量小明上楼的功率，需要的测量仪器为 ，下表是他设计的实验记录表格，请把表格表头补充完整 同学的质量m/kg 上楼的高度h/m 上楼的功率P/W (2)小华通过走楼梯的方式将一大包书搬到四楼，有两种方法：一是把所有书一次搬到四楼；二是先将部分书搬到四楼，再搬剩下的书，假设他上、下楼的速度相同，则： ①第一种方法的上楼功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）第二种方法的上楼功率； ②第一种方法的机械效率 第二种方法的机械效率。 (3)小军借助跳绳APP数据估测跳绳的功率，若他自身质量为60kg，每次跳起的高度约为4cm，根据图中数据，他一分钟连续跳 次，每跳一次克服重力做的功是 J，跳绳的平均功率是 W。 【答案】(1) 磅秤、卷尺和秒表 上楼所用的时间t/s (2) 大于 大于 (3) 200 24 80 【解析】（1）[1][2]根据 可知，测量小明上楼的功率，要测量其质量m、上楼的高度h和上楼所用的时间t，故测量仪器分别为磅秤、卷尺和秒表，如下所示： 同学的质量m/kg 上楼的高度h/m 上楼所用的时间t/s 上楼的功率P/W （2）[1][2]设所有书的重力为G，把所有书一次搬到四楼，做的有用功为 W有1=Gh 人做的总功等于做的有用功与克服人的重力做的额外功之和，故有 W总1=Gh+G人h 则机械效率 上一次楼时间为t，其功率 分两次送上楼的有用功 W有2=Gh 这种情况下人做的总功 W总2=Gh+2G人h 则机械效率 假设他上、下楼的速度相同，故分次上楼的时间为2t，其功率 比较得 η1>η2，P1>P2 （3）[1]根据图中数据，他一分钟连续跳200次。 [2]该同学每跳一次克服重力做的功 W3=G＇h＇=m＇gh＇=60kg×10N/kg×4×10-2m=24J [3]1min内他跳绳200个，则1min内做的总功 W总=200 W3=200×24J=4800J 跳绳时的平均功率 22．风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组的同学制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，并想要探究“风车做功的功率与风速有什么关系”，实验装置如图所示。 电风扇挡位 钩码的重力/N 提升钩码到A点的时间/s 1 0.5 15 2 0.5 13 3 0.5 10 ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用停表记录提升钩码到A点所需的时间； ③将电风扇调到不同挡位（电风扇挡位越高，风速越大），重复上述步骤。并将所得数据记录在表格中； (1)实验中，通过比较 来比较风车做功功率的大小，这里用到的实验方法是 ； (2)实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率 （用含上述物理量符号的式子表示）；实验中还应该准备的测量工具有停表和 ； (3)由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率 ； (4)兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益 （选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 风速/（） 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 【答案】(1) 提升钩码到A点的时间 转换法 (2) 弹簧测力计 (3)越大 (4)先变大后变小 【解析】（1）[1][2]测定风车在一定风速下做功的功率的实验中，风车做功功率的大小不能直接观察，所以运用转换法，通过比较风车提升钩码到A点的时间的长短，来比较风车做功功率的大小。 （2）[1]钩码的重力G，钩码上升到A点的高度h，则风车对钩码做功 所用的时间t，则风车对钩码做功的功率 [2]由于实验中需要测量钩码的重力，所以还需要准备的测量工具有弹簧测力计。 （3）观察表中数据发现，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，所以风车做功的功越大。 （4）观察表中数据发现，风速在4~14m/s的范围内，风车输出功率随着风速的增大而增大；风速大于14m/s后，风车输出功率随着风速的增大反而会减小，所以随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益先变大后变小。 23．如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重为800N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F，物体A被竖直匀速提升0.5m，用时5s，此时，工人对水平地面的压力为100N。已知：工人重为600N，工人与地面的接触总面积约为。不计绳重和轴摩擦。 (1)求此时工人对水平地面的压强； (2)求绳端拉力的功率； (3)求该滑轮组的机械效率。 【答案】(1)2500Pa (2)100W (3)80% 【解析】（1）此时，工人对水平地面的压力为100N，工人与地面的接触总面积约为400cm2工人对水平地面的压强为 （2）工人站在水平地面上，处于静止状态，工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，如下图所示： 求得工人对绳子拉力为 绳端拉力的功率为 （3）该滑轮组的机械效率为 答：（1）此时工人对水平地面的压强为； （2）绳端拉力的功率为100W； （3）该滑轮组的机械效率为80%。 24．如图1所示为某型号车装转盘式回转钻机，其配备有液压双卷扬机塔架滑轮组、水龙头两侧吊环联动辅助加压装置，遇到泥岩、强风化、基岩等地层结构可以辅助加压钻进，以提高成孔效率；其主要技术参数如表、塔架简化图如图2所示。（g取10N/kg） 电动机单绳最大拉力（） 40 大钩最大提升能力（） 100 钻塔高度（mm） 15000 空载重量（kg） 27500 发动机 额定输出功率（） 194 与地面接触的总面积（） 0.4 转速（r/min） 2300 水平路面行驶最大速度（km/h） 72 (1)整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是 N。 (2)当大钩以0.2m/s的速度匀速吊起质量为的钻头时，钻头的重为 N，把钻头拉到15m高时，克服钻头重力做的功为 J，此时单绳的拉力为，单绳拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 %（结果保留整数）。 (3)请你提出一条提高此类机器机械效率的措施 （写出一条合理即可）。 【答案】(1)9700 (2) 1.5×104 1.5×105 1.26×104 24 (3)增大提升的物体的重等 【解析】（1）由得，整个机械空载在水平路面上受到的牵引力为 汽车做匀速直线运动，则汽车受到的阻力是 （2）[1]钻头的重为 [2]把钻头拉到15m高时，克服钻头重力做的功为 [3]由图2得 拉力移动的速度为 则单绳拉力的功率为 [4]滑轮组的机械效率为 （3）提高此类机器机械效率的措施有增大提升的物体的重或者减小挂钩的重力。 25．阅读短文，回答问题： 塔式起重机 塔式起重机常用于工业与建筑施工，另外也较多用于造船、电站设备安装、水工建筑、港口和货场物料搬运等。 为了防止塔式起重机在吊起重物时发生倾倒，人们在起重臂的反方向上用钢架做成平衡臂，并在其末端加配重物，起重机吊臂上安装滑轮组，由多个定滑轮和动滑轮组成，发动机提供很小的力就能吊起很重的物体。 如图甲所示的塔式起重机，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，OE=10m，OD=25m。起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度的过程中，在加速阶段，拉力大于重力，拉力恒定，速度均匀增加；匀速阶段，拉力减小到和重力相等，速度恒定； 在减速阶段，拉力小于重力。在转折点，速度不变拉力突变。 (1)塔式起重机上安装配重物是为了（   ）； A．美观 B．确保塔式起重机不会翻倒 C．减小塔式起重机所吊重物的重力 D．增大塔式起重机的机械效率 (2)当滑轮组放在E点时塔式起重机能起吊重物的最大质量是2t，则当滑轮组移到D点时能够安全起吊重物的最大质量是 t； (3)若用此塔式起重机将1.2t的钢材先竖直匀速吊起10m，然后沿水平方向缓慢旋转90°后送到指定位置，在此过程中塔式起重机对钢材做的功是 J； （g=10N/ kg） (4)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度-时间图像如图乙所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是下图中的（    ）。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2)0.8 (3) (4)D 【解析】（1）塔式起重机应用了杠杆的平衡原理，安装配重物的目的是确保塔式起重机不会翻倒，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）设C端配重体的重力为G， 在E点用此塔吊能起吊重物的最大质量是2t=2×103kg时，由杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 得 G×OC=G1×OE  ① 在D点用此塔吊能起吊重物的最大质量是m2时，由杠杆平衡条件得 G×OC=G2×OD  ② 联立①②式解得 2×103kg×g×10m=m2×g×25m 解得 m2=0.8×103kg=0.8t （3）钢材先竖直匀速吊起时克服物重做功，沿水平方向缓慢旋转90°后送到指定位置不做功。则塔吊对重物做功 （4）由图乙可知，在0~t1时间内：重物向上做加速直线运动，由二力平衡的条件可知，拉力F>G；在t1~t2时间内：重物向上做匀速直线运动，拉力F=G；在t2~t3时间内：重物向上做减速直线运动，F<G。由P=Fv可得，0~t1时间内拉力的功率一直增加，且最大功率最大。在t1~t2时间内拉力的功率不变，且功率较大。t2~t3时间内功率一直减小，且此阶段的最大功率比第二阶段的功率要小。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$