16 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算-【全程夺冠中考】2025年春物理听课讲义PPT

微专题（三） 功、功率、机械 效率综合计算 中考突破•物理 1 【方法指导】 1.利用滑轮组提升物体分三种情况： （1）理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦，即 ，，， 。 （2）半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩 擦，即，， 。 （3）实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦 （题目没有说明，表明要考虑），即， 。 2.利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功， 与物重、滑轮重无关。， 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 2 3.利用斜面提升物体分两种情况： （1）理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功 等 于直接搬上去所做的功，即 。 （2）非理想情况：考虑机械自重及摩擦，， ， ， 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 3 对应训练 4 1 功、功率、机械效率综合计算 1.[2024赤峰] 某老旧小区改造工地，工人用起重机将重 的施工材 料匀速吊上高工作台，用了。施工材料上升的速度是____ ；起 重机对施工材料做功__________，做功的功率是__________ 。 0.6 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 5 2.[2023湖南模拟] 比赛用的冰壶其质 量为，某次投掷时运动员用 的水平恒定推力将冰壶从水平冰道的 （1）冰壶的重力； 解：冰壶的重力： ； 点推至点后放手，用时，离手后冰壶继续滑行至 点停止，如图所 示。求：取 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 6 （2）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功； 解： 段的距离为冰壶受到推力移动的距离，则这次投掷过程中运动员对 冰壶做的功： ； （3）这次投掷过程中运动员对冰壶做功的功率。 解：这次投掷过程中运动员对冰壶做功的功率： 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 7 3.[2023湖南模拟] ［新素材·现代科技］某款完全依靠太阳能驱动的汽车， 其整车质量为，动力电池容量为，安装有效率为 的直流 电动机作为动力。若该车在某路段以 的速度匀速行驶时，所受阻力 为车重的0.1倍。问： （1）该车匀速行驶 ，能行驶多远？ 解：汽车行驶的速度，由 可知，该车匀速行驶 ，行驶的路程： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 8 （2）电动机的输出功率是多少？ 解：汽车的重力： ， 由题意可知，汽车受到的阻力： ， 因为汽车做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，汽车的牵引 力： ， 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 9 则以的速度匀速行驶 时，牵引力做的功： ， 电动机的输出功率： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 10 （3）若电能转化为机械能的效率为 ，则在充满电的情况下，最多行驶 多远？ 解：由 可知，电动机输出的机械能： ， 由 可知，汽车在充满电的情况下，最多行驶的距离： 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 11 2 斜面的功、功率、机械效率综合计算 4.[2024眉山] 如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相 同。先用平行斜面向上的恒定拉力，将重的物体以 的速度匀速拉 到斜面顶端，测得斜面的机械效率为 。下列说法中正确的是( ) D A.拉力做功为 B.物体受到摩擦力为 C.在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D.若以 的速度匀速拉动物体，斜面机 械效率仍为 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 12 5.[2024永州模拟] 利用斜面移动物体可以 省力。如果斜面长，高 ，现用平 行于斜面大小为的拉力，将重为 的物体从斜面底端匀速拉上斜面顶端，则 2 斜面的机械效率为_____，物体所受的摩擦力为___ 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 13 6.[2024深圳模拟] 如图甲所示，工人师傅将一块 长的木板搁在水平地面 和车厢之间构成斜面，车厢距离地面高，工人师傅用时 把重为 的木箱从斜面底端沿斜面拉上车厢，在此过程中，恒定拉力 做的 功随时间 的变化图像如图乙所示，求： 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 14 （1）拉力做功的功率； 解：由图乙可知，在 内拉力做功： ， 拉力做功功率： ； 答：拉力做功的功率为 ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 15 （2）拉力 的大小； 解：由题知，内拉力端移动距离，由 可得拉力大小： ； 答：拉力的大小为 ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 16 （3）该斜面的机械效率。 解：在 内拉力做的有用功： ， 斜面的机械效率： 。 答：该斜面的机械效率为 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 17 3 滑轮组的功、功率、机械效率综合计算 7.[2024长沙模拟] 如图所示，用滑轮组提升重物时，重 的 物体在内匀速上升了。已知拉绳子的力为 ，则提 升重物的过程中( ) D A.做的总功是 B.拉力的功率是 C.绳子自由端被拉下 D.滑轮组的机械效率是 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 18 8.[2023广东] 用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”的活动， 如图所示，水瓶匀速直线下降，使人匀速升高 ， 水瓶对绳的拉力为，绳 对人的拉力为 。此过程( ) D A.有用功为 B.做的功等于 做的功 C.做的功小于做的功 D.滑轮组的机械效率为 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 19 9.[2024遂宁] 修建房屋时，质量为 的建筑工人使用滑轮组提升建材。 他用竖直向下的拉力在内将重为的建材匀速提升了 ，每个滑 轮重，不计滑轮摩擦和绳重，取 。下列结论正确的是( ) C A.工人拉动绳子的速度为 B.工人对绳子拉力的功率 C.此装置的机械效率为 D.若工人脚与地接触面积共 ，则他对地的 压强为 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 20 10.[2024南充] 用四只完全相同的滑轮和两根相 同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组， 将重的货物匀速吊起 高。每只滑轮重 为，绳自由端的拉力的大小分别为和 ， 若不计绳重和摩擦， ______（选填“大于”“等 于”或“小于”） ，甲滑轮组的机械效率为_____。 大于 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 21 11.[2024周口模拟] 如图所示，用拉力通过动滑轮将重 的 货物匀速提升。动滑轮的机械效率为 。不计绳重及滑轮 与轴之间的摩擦。求： （1）上述过程中的有用功 ； 解：重的货物被匀速提升 ，故有用功： ； 答：上述过程中的有用功为 ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 22 （2）上述过程中拉力所做的功 。 解：滑轮的机械效率为，根据可知，拉力所做的功 ； 答：上述过程中拉力所做的功为 ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 23 （3）动滑轮所受的重力 。 解：提升过程中的额外功： ， 不计绳重及摩擦时，滑轮所受重力： 。 答：动滑轮所受的重力为 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 24 12.[2023湖南模拟] 小明用如图所示的滑 轮组将一个放在水平地面上的物体匀速 拉动，物体移动了 ，物体重为 ，与地面的接触面积为 ， （1）小明对物体做的有用功； 解：运动过程中物体克服摩擦力做的功为有用功，根据 可知，有 用功： ； 运动过程中物体受到的摩擦力为，绳自由端受到的拉力为 。求： 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 25 （2）拉力 做的功； 解：由图可知： ，绳子自由端移动的距离： ， 拉力做的功： ； （3）该装置的机械效率。 解：根据 可知，该装置的机械效率： 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 26 13.[2023湖南模拟] 解放军在一次演习中，出动某型号中型履带式水陆两栖 突击车。该车总质量为，同时，该车装配有输出功率为 的发 动机，机动性能卓越取 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 27 （1）该车在平面沙滩上行进时，两条履带与沙滩的总接触面积为 ，求 该车对沙滩的压强； 解：该车总重力： ， 该车对沙滩的压力： ， 该车对沙滩的压强： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 28 （2）该车在水面漂浮时，它排开水的体积是多少？ 解：该车在水面漂浮时，所受浮力： ， 它排开水的体积： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 29 （3）该车在陆地上以的速度匀速行进 时，若发动机的输出功 率全部用于做机械功，则发动机做了多少功？ 解：所用时间： ， 若发动机的输出功率全部用于做机械功，则发动机做的功： 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 30 14.[2023广东模拟] 工人师傅用如图所示的滑轮组提起一个重 的箱子， 所用的拉力是，工人将绳子的自由端拉下了，用时 。求： 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 31 （1）工人做的有用功； 解：由图知，承担重物绳子的段数，由 可得，箱子被提升的高 度： ， 工人做的有用功： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 32 （2）滑轮组的机械效率； 解：工人做的总功： ， 滑轮组的机械效率： ； （3）工人做功的功率。 解：工人做功的功率 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 33 15.[2023湖南模拟] 某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工 人对绳子的拉力为，并能用的时间将质量为 的重 物从地面匀速提升（不计绳重和摩擦，且取 ）。求： 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 34 （1）拉力的功率； 解：由图可知， ，拉力做的总功： ， 则拉力做功的功率： ； （2）滑轮组的机械效率； 解：滑轮组提升重物过程中，有用功： ， 则滑轮组的机械效率： ； 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 35 （3）在滑轮组能承受的情况下，物体的质量再增加 ，此时滑轮组的机 械效率为多少？ 解：不计绳重和摩擦，根据 可知，动滑轮的重力： ； 在滑轮组能承受的情况下，物体的质量再增加 ，此时物重： ， 则滑轮组的机械效率： 。 微专题（三） 功、功率、机械效率综合计算 36 37 $$