第十一章 功与机械能（专题练习一机械功和机械效率的计算 ）课件-2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

1 　机械功和功率的相关计算 1. 一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶50m，在此过程中牵引力恒为 1000N。求： （1）汽车受到的阻力。 （2）牵引力做功的功率。 （3）牵引力做的功。 解：（1）因为汽车做匀速直线运动，汽车处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一 对平衡力，所以受到的阻力f＝F＝1000N （2）因为P＝＝＝Fv，所以牵引力做功的功率 P＝Fv＝1000N×20m/s＝20000W （3）根据W＝Fs可得，牵引力做的功 W＝Fs＝1000N×50m＝50000J 2. 先进文化 （2024盐城）“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600，最大起飞质量为 53500kg，正常的巡航速度为500km/h，一次能将质量为12000kg的水在20s内吸至4m 高处。g取10N/kg。 （1）若火场距离最近的水源100km，求飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。 （2）求飞机的最大起飞重力。 （3）求飞机吸水的功率。 解：（1）由v＝可得，至少需要的时间 t＝＝＝0.2h （2）飞机的最大起飞重力 G＝mg＝53500kg×10N/kg＝5.35×105N （3）飞机将水吸到4m高处做的功W＝G水h＝m水gh＝12000kg×10N/kg×4m＝ 4.8×105J 飞机吸水的功率 P＝＝＝2.4×104W 3. 跳绳是安徽多地中考体育与健康考试选考项目之一，根据安庆市体育中考考试评 分标准，女生1分钟跳绳不低于172次可得满分。如上图所示，小红同学今年参加中 考，她的质量为45kg，每次跳起时重心上升的高度约为5cm。（g取10N/kg） （1）小红跳绳一次所做的功为多少？ （2）要想获得满分，小红1分钟跳绳的功率至少为多少？ 解：（1）小红的重力G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N 跳绳一次所做的功W＝Gh＝450N×0.05m＝22.5J （2）要想获得满分，小红1分钟跳绳的最小功率 Pmin＝＝＝64.5W 　机械效率的相关计算 4. （2024—2025池州贵池区月考）工人用右图所示的装置，在5s内将质量为100kg的 物体A匀速提升了1m，此时滑轮组的机械效率为80％；再以同样的速度将物体B匀速 提升时，滑轮组的机械效率为75％。不计绳重和摩擦，求：（g取10N/kg） （1）提升物体A时工人做的功。 解：（1）根据η＝×100％可得，提升物体A时工人做的功 W总＝＝＝＝＝1250J （2）提升物体B时工人拉力的功率。 解：（2）由图知有2段绳子拉着物体，根据W总＝Fs＝F×2h 得工人对绳子的拉力F＝＝＝625N 动滑轮的重力G动＝2F－GA＝2×625N－100kg×10N/kg＝250N 当用同样的速度提升物体B时，滑轮组的机械效率为75％，设提升高度相同，则额外 功相同，则提升物体B时工人做功W总1＝＝＝＝1000J 则在提升物体B时工人做功的功率P＝＝＝200W 5. 如右图所示，用滑轮组拉重力为1200N的物体A，使其沿水平地面向右匀速直线移 动了6m，所用拉力F的大小为250N。若物体A受到水平地面的摩擦力为570N，求在 上述过程中： （1）拉力F所做的功。 （2）该滑轮组的机械效率。 解：（1）由图可知，滑轮组中绳子的有效段数n＝3，则绳子自由端移动的距离s绳＝ ns物＝3×6m＝18m 拉力F做的功W总＝Fs绳＝250N×18m＝4500J （2）拉力做的有用功W有用＝fs物＝570N×6m＝3420J 该滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝76％ 6. 右图所示的是一个提起重物的机械的组成部分的示意图。O是转动轴，不计绳重 及摩擦，杠杆OA是重力为G0的均质杠杆，挂在OA中点B处的重物的重力为G，已知 G0＝30N，G＝150N。若利用该杠杆将重物匀速提升0.5m，求： （1）杠杆做的有用功。 （2）杠杆的机械效率。（结果精确到0.1％） 解：（1）有用功是杠杆对重物做的功，所以有用功W有用＝Gh＝150N×0.5m＝75J （2）额外功是克服杠杆自身重力做的功，所以额外功W额外＝G0h＝30N×0.5m＝ 15J 总功W总＝W有用＋W额外＝75J＋15J＝90J 杠杆的机械效率η＝×100％＝×100％≈83.3％ 7. （2024资阳）五一期间，学校倡导同学们过一个有意义的劳动节。小明到快递公 司参加社会实践活动，体验快递员的日常工作。如下图所示，小明和工人通过一个 长度s＝4m、高度h＝2m的斜面，把重力G＝1000N的木箱A搬上快递车。已知小明和 工人对木箱施加了沿斜面向上的作用力F＝600N，使木箱A以v＝0.2m/s的速度匀速 从斜面底端运动到斜面顶端。求： （1）小明和工人对木箱做功的功率P。 （2）该斜面的机械效率η。（结果精确到0.1％） （3）木箱受到斜面的阻力f。 解：（1）P＝＝＝Fv，则小明和工人对木箱做功的功率 P＝Fv＝600N×0.2m/s＝120W （2）对木箱的作用力做的功为总功，所以 W总＝Fs＝600N×4m＝2400J 克服木箱重力做的功为有用功，所以 W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J 该斜面的机械效率 η＝×100％＝×100％≈83.3％ （3）克服木箱受到的阻力做的功为额外功，所以 W额外＝W总－W有用＝2400J－2000J＝400J 阻力f＝＝＝100N $$