微专题(一) 功、功率和机械效率的综合计算-【宝典训练】2025-2026学年新教材九年级全册物理高效课堂教学课件(沪粤版2024)

天骄出品 必属精品 深圳天骄文化传播有公司 宝典训练 配套教学课件 高效课堂 微专题(一)　功、功率和机械效率的综合计算 第十一章　功与机械能 方法技巧：常见机械的机械效率。 滑轮(组) 斜面 竖直匀速提升物体 水平匀速拉动物体 说 明 物重G；重物上升的高度h； 绳端的拉力F；绳端移动的距 离s；承担重物的绳子段数n； 动滑轮重G动 物体受到的摩擦力f；物 体移动的距离s物；绳端 的拉力F；绳端移动的 距离s；绕过动滑轮的绳 子段数n 物重G；物体上升 的高度h；沿斜面的 拉力F；斜面的摩擦 力f；斜面长s(不计 绳重) 滑轮(组) 斜面 竖直匀速提升物体 水平匀速拉动物体 公 式 η＝＝(s＝nh) η＝(不计绳重和摩擦) η＝＝(s＝ns物) η＝或η＝ 通 用 公 式 η＝×100％ 功和功率的计算 1. 体育课上班级举行了一次登山比赛，小明和小刚体重之比为 6∶5，爬到山顶，小明用时50min。小刚用时45min，则小明和小 刚做功之比是 ，爬山功率之比是 ⁠。 6∶5　 27∶25　 2. 两辆汽车的功率之比为1∶2，在相同时间匀速通过的路程之 比为2∶3，则两辆汽车的牵引力之比为 ，两辆汽车做功 之比为 ⁠。 3∶4　 1∶2　 3. 等电梯费时，爬楼梯费劲，如图所示是某女大学生发明的 “爬楼”自行车，3分钟爬20层楼，速度堪比电梯。若她的质 量为60kg，当她3分钟爬楼的高度为60m，她爬楼的功率为 250W，她克服重力所做的功为 J，总功 为 J，她爬楼的效率为 。(g取10N/kg) 3.6×104　 4.5×104　 80％　 4. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图，往下压动摇臂时，能 把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直 向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升 的速度是 m/s，人做的功为 J，千斤顶的效率 是 ⁠。 0.04　 100　 80％　 5. 重为450N的小明背着2kg的背包周末去麓山，他先在水平路 面步行500m到达山脚，用了30min爬一座高150m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，而同 班的小华同学只用了25min就爬上了此山，则小华的功率 ⁠ (选填“一定等于”“一定大于”或“可能小于”)小 明的功率。 0　 6.75×104　 37.5　 可 能小于　 功、功率、机械效率的计算 6. 如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水 碓(dui)，如图2所示是水碓的杠杆示意图。水流冲击水轮转 动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落 下，不断舂米。据此回答问题： (1)如图2所示的水碓可视为一个 杠杆，碓头的石杵落 下是受到 力的作用。 (2)1小时有质量为3000kg的水从4m的高处流下冲进水轮转动， 水轮在这段时间内对水碓做功为9.6×104J，水对水轮做的功 为 J，水轮的机械效率为 ％(g取10N/kg)。 费力　 重　 1.2×105　 80　 7. 工人师傅借助于如图所示的滑轮组在10s内将600N的重物匀 速提升2m。匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80％，则在提 升过程中： (1)他做的有用功为多少？ 解：(1)拉力所做的有用功 W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J； 答：略。 (2)拉力F的大小是多少？ 解：(2)匀速提升过程中滑轮组的机械效率是80％， 根据η＝可得，拉力所做的总功 W总＝＝＝1500J， 由图可知绳子有效段数n＝3，重物匀速提升2m，绳端移 动的距离s＝3h＝3×2m＝6m， 根据W总＝Fs可知，拉力F的大小F＝＝＝250N； 答：略。 (3)拉力F的功率多大？ 解：(3)拉力的功率P＝＝＝150W。 答：略。 8. 某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的 物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F＝ 250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2 倍，求： (1)物体A与地面间的滑动摩擦力大小； 解：(1)物体A与地面间的滑动摩擦力 f＝0.2×2000N＝400N； 答：略。 (2)该滑轮组的机械效率； 解：(2)滑轮组的机械效率 η＝×100％＝＝＝＝80％； 答：略。 (3)拉力F做功的功率。 解：(3)拉力F的功率 P＝＝2Fv＝2×250N×0.4m/s＝200W。 答：略。 9. 小明想把重1000N的木箱A搬到高h＝5m，长L＝10m的斜面 上，如图所示。他沿斜面向上用F＝600N的拉力使木箱A以v＝ 0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端。求： (1)小明同学拉木箱的功率； 解：(1)小明同学拉木箱的功率为 P＝＝＝Fv ＝600N×0.2m/s＝120W； 答：略。 (2)该斜面的机械效率； 解：(2)有用功为 W有用＝Gh＝1000N×5m＝5000J， 总功W总＝Fs＝600N×10m＝6000J， 机械效率η＝×100％＝≈83.3％； 答：略。 (3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。 解：(3)额外功为W额外＝W总－W有用 ＝6000J－5000J＝1000J， 而W额外＝fL， 则摩擦力的大小为f＝＝ ＝100N。 答：略。 图像的计算 10. 如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的 最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高 处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时 间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg，则动滑轮 的重力为 N；装置最多能匀速运载 N的货物；第2s内拉 力F的功率为 W；此装置提升重物的最大机械效率为 ⁠ ⁠。 5　 80　 40　 80％ (第10题图) 11. 如图甲所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重400N的物 体A以1m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知拉力F所 做的功与时间的图像如图乙所示，A物体与地面之间的滑动摩 擦力为80N。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则物体A的质量 为 kg；动滑轮B的质量为 kg；滑轮组的机械效率 为 ⁠。 40　 2　 80％　 (第11题图) 12. 在如图甲所示的滑轮组中，每个滑轮等重，不计绳重和摩 擦，每次均缓慢竖直拉升绳子将物体G1匀速提升到同样的高 度。如果物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断，图 乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变 化的图像。求： (1)每个滑轮的重力； 解：(1)由图可知，当物体重200N 时，机械效率为50％。 由公式 η＝＝＝ 得： G动＝－G物＝－200N＝200N， 由图可知动滑轮为两个，所以每个滑轮重100N； (2)绳子能承受的最大拉力； 解：(2)当绳子要被拉断时拉力最 大，由图可知物体在1800N时绳子 断了， 则F＝＝＝ 500N； (3)当物体重800N时，滑轮组的机械效率。 解：(3)当物体重800N时，滑轮组的 机械效率 η'＝＝＝ ×100％＝80％。 答：略。 13. 如图甲所示斜面的倾角为30°，斜面长s＝0.4m。用力F将 质量为200g的木块，沿斜面匀速拉到高处。已知拉力F做的功 W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。求：(g取 10N/kg) (1)拉力F大小。 解：(1)由图乙可知，当木块沿斜面运动0.4m时，拉力F做的总 功为0.5J， 由W总＝Fs可知，拉力F＝＝＝1.25N； 答：(1)拉力F大小为1.25N； (2)斜面的机械效率。 解：(2)由直角三角形中30°所对应的边是斜边的一半可知，木 块沿斜面运动0.4m时，木块上升的高度： h＝s＝×0.4m＝0.2m， 木块的重力：G＝mg＝200×10－3kg×10N/kg＝2N， 拉力做的有用功：W有＝Gh＝2N×0.2m＝0.4J， 则斜面的机械效率：η＝×100％＝×100％＝80％。 答：(2)斜面的机械效率为80％。 $