专项训练卷一 功、功率、机械效率的综合计算与推导-【优+密卷】2025-2026学年九年级全一册物理（沪粤版·新教材 安徽专用）

优密卷九年级全一册物理·HY 专项训练卷一功、功率、 机械效率的综合计算与推导 1.日常生活健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跑在垫 子上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于 4.社会发展（游坊中考）如图所示为某公司研发的一款太阳 地面，然后回收归位，反复操作，如图所示，求： 能辅助电动车，车身上部铺满了太阳能电池薄膜，可实现太 (1)重500N的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心 阳能和充电桩两种充电模式，使用前对该车进行测试，在其 下降30cm,则重力做功为多少？ 匀速直线行驶阶段，有关测试数据如图乙所示.已知该车行 (2)若每分钟可以做30个这样的运动，每次重心上升的高度 驶过程中所受阻力包括摩擦力和空气阻力，摩擦力为整车 弥 和下降的高度相同，完成一个运动要做功两次，则运动员每 重力的0.03倍，空气阻力与行进速度的关系为f=ko2,k 分钟健身时做功的平均功率是多少？ 0.02N·s/m2.若定义该车的推进效率为该车的牵引力所 状态 状态2 3.“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒 做的功与其消耗电能之比，用字母)表示，g取10N/kg,求 归仓，现在很多地方用收割机与卡车联合收割麦子，如图所 烟 该车在本次测试过程中： 示.某收割机的部分参数如下：(g取10N/kg) 整车质量：940k起 履带接地总面积/m 4 行驶路程：54km 行驶时间：0.5h 60 封 工作时最大功率/kW 消耗电能：5kW·h 工作时最大行驶速度/(km·h) 9 乙 (1)若收割机对水平地面的压强为7.2×103Pa,则此时收割(1)行驶的速度. 机的质量为多少？ (2)牵引力做功的功率」 (2)若收割机以最大功率、最大行驶速度工作0,5h,则收割 (3)推进效率 机做了多少功？ (3)收割机工作时，若功率保持60kW不变，则收割过程中 线 通常会诚慢行驶速度，请通过分析说明这样做的目的， 2.工程实践（益阳中考）早在3000年前， 我们的祖先就设计了结构很合理的辘 轳，通常用于从井中提水.如图所示是古 代民间的提水设施辘轳，由辘抄头、支 架、井绳、水桶等部分构成.某次取水时井绳拉着质量为10kg 的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中，人 孙 做的总功为500J.g取10N/kg.求此次取水的过程中： (1)人做的有用功为多少？ (2)辘轳的机械效率为多大？ (3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 37- 5.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，6.模型建构盘山公路是指盘绕山体修建的公路，属于山路的7.如图所示，轻质杠杆AB可以绕O点在竖直平面内转动，绳 滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示，机 一种类型，如图甲所示.盘山公路可以简化成如图乙所示的 重以及杠杆和滑轮的摩擦均不计，已知AO:OB=1：3,物体 械中摩擦力及绳重忽略不计.(g取10N/kg) 物理模型一斜面.一辆载重汽车的总质量为10t,在大小 M是棱长为10cm的正方体，重为30N. (1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在 恒为3×10'N的牵引力作用下，沿盘山公路行驶8km到达 (1)物体M开始接触水面到完全浸没的过程中，B端所受拉 钢绳上的拉力为400N,求拉力的功率， 高度为1.8km的山顶（忽略载重汽车的体积大小），g取 力F,该滑轮的机械效率一·（均填“变大” (2)求动滑轮受到的重力 10N/kg.求： “变小”或“不变”) (3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组机 (1)在该过程中，载重汽车克服斜面摩擦力所做的额外功 (2)物体M在接触水面前，使杠杆在水平位置平衡时最小的 械效率的最大值是多少？（结果精确到0.1%） 大小. 力是6N,则动滑轮重为N. (2)在上述过程中，该斜面的机械效率， (3)当物体M完全浸没在水中静止时，动滑轮的机械效率是 (3)如果某段盘山公路的长为s,高度为h,一辆总重为G的 多少？（百分号前保留一位小数） 截重汽车以恒定的输出功率P沿着该段盘山公路匀速行驶 0300 到山顶，所用时间为t,该汽车在盘山公路上行驶过程中所 受的摩擦力大小恒为f(不计空气阻力).请利用功的原理 (即使用任何机械都不省功)推导出载重汽车在该盘山公路 上行驶过程中所受的摩擦力f的表达式.[要求用已知的物 理量符号表示，不需要带物理量单位] 优密卷 38吸收的太阳能为E=S=2.1X10J/(h·m)× 940kg×10N/kg=282N. 克服摩擦力做的额外功 4h×2.5m2=2.1×10J. 空气阻力为f。■ku2■0.02N·s2/m2× W%=W-W有m=2,4×10°J-1.8×10°J= U-R+R'+r)1-(5+R'+r,解得7 (3)热水器的效率？= Q = 4.2×10°J (30m/s)=18N. 6×10J. L,R'十r STU· 由于电流表不是理想电流表，所以计 E 2.1×10J 由于匀速运动时牵引力等于所受阻力，所以牵引 (2)斜面的机械效率 0.2=20%. 力为F=fa=f等幕十f空4=282N+18N= 专项训练卷一 300N, ×1oa%-28×1o0%=5% 算得到的电源内阻其实是电源内阻和电流表内阻 -We 之和，所以用该电路测出的电源内阻，与其真实值 W_Fo3-Fav- (3)证明：牵引力做的功为总功，即W。一P. 相比偏大 功、功率、机械效率的综合计算与推导 牵引力做功的功率为P 3.(1)如图所示.(2)100(3)380(4)30 克服汽车总重力做的功为有用功， 1.解：(1)重力所做的功W=Gh=500N×30× 300N×30m/s=9000W. 即W有W=Gh=mgh。 102m-150J. (3)牵引力做的功为W=F:s=300N×54× 克服摩擦力做的功为额外功，即W外=W (2)运动员每分钟做的总功W总=2×30×150J= 103m=1.62×10J. Wt用=P1一mgh 9000J, 消耗的电能为W=5kW·h=1,8×102J. 运动员每分钟健身时做功的平均功率P一”： 推进效率为习一W。 ×100%=L.62X10j 由W一力得，摩擦力广WP-mg贴 1.8×10'J 7.解：(1)变小变小(2)6 9000J=-150W 100%-90%. (3)因为物体M浸没在水中，所以物体M排开水 U。 60s 5.解：(1)由题图可知，n=3,则绳端移动的距离 的体积V=V=(10cm)=1000m=1× 4.【初步设计P。 2.解：(1)拉着质量为10kg的水级慢上升了4m,水 s=h=3×6m=18m, 102m, 【改进设计】 的重力G=mkg=10kg×10N/kg=100N,做 拉力做的功W=Fs=400N×18m=7200J. w_72001=120W. 则物体M浸没时受到的浮力Fm=P*V。g=1X 如图所示， 的有用功W在用一G本kt=100N×4m=400J. 拉力的功率P= -1X60g1 103kg/m3×1×10-1m3×10N/kg=10N. (2)辘轳的机械效率？一 ×10⅓-40 W 500j× (2)由题图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机 由力的平衡条件可知，物体M受到的拉力 100%=80%, 械效率刀=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不 F拉=G-Fm=30N-10N=20N, 加热功率P 川热月 (3)此过程的额外功W华=W。一W有网=500J 计，对物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物 因为不计绳重和摩赛，所以动滑轮的机械效率 400J=100J,额外功包含克服水桶重力做功和克服 重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率？ W指地X100%=W有地+ W有 推导：将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源 摩擦力做功，对水桶做的额外功W国=Gh辑 Gh G W -×100%= mmgh幅=1kg×10N/kgX4m=40J,克服井绳面 W"×1o0%一(G+G)万×100%-合 G+Ga F位h F 此时电阻为2R功率P,---2P FaA+GaX100%=Fa十G -×100%= 2R。 R 力与摩擦阻力做的功W氯=W复外一W。幅=100J 300N 100%=300N+G -×100%=60%, 20N 将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源 40J=60J. 解得Gm=200N. 20N+6N×100%=76.9%. 的一端相连，电源的另一墙与电热丝的另一端相 3解：()由力=5得，收制机对水平地面的压力F= (3)已知工人的质量为60kg, 专项训练卷二 新情境创新实验 连，实际上是2R。和。R,并联，此时的总电阻 p5=7.2×103Pa×4m°=2.88×10N. 则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子 此时收割机的重力G=F=2.88×10N. 的最大拉力F大=G人=m人g=60kgX10N/kg 1,(2)增大斥(3)变小做功 由G=mg得，收割机的质量m= G 600N. 2.(1)②(2)当电压一定时，通过导体的电流与导体 R 由F= (G十G)可得，提升的最大物重G大 2.88×10N-2.88×10kg 的电阻成反比（片-号+告 偏大 +R 10 N/kg mF女-Ga=3X600N-200N-1600N. 解析：(1)由题意知，电源电压为15V,若测得针简 R。 (2)若收劃机以最大功率、最大行驶速度工作 则滑轮组的最大机械效率 总功率P,R测 U 0.5h,由P=罗得，收制机做的功W=P1=60× G大h + 内凉液的组值为L,5k机，根据I一反可知，当清动 P1Pg=2P。4P。=112 k=G+0a万X10%=Gx十G -×100% 变阻器连入电阻为零时，此时电路中电流最大，即 【优化设计】如图所示。 10w×0.5×3600=1.08×10J. 1600N 1600N+200NX100%≈88.9%. 15V (3)收割机工作时，若功率保持60kW不变，由 I1.5X1001X10A=10mA,根据 P=F口得，收制过程中通常会减慢行驶速度，是为 6.解：(1)汽车的重力 题目要求可加，电流表的量程应当法择②来完成实 了增大牵引力， G=mg=10×10kg×10N/kg=1×10°N. 2 4解：(1)行驶的速度为0==0.5 54 km 克服汽车重力做的有用功 验.(2)由题国知，电压一定时，1与尺成正比，所以 专项训练卷三电路故障分析 W有#-Gh-1×103N×1.8×102m-1.8×10J. 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻戒反1，R:0V 108km/h=30m/s 牵引力做的总功 2.C3.D4.C5.D6.D7.D8.D9.C (2)摩擦力为f=0.03G=0.03mg=0.03X Wa-F3-3×10N×8×103m-2.4×10J. 比.(3)已知针简内溶液的阻值R为5,则有 10.B11.A