摘要:
**基本信息**
聚焦功、功率、机械效率核心概念,通过教材迁移、中考对点及创新情境,构建从基础判断到综合应用的递进训练体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|教材迁移练|4题|基础概念判断(做功条件)、公式应用(功率测量量、滑轮组效率计算)|功的概念生成→功率公式推导→机械效率基础计算|
|中考对点练|3题|滑轮组对比(机械效率、拉力、功率)、实际做功分析|概念应用拓展→多情境公式迁移→综合问题科学推理|
|考法创新练|3题|工程实践(行车滑轮组)、生活场景(电梯功率)、图像分析(路程-时间图像求功)|实际问题模型建构→跨学科知识整合→科学探究能力提升|
内容正文:
高频考点12 功、功率、机械效率
教材迁移练
【人教版第十一章,图片素材】
1. 下列实例中,没有对物体做功的是( )
A. 运动员挺举杠铃后静止的过程
B. 起重机提升大石块的过程
C. 小静推小车前进的过程
D. 运动员将弓拉弯的过程
【人教版第十三章,图片素材】
2. 如图所示,小宇从滑梯上滑下,滑梯对小宇的支持力________(选填“做功”或“不做功”);小宇感到臀部发热,是因为小宇下滑过程中克服________力做功,使机械能转化为了内能。
3. 班级里组织登楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大。为此,在活动中必须测量的物理量有:______,_______和________。甲和乙两位同学的质量之比是3:2,登上三楼所用的时间之比是4:3,那么甲、乙两位同学登楼的功率之比是________。
【人教版第十二章,实验素材】
4. 测算如图所示滑轮组的机械效率时,实验中得到一组数据如表,求:
(1)拉力所做的功;
(2)滑轮组的机械效率。
钩码重
钩码上升的高度
拉力
弹簧测力计上升距离
0.5
0.1
0.3
0.3
中考对点练
【2025,12题,题型对点】
5. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 滑轮组的机械效率相同 B. 拉力F1和F2大小相等
C. 拉力F1对滑轮组所做的功大 D. 拉力F1对滑轮组所做功的功率大
【2024,10题,题型对点】
6. 用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度,拉力分别为、,此过程相关数据如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 比小 B. 甲的机械效率更高
C. 的功率比大 D. 甲、乙装置中两个物体的质量关系为
7. 小明在科技博览会上参加义务劳动,需要把一箱质量为12kg的展品沿水平地面推到展台旁,如图所示。他用大小为100N的力推动箱子匀速运动了3.5m,撤去推力之后,箱子又运动了0.5m后停下。则这个过程中,小明对箱子做的功为________J,箱子重力做的功为________J。
考法创新练
【工程实践中的真实滑轮组】
8. 如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组(绳子段数为4)。某次作业时,行车通过滑轮组在30s内将重6000N的货物匀速竖直提升3m,若滑轮组提升货物的机械效率为75%,则行车在钢丝绳自由端施加的拉力为____N。
【2024,28题,题型对点】
9. 小明从超市采购归来,手提一袋大米,乘坐电梯回家。已知小明的质量为45kg,大米的质量为5kg,g取10N/kg。求电梯以2m/s的速度匀速上升时:
(1)每上升1m,电梯地板的支持力对小明做的功。
(2)小明对大米的拉力做功的功率。
【数学图像】
10. 如图甲所示,物体重500N,小明用F=400N的水平拉力使物体做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大?
高频考点12 功、功率、机械效率
教材迁移练
【人教版第十一章,图片素材】
【1题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A.在运动员挺举杠铃后静止的过程中,虽然运动员对杠铃施加了力,但是杠铃没有在力的方向上移动距离,因此没有对杠铃做功,故A符合题意;
B.起重机对大石块施加了向上的力,并且大石块在力的方向上移动了距离,因此起重机对大石块做了功,故B不符合题意;
C.小静对小车施加了推力,并且小车在推力的方向上移动了距离,因此小静对小车做了功,故C不符合题意;
D.运动员对弓施加了力,并且弓在力的方向上发生了形变,虽然形变不是位移,但在力的方向上移动了距离,因此运动员对弓做了功,故D不符合题意。
故选A。
【人教版第十三章,图片素材】
【2题答案】
【答案】 ①. 不做功 ②. 摩擦
【解析】
【详解】[1][2]小宇沿滑梯下滑时,滑梯对小宇的支持力的方向始终与小宇运动的方向垂直,小宇在支持力的方向上没有移动距离,因此支持力不做功;小宇下滑过程中需要克服滑动摩擦力做功,小宇的部分机械能转化为内能,因此小宇感到臀部发热。
【3题答案】
【答案】 ①. 人的质量m ②. 登楼的高度h ③. 登楼所用的时间t ④. 9:8
【解析】
【详解】[1][2][3]登楼功率的推导公式为,其中W是克服自身重力做的功。
从公式可知,需要测量人的质量(或体重,由,测量体重可间接获取重力相关量),需要测量登楼的高度h, 需要测量登楼所用的时间t。
[4] 推导功率比的表达式:,因登楼高度h相同,gh可约去; 代入已知的质量比、时间比,计算得。
【人教版第十二章,实验素材】
【4题答案】
【答案】(1)0.09J;(2)55.6%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)拉力所做的功为
(2)滑轮组的机械效率为
答:(1)拉力所做的功为0.09J;
(2)滑轮组的机械效率55.6%。
中考对点练
【2025,12题,题型对点】
【5题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB.不计绳重及摩擦,拉力为
由甲图可知动滑轮上有2段绳子。所以n1=2,乙图可知动滑轮上有3段绳子,所以n2=3
绳子受的拉力
所以F1≠F2,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,所以W额=G轮h,W有用=G物h
利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同由知,滑轮组的机械效率相同,故A正确,B错误;
CD.绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3,提升物体的高度h相同,则
s1=2h,s2=3h,s1≠s2,则拉力做的功
故W1=W2,由于用时相同,因此根据P=W/t,P1=P2,故CD错误。
故选A。
【2024,10题,题型对点】
【6题答案】
【答案】CD
【解析】
【详解】ABCD.由图可知,甲滑轮组中,;乙滑轮组中,;由图丙可知,甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为, , ,,甲、乙滑轮组做的有用功分别为, ,即,由于物体上升的高度相同,由可知,物重、的大小关系由可知,,故D正确;由可知,绳子自由端移动距离分别为 , ,即;由可知,两滑轮组中,绳端拉力分别为,,即,故A错误;甲、乙滑轮组的机械效率分别为,,即,故B错误;甲、乙装置中拉力做功的功率分别为,,即,故C正确。
故选CD。
【7题答案】
【答案】 ①. 350 ②. 0
【解析】
【详解】[1]小明对箱子的推力只有在箱子前运动过程中存在,撤去推力后小明不再对箱子施加力,不做功。所以小明做功。
[2]重力方向竖直向下,箱子沿水平方向运动,在重力方向上没有移动距离,因此重力做功为。
考法创新练
【工程实践中的真实滑轮组】
【8题答案】
【答案】2000
【解析】
【详解】观察题图可知滑轮组中承重的绳有4段,故货物上升时,钢丝绳自由端移动的距离,有用功,总功,行车在钢丝绳自由端施加的拉力。
【2024,28题,题型对点】
【9题答案】
【答案】(1)500J
(2)100W
【解析】
【小问1详解】
由题意得,小明的质量,大米的质量,;
上升高度,电梯匀速上升时,电梯地板对小明的支持力与小明和大米的总重力是一对平衡力,故支持力;
则支持力对小明做的功。
【小问2详解】
电梯匀速上升时,小明对大米的拉力与大米的重力是一对平衡力,故拉力;
大米上升速度,则小明对大米的拉力做功的功率。
【数学图像】
【10题答案】
【答案】(1)1.5m/s;(2)6000J,600W
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,物体运动的图象是一条斜线,表明物体做匀速直线运动,并且4s时,运动的路程是6m,则物体运动的速度
(2)10s内物体运动的距离
s′=vt′=1.5m/s×10s=15m
10s内人对物体做的功
W=Fs′=400N×15m=6000J
功率
答:(1)物体运动的速度是1.5m/s;
(2)10s内人对物体做了6000J的功,功率是600W。
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