专项提优1 功、功率和机械效率的计算-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

专项提优一功、功率和机械效率的计算 类型1功和功率的相关计算 匀速飞行0.5h,其发动机在水平方向的牵 1.如右图所示，重1000N的 木箱 →F 引力大小为3.6×105N。 木箱在水平拉力F的作用下向右以 (1)求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。 0.5m/s的速度做匀速直线运动，地面对木 (2)求升空后在上述0.5h内牵引力在水平 箱的摩擦力为其重力的0.3倍。经过5s,地 方向做的功。 面对木箱的支持力所做的功为 J. (3)已知飞机的重力为G,求飞机在跑道上 拉力F做功的功率为 W。 滑行，速度为0.5v1时受到的支持力。 2.做原地高抬腿可提高肺活量，增强腿部力 量。重力为510N的某中学生做原地高抬 腿，运动的频率是每分钟60次，每次身体重 心上升5cm。运动一分钟，该中学生克服重 力所做的总功为 J,克服重力 做功的平均功率为 W。 3.李阳用100N的力踢一个重力为6N的足 球，足球离开脚后在水平草地上向前滚动了 20m。在足球滚动的过程中，李阳对足球所 做的功为 A.2000J B.600J 类型2机械效率的相关计算 C.120J D.0J 6.如右图所示，在测定杠杆机 4.暑假的某一天，小强和爸爸一起去登山。从 械效率的实验中，竖直向上 山底登上山顶，小强用了30min,爸爸用了 匀速拉动弹簧测力计，使挂 50min,爸爸的体重是小强的2倍，则小强与 在均质杠杆OB上的物块 G 爸爸在登山过程中做功的平均功率之比是 缓慢上升至虚线位置，弹簧 测力计竖直移动的距离s为0.2m,物块的重 A.5:6B.6:5C.3:10 D.10:3 力G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m, 5.(2025福建，有改动)运 则杠杆的机械效率为 。 如果物 20是我国自主研制的重 块的重力G变大，那么此杠杆的机械效率将 型运输机，如右图所示。 (选填“变大”“变小”或“不变”， 飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行 不计整个机械的摩擦)。 的速度v的平方成正比，即F=kv2,k为定 7.一名同学用右图所示 值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始 的滑轮组拉着重500N 加速，当速度达到1时，飞机即将离地起 的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地 飞，此时飞机所受的升力与重力相等。升空 面向右匀速直线运动10s。已知物体与地面 后，飞机若以800km/h的速度沿水平直线 间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效 上册第十 率为60%。在此过程中，下列选项正确的是 (3)若工作时矿工双脚与地面的接触面积为 ( 400cm2,求他对水平地面的压强。 A.绳子自由端移动的距离为3m B.拉力做的有用功为500J C.拉力做的额外功为150J D.拉力做功的功率为25W 8.物理学与工程实践(2025遂宁)我国很早就 有使用滑轮的记载，图甲所示的汉代砖刻便 记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借 助图乙所示的装置（篮子质量不计），质量为 9.五一期间，学校倡导同学们过一个有意义的 60kg的矿工用400N的拉力将70kg的矿石 劳动节。小明到快递公司参加社会实践活 从矿坑匀速提起，10s内矿石上升了2m。 动，体验快递员的日常工作。如下图所示， (忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg) 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A施加 的沿斜面向上的作用力F=600N,使木箱A 以v=0.2m/s的速度从斜面底端运动到斜 汉代砖刻 面顶端。求： 甲 (1)求绳子自由端移动的速度。 777 (1)小明和工人对木箱A做功的功率P。 (2)该斜面的机械效率？（结果精确到 0.1%)。 (3)木箱A受到的阻力f。 (2)求此滑轮组的机械效率。 物理九年级HY版第2课时测量滑轮组的机械效率 知识清单 ①重②小③小④减小⑤增大 归类探究 (1)匀速(2)980%(3)费力 基础达标 G 1.匀速5F×100% 2.D3.C4.D 5.C【解析】要探究滑轮组的机械效率是否与动滑轮的 重力有关，应控制滑轮组绳子的绕法相同、提起的物 重相同。由题图可知，①④中滑轮组绳子的绕法不 同，不符合要求，故C错误，符合题意。 能力提速 1.AC【解析】由图可知，细绳的有效段数n=3,弹簧测 力计对细绳的拉力等于弹簧测力计的示数，即F= W 0.5N,弹簧测力计对细绳的拉力做功的功率P= ==Fb=0.5NX3X0.2m=0.O3W,故A正 10s 确。滑轮组做的有用功W有用=Gh=mgh=0.1kgX 10N/kgX0.2m=0.2J,滑轮组做的总功Wa=Fs= Fh=0.5N×3×0.2m=0.3J,滑轮组的机械效率7 _W题×100%=0.2〉 W。 =0.3行X100%≈66.7%，故B错误。 滑轮组做的额外功W外=W。一W有用=0.3J一0.2J =0.1J,克服动滑轮重力做的功W励=G动h=0.25N ×0.2m=0.05J,则克服绳重和摩擦做的额外功 W额外1=W额外一W动=0.1J一0.05J=0.05J,故C正 确。若增大提升钩码的质量，即提升重物的重力增 加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，因此机械 效率变大，故D错误。 2.(1)匀速偏大能(2)甲(3)低(4)83.3% (5)提升的物体重力越大 思维拓展 (1)1.4(2)省高(3)62.5%2 【解析】(1)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块 做的有用功W有用=G1h1=5N×0.2m=1J,拉力做 的总功W。=F1s1=2.4N×1m=2.4J,则额外功 W额外=W总一W有用=2.4J一1J=1.4J。由W外= fs1得，物块所受的摩擦力f= w=1.4=1.4N。 1 m (2)由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时， 沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力；由记录的数据 可以看出斜面的倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越 高。(3)物块重力G1=5N,提升高度h2=0.5m,克 服物块重力做的有用功W有m'=G,h2=5NX0.5m= 2.5J,拉力F2=4N,拉力端移动的距离s2=1m,拉 力做的总功W。'=F2s2=4N×1m=4J,则斜面的机 做效率三W。×100%二2.5 4厅X100%=62.5%。 要探究机械效率与斜面的粗糙程度的关系，必须控制 斜面的倾斜程度和长度相同（斜面的高度和长度相 同)，第4次实验和第2次实验中斜面的长度和高度 相同，从数值上可以看出：斜面越粗糙，机械效率 越低。 专项提优一功、功率和机械效率的计算 1.0150 2.153025.5【解析】每次重心上升的高度h=5cm= 0.05m,每次所做的功W'=Gh=510N×0.05m= 25.5J,则该中学生1min内克服重力所做的总功W =60W'=60×25.5J=1530J,做功的平均功率P= w_1530J=25.5W。 t 60s 3.D4.A 5.解：(1)飞机在0.5h内通过的路程s=vt=800km/h X0.5h=400km (2)s=400km=4×105m 在0.5h内牵引力在水平方向做的功 W=Fs=3.6×103N×4×103m=1.44×10"J (3)当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，F,=G,F =k知，可得k=G 当飞机以0.5w,的速度滑行时，F2=k(0.5v1)2=G 飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡，则F岁 +F:-G.MF:-G-F,-G-1G-iG 6.90%变大 7.D【解析】物体移动的距离s物=v物t=0.1m/s×10s =1m,由图可知，n=2,绳子自由端移动的距离s绳= s物=2X1m=2m,A错误。拉力做的有用功W有用 =fs物=150N×1m=150J,B错误。拉力做的总功 W。=W省8=150J 7一60%=250J,额外功W华=W。-W有用 =250J-150J=100J,C错误。拉力做功的功率P= Wg_250」=25W,D正确。 10s 8.解：(1)由图乙可知n=2,矿石上升的高度h=2m,则 绳子自由端移动的距离s=h=2×2m=4m 已知时间1=10s,绳子自由端移动的速度口=氵- 积-a4m (2)矿石的重力Gg=mrg=70kgX10N/kg=700N 矿石上升的高度h=2m,所以W有用=G。rh=700N× 2m=1400J 矿工的拉力做的总功W。=Fs=400N×4m=1600J 此滑轮组的机被效率，-0×10%-808 100%=87.5% (3)矿工的重力G人=mxg=60kgX10N/kg=600N 矿工对地面的压力Fs=G人一F=600N一400N= 200N 已知矿工双脚与地面的接触面积S=400cm2= 0.04m1 他对水平地面的压强= F压_200N S0.04m=5000Pa 3 上册详解详析 9.解：(1)由P= W==F可知，小明和工人对木箱 A做功的功率 P=Fv=600N×0.2m/s=120W (2)对木箱A的作用力F所做的总功 W=Fs=600N×4m=2400J 克服木箱A的重力所做的有用功 W有用=Gh=1000N×2m=2000J 则该斜面的机械效率 -W4里X100%=名000) n一we 2400jX100%≈83.3% (3)克服木箱A受到的阻力所做的额外功 W外=W。一W有用=2400J一2000J=400J 则木箱A受到的阻力f= W先=400J-100N s 4m 11.4动能和势能 知识清单 ①运动②质量③速度④重力⑤质量⑥发生 弹性形变⑦减少 归类探究 1.B2.C 基础达标 1.喜鹊燕子2.弹性势能动能3.变大变大 4.D5.A 能力提速 1.b弹性势【解析】小球从a运动到c的过程中，重 力势能不变，所以机械能最大的位置为动能最大的位 置。小球从a运动到b的过程中，速度增大：从b运动 到c的过程中，速度减小，则小球在b位置的速度最 大，动能最大，故机械能最大。小球从b到c的过程 中，小球的速度减小，动能减小，弹簧的形变量增大， 故此过程是将小球的动能转化为弹簧的弹性势能的 过程。 2.C变式A 3.(1)不同相同相同(2)木块移动的距离转换 (3)速度(4)可行 思维拓展 AD【解析】小球在M点的重力势能大于在S点的 重力势能，小球的质量不变，所以小球在M点的高度 大于在S点的高度，故A正确。小球的质量不变，小 球在M点的动能小于在S点的动能，所以小球在M 点的速度小于在S点的速度，故B错误。小球在运动 过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重 力势能之和，由图可知，小球在M点的动能和在S点 的重力势能相等，小球在M点的重力势能大于在S 点的动能，所以小球在M点的机械能大于在S点的 机械能，故C错误，D正确。 进阶突破 考向聚焦 1.力距离2.2003.风重力势 4.250在各部件之间加润滑油来减小摩擦（或合理增 加刮板的宽度和长度，在不增加过多阻力的情况下， 提高每次舀水的质量等，合理即可) 5.B 物理九年级HY版 6.解：(1)由图乙可知，20s内拉力做的功为4×103J,则 拉力做功的功率 P=W=4X10J=200w 20s W粒X100%= (2)根据？= Gh W。 ×100%可知，货物的 重力 G=We=80%X4X10J=800N h 4m (3)根据W。=W有十W=Gh十W可知，额外功 W=W。-Gh=4×103J-800N×4m=800J 克服摩擦力做的功为额外功，则货物与斜面的摩擦力 WE_800J=100N f一 8 m 7.(1)乙(2)质量速度(3)乙、丙(4)保持安全车 距（或系好安全带，合理即可） 【解析】(1)由甲、乙两幅图可知，小钢球质量相同，图 乙中小钢球所处位置高，重力势能大，到达斜面底端 时重力势能转化成的动能大，速度大。(2)由甲、乙两 幅图可知，在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越 大。(3)模拟汽车超载应控制小钢球的速度一定，改 变小钢球的质量，应选择速度相等、质量不同的小钢 球，乙、丙两幅图符合题意。(4)保持安全车距或系好 安全带，可以避免由于惯性而造成的危害。 挑战中考 1.变小不变 2.121.53【解析】对物体做的有用功W有=Gh= 24N×0.5m=12J。由图可知，滑轮组的有效绳子段 数n=3,绳子末端移动的距离s=nL=3×1m=3m, 拉力做的总功W。=Fs=5N×3m=15J,拉力做功 的功率P=We=5】=1,5W。额外功是克服物体 t10s 与斜面间摩擦力做的功，W解=W总一W有=15J一12J =3J,所以摩擦力f= w=3J=3N。 L-1m 3.A4.A 5.C【解析】该装置可简化为一个杠杆模型，动力臂 ON大于阻力臂OM,是一个省力杠杆，A错误。根据 杠杆的平衡条件F,L1=F:L2可得，FXON=FwX OM,FM=G=200N,OM:ON=1:2,可得FN= 100N,B错误。FM=200N,s物=0.5m,M端绳子的 拉力对物体做的功W=FMs物=200NX0.5m= 100J,C正确。M端绳子的拉力对物体做功的功率P w_100J=100w,D错误。 6.D 7.AD【解析】第一次机械效率：=75%，第二次机械 效率2=70%，所以第一次提升重物时机械效率较 高，A正确。不计绳重和摩擦，使用同一动滑轮，额外 功都是克服动滑轮重力做的功，因为动滑轮重力不 变，提升高度相同，根据W=G动h可知，两次额外功 相等，B错误。第一次额外功W1=900J,且W赢1占 W 900 J 总功的25%，则第一次总功Wa1=25%=25% 3600J,第一次有用功W有1=W总1一W1=3600J一