初二物理机械功、机械效率同步练习题及答案..doc

由莲山课件提供 资源全部免费机械功、机械效率一、知识概述　　本周我们学习一个新的物理量——功首先介绍什么是功，怎样才算做了功，接着我们探讨做功快慢的问题，引入功率的概念，最后我们讲一讲做功中的效率问题，明确总功、额外功与有用功，引入机械效率的概念，并探究如何来提高机械效率本周知识与上周所讲的简单机械密切相关，注意我们研究的是机械功二、重难点知识剖析（一）功1、力学上的功是指：当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过了一段距离，那么这个力对物体做了功2、力学上的功必须具备两个因素：一个是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离3、功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积，即W=FS4、在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J，1J=1N·m例1、下列几种情况，关于力对物体做功的说法正确的是（　）A．陷在泥里的马车，两匹马用力拉车，虽然车没被拉动，但马对车做了功B．在光滑冰面上匀速滑行的冰块，是因为有力对它做功才一直运动的C．用力扛着一袋米，沿水平方向前进，人对米袋做了功D．用竖直向下的力压桌面，压力没有做功解析：　　要判断一个力是否对物体做功，主要依据是看是否包含功的两个必要因素，同时具备的才是做功。

　　选项A中，马虽然对车用了力，但并没有使车在力的方向上移动距离，属于“劳而无功”，故选项A错；选项B中，冰块在光滑冰面上靠惯性作匀速直线运动，在运动方向上不会受到力的作用，这属于物体通过了距离，但没有力作用的情况，是“不劳无功”，故选项B错；选项C中，人扛着米袋行走，看起来这一过程既有力又有距离，但移动的距离并不是力的方向上，人施给米袋一个竖直向上的力，而米袋并没有沿向上的方向移动距离，只是在水平方向上移动了距离，故选项C错；选项D中只有力而没有发生距离，属于没有做功，故选项D正确例2、某人从6m深的井里提起一桶总重为150N的水，并提着这桶水沿水平路面行走50m，再走上一段长为5m，高3m的楼梯问这个人在这段时间内对水桶共做了多少功？解析：　　功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离S的乘积，即W=FS在计算功的大小的过程中应注意：式中的F，S是对应的，S一定是在F的作用下在力F的方向上通过的距离　　当人从井里提起这桶水时，人对水桶做了功，做功的大小为W1=G·h1=150N×6m=900J　　当人提着水桶沿水平路面行走50m的过程中，人没有对水桶做功，即W2=0　　当人提着水桶走上楼梯时，人对水桶做了功，水桶沿力的方向发生的距离应是楼梯的高度即W3=G·h2=150N×3m=450J　　故人对水桶共做功W=W1＋W2＋W3=900J＋450J=1350J（二）功率1、单位时间里完成的功，叫功率，符号为P。

功率是描述做功快慢的物理量2、功率的计算　　（1）功率的定义式：由功率的定义可得出功率的计算公式为：　　（2）对公式的理解　　①由公式可知，做功的快慢与做功的多少是不同的做的功多，做功不一定快，即功率不一定大，因为这个功可能在较长的时间内完成做的功也不一定多，因为做功的时间可能很短要比较功率的大小必须同时考虑两个因素：做功的多少和完成这些功所用的时间做功相同时，时间少的功率大；相同时间内做功多的其功率大　　②公式，反映的是平均功率，即在时间t内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率　　③当物体在力F的作用下，以速度v匀速运动时，公式可变形为　　即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积利用P=Fv可以知道：汽车在上坡时，当功率一定时，减慢速度是为了增大上坡时的牵引力，这样有利于上坡3、功率的单位：瓦特，符号W，1W=1J/S例3、如图所示，在滑轮组的作用下，物体A沿水平面以0.2m/s的速度匀速前进了2m，已知A重300N，拉力F的功率为12W，不计绳和滑轮重，则拉力F=______N，拉力做功_____J解析：　　由公式可知，当物体匀速运动时，其中F是作用在物体上的力（恒力），是力方向上的速度。

　　设物体移动的距离为s，绳子自由端移动的距离为s′，得　　s′=3s=3×2m=6m,物体的运动时间,　　则拉力做功时间也是10s　　由得W=Pt=12W×10s=120J　　又由W=Fs′得　　本题记算拉力F时还可用下述方法：VF=3VA=3×0.2m/s=0.6m/s　　由PF=FvF得　　用公式P=Fv来计算功率或相关物理量时，一定要注意v是力F移动的速度例4、高出水面36m处有一水箱，容积为50m3，现要在1h内用一水泵给水箱充满水，则这台水泵的功率至少是多少KW？（g=10N/kg）解析：　　题目要求功率，根据，其中W=Gh，G为50m3的水重力，h 为水箱的高度为36m，t为1h　　水的重力　　t=1h=3600s　　由，功率为　　所以水泵的功率应不小于5KW　　功率的计算一定要抓住公式，弄清楚是谁作功，作功的大小为多少，以及作这些功所用的时间另外要注意公式中各个物理量的单位，都要用国际单位三）机械效率1、人们利用机械工作时，总共做的功叫总功（W总）总功包含着有用功和额外功两部分有用功（W有用）是人们利用机械工作时对人们有用的功，额外功（W额外）是人们利用机械工作时，对人们无用但又不得不做的功。

2、机械效率：把有用的功和总功的比值叫做机械效率，通常用百分率表示，它的计算公式为例5、如图所示，用一动滑轮将一桶水提高4cm，若G水=200N，G桶=300N，G动滑轮=20N，不计摩擦与绳重，求：　　（1）拉力F做的有用功；　　（2）拉力F做的额外功；　　（3）拉力F的大小；　　（4）此装置的机械效率解析：　　运用此动滑轮装置目的是为了提水，因此F对水所做的功G水h是有用功；在将水提到一定高度的同时，也不得不将水桶和动滑轮提高相同的高度；F对动滑轮和水桶所做的功是不需要但又不得不做的功，属于额外功，为（G桶＋G动）h；有用功与额外功之和为总功，也就是F所做的功，由此功的大小即可求出F的大小；已知W有用、W总的大小，很容易求出此装置的机械效率　　（1）拉力F对水所做的功为有用功　　W有用=G水h=200N×4m=800J　　（2）拉力F对水桶、动滑轮所做的功为额外功　　W额外=（G桶＋G动）h=（20N＋30N）×4m=200J　　（3）拉力F所做功，W总=W有用＋W额外=1000J　　由　　（4）∵W有用=800J　　　W总=1000J　　∴　　例6、用图所示的滑轮组来提起重物1）当被提重物为150N时，滑轮组的机械效率为60%，求绳端拉力；（2）若被提重物为250N时，当重物被提升2m时，绳端拉力所做的功。

解析：　　利用滑轮组提升重物时，绳端拉力做的功为总功，即W总=F·S；滑轮组对重物做的功为有用功，即W有用=G·h；在此滑轮组中，物重由3段绳子承担，则有S=3h，所以机械效率，由此求出力F的大小　　当改提250N的重物时，滑轮组的机械效率发生了变化，此时不能延用前面的η=60%这一条件，但前、后两种状态不变的是动滑轮的重力由求出动滑轮的重力，将这一求出量代入第二种状态（改提250N重物状态）中利用，从而求出拉力所做的功　　　　测试A卷窗体顶端一、选择题1、在图所示的实例中，其中没有做功的是（　）A．叉车举起货物．B．直升机吊起架电线的铁塔．C．马拉动原木．D．李刚用力但没有推动大石块．2、奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100多公斤的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，三名裁判都亮出了白灯，这次举重成功关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（　）A．她在第一阶段内没有做功B．她在第二阶段内没有做功C．她在两个阶段内一直都在做功D．她在两个阶段内一直都没有做功3、一位同学用100N的力，将一个重为5N的足球踢了20m远，关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（　）A．他做功2000JB．他做功100JC．他没有对足球做功D．他对足球做了功，但题目条件不充足，无法计算4、下列关于功率的说法中，正确的是（　）A．物体做功越多，功率越大B．物体做功时间越长，功率越大C．物体做功越快，功率越大D．物体做功时间越短，功率越大5、下列判断中正确的是（　）A．不可能有既省力又省功的机械B．不可能有省力但不省功的机械C．可能有做功快但做功少的机械D．可能有机械效率高但功率小的机械6、甲机械的机械效率比乙机械高，这表明（　）A．甲的有用功比乙的有用功多B．甲的总功比乙的总功少C．做相同的总功，甲的有用功比乙多D．完成相同的有用功，甲的总功比乙多7、用拖拉机耕地时，一般走得很慢，这样做的目的是（　）A．保证耕地质量B．节省燃油C．获得较大的牵引力D．以上说法都不对8、两个滑轮完全相同，其重均为20N，分别用图所示的两种方式，将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m，不计摩擦与绳重，则下列判断正确的是（　）A．F1做的功大于F2做的功B．F1和F2做的功相等C．F1做功的功率小于F2做功的功率D．F1和F2做功的功率相等9、如图所示，物体A在力F的作用下，以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧秤的示数为3N，不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦，则（　）A．物体A受到的摩擦力大小是3NB．5s内拉力F做功3JC．拉力F的功率是1.2WD．重力对物体A不做力10、起重机吊起质量为m的货物，在时间t内以速度v匀速竖直上升h高度，在这段时间内（　）A．起重机钢绳对货物的拉力所做的功为mghB．起重机的功率为mgtC．起重机克服货物重力所做的功为mgvD．货物所受合力做的功为011、一人用200N的拉力将440N的物体沿斜面方向将它匀速拉上长5m、高2m的斜面，可以求出（　）A．斜面的机械效率为88%B．斜面对物体摩擦力为24NC．如果没有摩擦，用大小为176N的力即可达到目的D．如果加速拉物体，斜面机械效率会变大12、利用如图所示的三种装置把重100N的物体匀速升高，所用拉力分别为30N、80N、40N，这时三种装置的机构效率η1、η2、η3之间的关系是（　）A．η1﹥η2﹥η3　　　　　　　　　　　　　B．η1﹤η3﹤η2C．η1=η2﹤η3　　　　　　　　 　　　　　　　 D．η1﹤η2﹤η3　　 　　 提示：　　1、做功必须满足两个条件，即物体受到力的作用，且物体在力的方向上通过了一段距离。

D中小朋友对巨石有推力作用，但巨石在推力方向上没有通过距离　　2、第二阶段内，杠铃受到向上的举力作用，但杠铃保持静止，没有向上通过距离　　3、同学踢球时，球受到力，也在力的方向上通过了一段距离，但由于作用时间很短，不知道球在与脚相互作用时通过的距离，故功无法求出　　4、功率是描述做功快慢的物理量注意不能仅由W或t的大小来比较功率，必须是“在相同的时间内”或是“完成相同的功”的情况下才能由W或t来判断功率大小　　5、一切机械都不省功注意功率，机械效率，P与η没有必然联系　　6、由机械效率的定义，当总功W总一定时，有用功W有越大的η越大　　7、功率计算的特殊公式P=F·v，当P一定时，v减小可以增大牵引力F　　8、F2做功除了将物体提升了10m，同时还将动滑轮向上提升了10m，这一部分是额外功，故F2的功大于F。