(河北专版)中考物理考点复习功、功率和机械效率(含答案).pdf

第第 1414 讲讲功、功率和机械效率功、功率和机械效率本讲内容是河北省中考中的重点内容，主要考查：判断物体是否做功、功和功率的计算，机械效率的计算、机械效率的大小比较及探究滑轮组机械效率的影响因素，综合性强、难度较大题型多以选择、计算出现预计2016 年中考将会考查探究滑轮组的机械效率或功、功率和机械效率的计算考点考点 1考点 2考点 3功、功率1功两个必要因素三种不做功的情况一是作用在物体上的_；二是物体在_上通过的距离不劳无功物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离.例如踢出去在空中运动的足球不动无功物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离.例如“推而不动”、“搬而未起”劳而无功物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动距离方向与力的方向垂直.例如手提物体沿水平方向移动功的计算单位文字式表达式功等于_与_的乘积_考点内容功功率机械效率及因素年份201320132015题号37(3)37(1)37(2)21(B、C)题型计算题计算题计算题选择题分值2221考查内容功的计算滑轮组功率的计算滑轮组的机械效率的计算滑轮组有用功、额外功、总功和机械效率定性分析_，符号为_,.1 J=1 Nm【提示】在利用功的计算公式进行计算时，力与物体移动的距离在方向上必须一致2功率定义意义公式单位在物理学中，把_与_之比叫做功率表示物体_的物理量P=_基本单位是_，符号是_；工程技术上还常用_，符号是.单位的换算关系:1 kW=_W,1 W=1 J/s【提示】功率表示做功的快慢，功表示做功的多少一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大 在分析功和功率的关系时，必须考虑时间的因素机械效率三有用功种额外功功总功.定义机表达式械说明效率测原理量过程滑轮组的机械效率我们需要的，必须要做的功叫做有用功，用 W有表示我们在做有用功的同时，我们还不得不做的功叫做额外功，用W额表示有用功与额外功之和是总共做的功叫做总功，用 W 总表示.用公式表示为_物理学中，将_跟_的比值叫做机械效率，用_表示_机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总_ 总功，故机械效率总_机械效率的高低与使用机械是省力还是费力_沿_方向_拉动弹簧测力计使钩码升高，测出钩码重力 G、钩码提升的高度 h、拉力 F、绳的自由端移动的距离s结论提高机械效率的方法命题点命题点 1 1功和功率的计算功和功率的计算(2015自贡)下列说法中正确的是()A用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功力学中的功必须同时具备做功的两个必要因素，两者缺一不可 据此可以总结出不做功的三种情况：1.不劳无功，具体说就是物体不受力，就不存在做功的问题；2.劳而无功，就是虽然有力作用在物体上，但物体没有动，这时力也没有做功.3.没成效则不做功，物体既同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越_；提升相同重物，滑轮组越多，机械效率越_，但越_力_动滑轮的重；加润滑油，减小_；_物重运动又受力，但由于运动方向与力的方向垂直，所以力不做功1 1(2015咸宁)如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是()A大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功B起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功C举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功D足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功2 2(2015桂林)如图所示，用 50 N 的水平拉力 F 拉着物体在 2 s 内沿水平方向前进了4 m，下列说法正确的是()A拉力做功为零B拉力的功率为零C拉力做功为 100 JD拉力的功率为 100 W3 3(2015福州)如图是一款新研发的微型机械人，它可拖动比自身大很多的物体机242器人质量是 1.210 kg，它静止在水平地面上时，与地面的接触面积是110 m.求：(1)它受到的重力是多少？(g 取 10 N/kg)(2)静止时，它对水平地面的压强是多少？(3)若它用 120 N的水平拉力在 10 s内匀速拖动重物前进 1 m，则拉力的功率是多少？命题点 2机械效率(多选)(2015河北)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为 F1和 F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是()AF1大于 F2BF1和 F2做的功一定相等C甲、乙的机械效率不相等D绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【点拨】解题的关键点是：甲、乙两装置均为“一定一动”滑轮组，绕法不同n不同，滑轮完全相同，将相同的物体匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦有用功、额外功均相同4 4(来宾)如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为 P甲、P乙，机械效率分别为甲、乙(不计绳重与摩擦)下列判断正确的是 ()AP甲P乙甲乙 BP甲P乙甲乙CP甲P乙甲乙 DP甲P乙甲乙5 5(2015黑河市、齐齐哈尔市、大兴安岭)用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀 速提升物体时，绳子自由端的拉力 F20 N，物体移动的速度为0.1 m/s，每个滑轮重 10 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是()A绳子自由端移动的速度为0.3 m/sB物体的重力为 40 NC该滑轮组的机械效率为66.67%D拉力 F 的功率为 2 W6 6(多选)(2015石家庄十八县基础摸底联考)如图，用此滑轮组在4 s 内将重力为 50N 的物体匀速提升 2 m，绳端拉力为 20 N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是()A绳子自由端移动的速度为1 m/sB动滑轮的重力为 10 NC克服物体重力做功为100 JD滑轮组的机械效率为83.3%命题点命题点探究简单机械的机械效率探究简单机械的机械效率探究简单机械的机械效率在中考试题中常从以下几个方面进行考查：(1)实验的基本操作过程，如拉动物体做匀速直线运动；(2)对于实验现象、实验数据进行分析；(3)利用控制变量法设计实验，得出结论；(4)进行功、功率、机械效率的计算；分析机械效率的影响因素(2015岳阳)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表次数123钩码重/N246钩码上升距离/cm101010弹簧测力计示数/N0.81.5弹簧测力计上升距离/cm303030机械效率83.3%90.9%(1)在 2 次实验中滑轮组的机械效率为_(结果保留一位小数)(2)第 3 次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为_N.(3)分析数据可得结论，由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_(填“高”或“低”)(4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重 8 N 的物体匀速提升 10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为_(只填序号)A71.6%B82.6%C92.4%(5)实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计(6)为了测量绳子自由端的拉力F，A 同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B 同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是_(填“A”或“B”)同学的方法理由是：_.(7)实 验 中 要 分 别 记 下 钩 码 和 弹 簧 测 力 计 的 起 始 位 置，是 为 了_(8)多 次 改 变 提 升 的物 重 测 量 滑 轮 组 的 机 械 效 率，目 的 是 为 了_一、选择题1 1(2015来宾)下列实例中，力对物体没有做功的是()A叉车向上举起货物B小林沿着斜面向上拉动物体C小欣背着书包上楼D小明用力推石头但石头不动2 2(2015沈阳)如图，爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1 楼上到 6 楼爷爷的体重是小丽体重的 2 倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的 2 倍若爷爷做功为 W1，功率为P1，小丽做功为 W2，功率为 P2，则下列判断正确的是()AW1W211 BW1W241 CP1P211 DP1P2413 3(2015武汉)如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G 的物体，若拉力的大小为 F，物体和地面之间的摩擦力大小为 f，A 点的拉力为 FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()Af/2FA Bf/3F CFA/2F DG/2F4 4(2015泸州)如图所示，斜面高为 1 m，长为 4 m，用沿斜面向上大小为 75 N 的拉力 F，将重为 200 N 的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是()A木箱受到重力做功的大小为800 JB木箱受到斜面摩擦力做功大小为100 JC木箱受到合力做功的大小为125 JD木箱受到斜面的支持力做功大小为200 J5 5(威海)小刚和小明分别用沿斜面向上的力 F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4 m，乙斜面长 5 m，所做的功分别是 W甲、W乙，则下列说法正确的是()A使用甲斜面比使用乙斜面要省功B甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C拉力 F甲与 F乙之比为 54D两个拉力做功 W甲与 W乙之比为 456 6(2015丹东)小勇体重 600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体 A 匀速上升5 m已知物体 A 重为 800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是()A水平地面对小勇的支持力做功为6 000 JB小勇做的有用功为 3 000 JC小勇拉力的功率为 250 WD此滑轮组的机械效率为80%7 7(多选)(2015葫芦岛)如图所示滑轮组，在 50 s 内将重 5 000 N 货物匀速吊起 10 m高，绳的自由端受到的拉力大小是 1 500 N，关于该滑轮组的说法正确的是(不计绳重及摩擦)()A滑轮组的机械效率为83.3%B绳自由端移动的距离是50 mC滑轮组所做有用功的功率是1 000 WD该装置中的动滑轮总重为1 000 N二、填空题8 8(2015绵阳)“绿色环保，低碳出行”.2015年 1 月 18 日，绵阳市首批 30 辆纯电动公交车投入试运行 假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，其电动机的输出功率为 120 kW，速度为 36 km/h，共行驶 2 h，其电动机做功为_J，公交车的牵引力为_N.9 9(2015南京)如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6 000 N 的物体，物体上升 5 m 所用的时间为 10 s，滑轮组的机械效率是 80%，则有用功是_J，总功是_J，拉力 F 的功率是_W.1010(2015扬州)如图所示，工人用滑轮组匀速提升重 800 N 的货物，所用的拉力 F为 500 N，货物在 50 s 内匀速上升 5 m在此过程中，货物上升的速度是_m/s；所做的有用功是_J；拉力做功的功率是_W；滑轮组的机械效率是_1111(德州)如图所示，在斜面上拉一重50 N 的木块到 0.3 m 高处，木块沿斜面向上移动了 1 m，共耗时 5 s，已知拉力为 20 N，则拉力的功率为_W，此斜面的机械效率为_三、实验探究题1212(2015阜新)下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”的实验时收集的有关数据：拉力作用点移动的距离s/m0.30.30.3实验序号动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升的高度 h/m拉力F/N有用功W有/J总功W总/J滑轮组的机械效率 1230.50.50.51240.10.10.10.71.120.20.40.210.647.6%60.6%(1)请你将表格中的数据补充完整：_；_；_(2)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越_(填“高”或“低”)(4)第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5 s，则拉力的功率是_W.四、计算题1313(2015佛山)如图所示，在C 点作用方向始终与半径OC 垂直、大小为F3的力缓慢转动轮轴时，细绳不断缠绕于轮轴之上，细绳通过滑轮组拉动 A 物体沿斜面匀速向上运动了2 m，力的传感器显示对A 物体的拉力 F1为 450 N(忽略轮轴摩擦)(1)拉力 F1做功是多少？(2)若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力 F2是多少？(3)若 OBOC14，则 F3的大小为多少？1414(2013河北)如图所示，重为 1 140 N 的物体，它与水平地面的接触面积为1.5102cm.工人师傅用 600 N 的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s.(不计摩擦及绳重)求：3(1)工人师傅拉绳的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)体重为 450 N 的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大一、选择题1 1(长沙)甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物 G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是()A若 G1G2，则拉力做的总功相同B若 G1G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率C若 G1G2，则拉力做的有用功相同D用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变2 2(多选)(2015营口)如图所示，A 物体受到的重力是 100 N，在拉力F 的作用下，能以 0.2 m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动已知拉力 F5 N，滑轮组的机械效率为 80%，则下列说法正确的是()A拉力 F 的功率是 1 WB2 s 内绳子自由端移动的距离是1.2 mC5 s 内拉力 F 所做功的大小是 15 JD物体 A 受到水平地面的摩擦力大小是12 N3 3(多选)(2015保定一模)如图所示，在甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在 FA和 FB的作用下，重物 A、B 分别以相同的速度匀速上升已知FAFB32，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是()A两重物 A、B 所受的重力相等B在相同的时间内，拉力所做的额外功相同C拉力 FA和 FB做功的功率之比为 32D甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率二、填空题4 4(2015淮安)如图所示，小明用 50 N 的力 F 将重为 80 N 的物体在 5 s 内匀速提升1 m，在此过程中，小明做的有用功为_J，滑轮的机械效率为_，拉力做功的功率为_W.5 5(2015遵义)如图所示，用滑轮组拉动重为70 N 的物体 A，使物体 A 在水平方向上移动 5 m，所用拉力 F 为 20 N，地对物体 A 的摩擦力为 30 N则拉力 F 做的功为_J，滑轮组的机械效率为_6 6(2015南充)如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5 N 的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高 0.3 m，拉力做功为 2.16 J，则这个斜面的机械效率是_%，物体受到的摩擦力是_N.三、计算题7 7(2015遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子 a 连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200 N 开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子 b 被拉断，每次物体拉动的距离均为2 m通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：(1)动滑轮重力(2)当滑轮组的机械效率为 80%，物体以 0.2 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；(3)一个重 500 N 的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子 b，请你通过计算分析他能否实现参考答案参考答案考点解读考点 1 11.1.力力的方向力物体在力的方向上移动的距离WFs焦耳JW32.2.功做功所用时间做功快慢瓦特W千瓦kW10tW有W有考点 2 2W总 W有 W额有用功总功 小于小于 1无关 W总W总Gh竖直匀速高低省减小摩擦增加Fs各个击破例 1 1A例 2 2ABD题组训练1.1.A2.2.D23.3.(1)微型机器人的重力：Gmg1.210kg10 N/kg0.12 N；(2)机器人静止时，F0.12 N它对水平地面的压力：FG0.12 N，对水平地面的压强：p 421 200 Pa；S110 mW120 J(3)拉力做的功：WFs120 N1 m 120 J，拉力的功率：P 12 W4.4.C5.5.At10 s6.6.BCD实验突破例(1)88.9%(2)2.2(3)高(4)C拓展训练(5)匀速(6)B在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需向上提升物体时进行读数(7)测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功(8)获得多组数据归纳出物理规律整合集训基础过关841 1 D2.2.C3.3.C4.4.B5.5.C6.6.D7.7.ACD8.8.8.641012 0009.9.310433.75103.751010.10.0.14 00010080%11.11.475%12.12.(1)0.10.3366.7%(2)(3)高(4)0.14F1s113.13.(1)拉力 F1做功：W1F1s1450 N2 m900 J；(2)滑轮组机械效率 ，F2s2F2F1s1900 JF3OB11300 N；(3)根据杠杆平衡条件 F1L1F2L2，F3 F2 s275%4 mF2OC441 300 N75 N4W总Fs14.14.(1)拉力的功率：P拉Fv绳600 N20.2 m/s240 W；(2)滑轮组的机ttW有用GhGh1 140 N械效率：100%100%100%100%95%；(3)由于忽略W总Fs绳F2h600 N2摩擦及绳重，2FGG动，动滑轮重：G动2FG2600 N1 140 N60 N，绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉2G人G动，滑轮组提升物体的拉力：F拉GF支，物体受到的支持力：F支GF拉GF拉GG动2G人1 140 N60 N2450F压F支300 N3N300 N，物体对地面的最小压强：p22.010 Pa.SS0.15 m能力提升1 1B2.2.BCD3.3.AB4.4.8080%205.5.20075%6.6.62.50.6757.7.(1)由图乙可知，当 f1200 N 时，150%，W有用 1f1s，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，W额外G动s，W总 1W有用1f1s200 Nf1sG动s，1，1W总1f1sG动s200 NG动f2sf250%，G动200 N；(2)当 280%时，280%，f2800 N，W有f2sG动sf2G动用 2ss2 mWW有用2f2s800 N2 m1 600 J，v，t 10 s，P，P有用tv0.2 m/stt1 600 J160 W；(3)由图乙可知，当 f31 600 N 时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重10 s11及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动，绳 b 承受的最大拉力 F3(G动f3)33(200 N1 600 N)600 N，因为人的重力为 500 N，竖直匀速拉动绳子，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500 N，由于绳子 b 承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b.第第 1919 讲讲焦耳定律焦耳定律本讲内容在中考中命题多以生活中的用电器为背景，主要考查：电流的热效应，有时还与热学知识、效率的知识综合考查，题型多为填空题近三年在河北省中考中的具体情况如下表：考点考点 1考点内容电流热效应年份2013题号2526题型填空题填空题探究电流的热效应实验探究探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系实验装置探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系分值11考查内容纯电阻的焦耳定律焦耳定律探究方法_法、_法设计方法通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少电阻串联的目的是控制_和将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻_相同结论补充在电流、通电时间相同的情况下，电阻越_，产生的热量越多与其中一个并联，目的是改变通过_的大小在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越_，产生的热量越多若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的_较小；两烧瓶中煤油的和_要相同；通过观察温度计的_来判断电热的多少【提示】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应电流的热效应是电流的普遍现象焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比222基本公式Q=IRt（普遍适用）导出公式Q=W=Pt=UIt=U/Rt=IRt（纯电阻使用）电热的利用和防止1电热的利用电热器原理组成优点电流的_效应主要结构：发热体清洁卫生，没有环境污染效率_可以方便地控制和调节温度示例危害防止电饭煲、电烙铁、电烤箱烧坏用电器加速绝缘材料的老化造成输送电能过程中电能损失安装_安装散热片安装_【提示】保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”命题点命题点 1 1焦耳定律的理解与应用焦耳定律的理解与应用(2015石家庄长安区模拟)一台线圈电阻为 0.3 的电动机，接在 12 V的电源上时，通过电动机的电流为 0.5 A，在 2 min 内电流产生的热量是_J，转化成的机械能为_J.电学计算要分清纯电阻用电器和非纯电阻用电器的计算，纯电阻用电器 QW，非纯电阻用电器 QR2，PP，即黄灯亮时为保R1R2R2U（220 V）U温状态；(3)加热状态时 R248.4 ，保温状态时：R1R2P加热1 000 WP保温（220 V）48.4 1 161.6 .40 W实验突破例(1)示数的变化电流电阻(2)拓展训练(3)质量相同热传递加热时间长短(4)转换气球膨胀的体积大小(5)煤油的比热容比水小(6)相等电阻电流高度差48空气盒有可能漏气(合理即可)整合集训251 1A2.2.C3.3.C4.4.C5.5.D6.6.AD7.7.AD8.8.焦耳QI Rt9.9.4 80010.10.3.151059511.11.0.42412.12.1.5101513.13.(1)乙大(2)电流通电时间煤油升高的温度在两个相同的烧瓶中盛放质量和温度都相同的煤油(3)质量电阻(或长度和横截面积)14.14.(1)没有控制时间一定(2)加热相同的时间，观察温度计示数变化15.15.(1)当 S1、S3断开，S2闭合时，R1、R2串联，UI(R1R2)1 A(3 6 )9 V(2)R1R23 6 U（9 V）当 S1、S3闭合，S2断开时，R1、R2并联，R总2 ，P总R1R23 6 R总2 U（9 V）40.5 W；Q1 t60 s1 620 JR13 UP1R2116.16.(1)由 P，得 ，P1P21 600 W，所以 P1400 W；(2)由 P1UI1得 I1RP2R13P1400 W32 1.8 A；(3)30秒电能表转盘转过了 32 转，则WkWh0.01 kWh，U220 V3 200W0.013.610 J所以：P 1 200 W用电高峰，实际电压小于额定电压，电烤箱t30 s实际功率小于额定功率17.17.(1)当开关 S 闭合时，电路中只有 R2工作，从图乙可知通过R2的电流 I3 A，根据UU220 V3I 可得，R2的电阻 R2 73.3 ；(2)米饭吸收的热量 Qcm t4.210RI3 AJ/(kg)1.1 kg(100 20)3.69610 J，015 min 消耗的电能：W总W15W2UI1t1UI2t2220 V3 A1060 s220 V2 A560 s5.2810 J，电饭锅Q3.69610 J加热的效率：70%.5W总5.2810 J55622222222222