2020中考物理精品解析：功、功率及机械效率的综合计算（含答案）

　　中考频度：★★★☆☆

　　难易程度：★★☆☆☆

　　例题分析：

　　如图所示，M、N两个滑轮组，在相同时间内，用同样大小的力F1和F2，把物重相等的G1和G2提升相同的高度，如果用η1和η2表示两装置的机械效率，用P1和P2分别表示力F1和F2所做功的功率，（每个滑轮等重）则

　　A．η1>η2，P1>P2 B．η1<η2，P1<P2

　　C．η1>η2，P1<P2 D．η1=η2，P1=P2

　喜剧片　【参考答案】C

　　【试题解析】由图可知，M滑轮组由3段绳子承担物重，所以s1=3h1，则：η1=G1h1/3F1h1=G1/3F1，N滑轮组由4段绳子承担物重，所以s2=4h2，则：η2=Gh/Fs=G2h2/4F2h2=G2/4F2，又G1=G2，F1=F2，所以η1>η2；在相同时间内，提升相同的高度，即两物体上升速度相同，所以N绳端移动速度大于M绳端移动速度。根据P=Fv，拉力F相同，所以拉力F2的功率大，即P1<P2。故选C。

　　【知识补给】

　　滑轮（组）的机械效率

　　（一）提升重物问题根据拉力F作用位置不同分为两种情况：

　　见图1

　　见图二

　　（二）水平拉动问题，也根据拉力F作用位置不同分为两种情况：

　　见图3经典再现：

　　1、下列说法中正确的是

　　A．机械效率越高，机械做功一定越快

　　B．做功越多的机械，机械效率一定越高

　　C．做功越快的机械，功率一定越大

　　D．功率越大的机械做功一定越多

　　2、建筑工人用如下图所示的滑轮组将重为600 N的物体沿水平方向匀速拉动4 m，所用的时间为5 s，所施加的拉力大小为150 N，物体受到的摩擦阻力为重力的0.4倍，则下列说法中错误的是

　　A．物体受到摩擦力的大小为240 N

　　B．工人拉力所做的总功为1 800 J

　　C．工人做的有用功的功率为192 W

　　D．此滑轮组的机械效率为80%

　　3、下列说法中正确的是

　　A．处于静止状态的铁块机械能保持不变

　　B．功率大的机械，机械效率一定高

　　C．小车在平衡力的作用下不能保持匀速直线运动状态

　　D．踢出去的足球在地上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持

　　4、将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较

　　A．节省了力 B．提高了功率

　　C．降低了效率 D．提高了效率

　　5、一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×104 N，汽车沿水平方向匀速移动了4 m，滑轮组的机械效率为80%。求：

　　（1）拉力F做的总功；

　　（2）有用功为多大？

　　6、用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小。求：

　　（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？

　　（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？

　　（3）拉力做功的功率是多少？

　　参考答案：

　　1、C【解析】AB、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率大，做功不一定多，故AB错误．C、功率是表示做功快慢的物理量，做功快，说明功率大，故C正确；D、功率是表示做功快慢的物理量，做功快，不一定做功多，故D错。故选C。

　　2、B【解析】A．地面对物体的摩擦阻力为：f=0.4×600 N=240 N，故A正确；B．拉力F通过的距离：s=2h=2×4 m=8 m，拉力F所做的功为：W总=Fs=150 N×8 m=1 200 J，故B错误；C．克服摩擦力所做的功：W有用=fh=240 N×4 m=960 J；拉力做功的功率为：P=w/t=960J/5S=192 W，故C正确；D．滑轮组的机械效率为：η=W有/W总×100%=960J/1200J×100%=80%，故D正确。

　　3、A【解析】A．处于静止状态的物体速度为0，动能为0；高度不变重力势能不变，所以机械能不变，故A正确；B．功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故B错误；C．小车在平衡力的作用下，有可能保持静止也有可能保持匀速直线运动状态，故C错误；D．踢出去的足球在地上时受到阻力作用，越滚越慢，即说明了力是改变物体运动状态的原因，故D错误。

　　4、D【解析】A．使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力，故A错误；B．在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，做的有用功相同，时间相同，功率相同，将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小了，故B错误；C．动滑轮在提升过程中随物体一起上升，要对动滑轮做额外功，有用功相同，做的总功越多，机械效率越低，故C错误；D．使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，有用功相同，使用定滑轮时做的额外功小，所以机械效率变大，故D正确；故选D。

　　5、（1）1.2×105 J （2）9.6×104 J

　　【解析】（1）由图可知，承担车的拉力的绳子股数n=3，

　　则拉力端移动的距离：s=3s物=3×4 m=12 m，

　　拉力做的总功：W总=Fs=1×104 N×12 m=1.2×105 J；

　　（2）由η=w有/w总=80%得对车做的有用功：

　　W有用=W总×η=1.2×105 J×80%=9.6×104 J。

　　6、（1）7 600 J （2）95% （3）400 W

　　【解析】（1）有用功：W有=Gh=760 N×10 m=7 600 J；

　　（2）货物以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，

　　根据v=s/t可知：=20 s；

　　故据图乙可知，此时拉力做的总功是8 000 J，

　　所以其机械效率是：η=w有/w总×100%=95%；

　　（3）拉力做功的功率P=w总/t=400 W。

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