功和机械效率专题(含答案)

功：Fs W =，当力F 和距离S 的夹角成90度时，力F 不做功。

功率：Fv t
W
P ==
，第一个公式计算平均功率；第二个公式计算瞬时功率（即某一速度下的功率），F 为牵引力；当物体匀速运动时，两公式通用。

1.登楼梯竞赛时，某同窗从一楼登上三楼历时12s ，该同窗登楼时克服重力做功的功率最 接近于（ ）
A.3W
B.30 W
C.300 W
D.3000 W
2．某人用100N 的水平拉力使重为500N 的小车沿水平方向前进了5m ，在这进程中拉力做的功是________J 。

后来又用沿斜坡方向的100N 的拉力将小车拉上坡顶，该斜坡长为5m ，高为0.5m ，这时拉力做的功为________J 。

3．一架我国自行研制的歼-8Ⅱ战斗机的质量为1.5×103kg ，发动机用8×104N 的推力使飞机在10s 内前进5000m ，那么飞机受到的重力为___________N ，这段时刻内飞机的平均速度为_______m/s ，推力的功率为___________W 。

4．一台拖沓机耕地的最大牵引力是2．5410⨯N ，假设每小时拖沓机行驶7．2千米，它的功率多大？每小时作功多少？
5．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km ，轿车上的速度表如下图，在此进程中
⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s?
⑵假设轿车发动机的功率为40kW ，那么该车行驶中所受阻力多大？牵引力做功多少？
6．在100m 深的矿井里，每分钟积水9m 3
，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功
率的水泵抽水？
类型1：竖直方向提升重物的滑轮组
有效功：提起重物所做的功h G S F W 物物物有用==
额外功：克服摩擦力所做的功和提升滑轮所做的功，提升动滑轮所做的功h G S F W 动动动额外== 总功：拉绳索的动力所做的功Fnh S F W ==绳绳总 机械效率：nF
G Fnh
h G W W 动动总
有用=
=
=
η
理想的滑轮组：不计滑轮重和绳重，且不计摩擦的滑轮组，%
100=η
半理想的滑轮组：不计绳重和摩擦，但要考虑动滑轮重的滑轮组
动
物物动物物额外
有用有用总
有用G G G h
G h G h G W W W W W +=
+=
+=
=
η
1．用图所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所历时刻为２s ，作用在绳索结尾的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），所做的有效功为_______J ，动滑轮自重__________
Ｎ，该滑轮组的机械效率为______。

2．如下图，拉力F=125Ｎ，在10s 内将重物匀速提升2m ，滑轮组的机械效率是80%。

绳索自由端
移动距离为_______m ，物体重是_______Ｎ，总功是_______Ｊ。

3．如下图的动滑轮把重为100N 的物体匀速提升1m 。

假设不计轮重和摩擦，拉力F 为____N ；假设
不计摩擦，轮重为50N ，那么拉力F ′为______N ，滑轮的机械效率为______。

4．小聪用如下图的滑轮组将重4 N 的物体匀速提高2m ，他做的有效功为______J 。

假设滑轮组的绳重及摩擦不计，他用那个滑轮组匀速提9N 的物体时，机械效率比提升4N 物体时提高了
l0％，现在的拉力为_______________N ，(已知动滑轮的重力小于4N)。

类型2：水平方向拉动物体的滑轮组
水平方向拉动物体的滑轮组对物体所做的有效功是作用在物体上使物体前进的力做的功(即克
服摩擦力做的功而不是克服重力做的功)
物物物有用fS S F W ==；绳绳总S F W =
1．如下图，质量为2kg 的物体在力F 的作用下以4m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，现在弹簧秤的读数为 1.5N ，那么拉力F 为________，物体与水平地面的摩擦力为________牛，在5s 内F 做的功是________。

2．如下图：用滑轮组拉着一只木块P 沿水平面以0.5m/s 的速度匀速向右运动，现在弹簧测力计的读数为4N ，假设每只滑轮重1N ，绳与滑轮间的摩擦不计，那么该滑轮组的机械效
率为______，在2s 内拉力F 做的功为______J 。

3．小勇用右图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m ，那么绳索自由端移动的距离为_______m 。

假设不计绳与滑轮间摩擦，物体与地面的摩擦力为9N ，那么他所做的功是__________J 。

若是计绳与滑轮间摩擦，小勇对绳的拉力F=4N ，该滑轮组的机械效率为_____%。

4．如下图，物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F=60N ，该装置的机械效率为0.7,那么物体受到的摩擦力大小是_______ N 。

5．如下图的滑轮组，使物体沿水平地面由位置A 匀速地拉到B 处用了3s ，所用的拉力F ＝30N ，从A 到B 是
0.9m，设滑轮组的重力和摩擦不计。

地面对物体的摩擦力是_______N，从A到B拉力F做的功______J。

类型3：斜面方向拉动滑轮组
斜面方向拉动物体时有效功确实是对重物做的功，拉力所做的功为总功，斜面克服摩擦阻力所做的功为额外功，求摩擦力的大小一样依照额外功求出，切不能够为物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力
h G W 物有用=；绳绳总S F W =
1．如下图，已知斜面长5m ，高2m ，拉力为50N 。

利用那个装置将重为100N 的物体在5s 内匀速从斜面的底端拉到顶端。

那么拉力做功的功率为________W ，该
装置的机械效率为____________。

2．如下图。

将绳索的一端拴在滑腻斜面的顶端，使绳绕过圆木，用手拉住绳索的另一端，将圆木拉上斜面。

已知圆木的质量为20千克，斜面长4米，高1米，不计摩擦，
手的拉力为______N ，拉力所做的功是______J 。

3．如下图，物重G 为2000N ，斜面长5m ，高3m ，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，假设将重物沿斜面以0.2m/s 的速度拉上来，所需拉力F 是______N 。

三、斜面的机械效率
有效功：将重物从斜面底端提升到斜面顶端所做的功（即克服物体重力所作的功）h G Fs W 物有用== 额外功：克服斜面上的摩擦所做的功fl Fs W ==额 总功：拉动物体的动力所做的功Fl Fs W ==总 机械效率：Fl
h G W W 物总
有用=
=
η
1．如下图，斜面长5m ，高1m ，工人用沿斜面方向400N 的力把重1600N 的集装
箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是__________J ，斜面的机械效率是__________。

2．G=4000N 的重物在与斜面平行的拉力F 作用下，匀速由底端运动到顶端。

斜面长S=5m ，高h=2m 。

斜面的机械效率为80%，拉力所做的有效功是______J ，拉力所做的总功是______J 拉力F 是______N ，斜面对物体的摩擦力为______N 。

3.如下图，将同一物体别离沿滑腻的斜面AB 、AC （AB>AC ）以相同的速度从底部匀
速拉至极点A ，施加的力别离为F 1，F 2，拉力做的功为W 1，W 2，拉力做功的功率别离为P 1，
P 2，那么以下判定中，正确的选项是（ ）
A. F 1<F 2 W 1=W 2 P 1<P 2
B. F 1>F 2 W 1>W 2 P 1>P 2
C. F 1< F 2 W 1<W 2 P 1<P 2
D. F 1< F 2 W 1=W 2 P 1>P 2
4．把一个长30cm
F 1
F 2
A B C
、宽20cm、高100cm的长方体物体竖起放在地面上，如以下图所示，已知此物体密度为2g/cm3，g=10N/kg。

⑴求此物体对地面的压强；
⑵假设某工人在高1m，长2m的斜面上，以平行于斜面，大小为800N的拉力把物体匀速拉上斜面，如右图所示，那么拉力对物体做了多少功？工人的机械效率为多少？
中考真题：
1．（2021广州）重104N的汽车在水平路面上匀速直线运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%(汽油热值为4.6×107J/kg)．
(1)在图中表示汽车的方框上画出汽车匀速直线运动进程中水平方向的受力示用意．
(2)求汽车运动100s内
①发动机对汽车的牵引力多大?
②牵引力做了多少功?
③汽车通过的距离多长?
④发动机消耗汽油质量为多少？
2．（2020广州）如下图，重量为3.2×104N的卡车，通过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
(1)对水平路面的压强；
(2)爬坡时的牵引力；
(3)爬坡时的速度．
3．（2020广州）如下图(滑轮组的绕绳未画出)，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg)．
(1)人拉力的功率为多大？
(2)被吊起重物的质量为多大？
(3)按题意画出滑轮组的绕绳．
4．（2020广州）甲、乙两人别离用不同的方式把重量为100N的物体A从地面匀速提到三楼。

(1)甲用图甲所示的方式直接用绳把物体提到三楼，判定此进程中绳对物体A的拉力F是不是做功时，有如下表所示的两种分析，假设分析正确，请在表中同一行的空格上画“√”
分析一物体在拉力F的方向上移动
了距离，所以拉力F对物体
做了功
汽车
v
12年第20题图
30°
11年第21题图
10年第20题图
图甲图乙
09年第21题图
分
析二
物体匀速上升，
其动能不变， 重力势能增加
能量的转化可以通过做功的过程来实现．因为物体的机械能增加了，所以拉力F 对物体做了功
(2)甲历时20s 把物体由M 提到N ，他对物体做功的功率为多大？
(3)乙用图乙所示的方式通过动滑轮把物体提到三楼，已知滑轮重量为10N ，人对绳的拉力为60N 。

有人计算乙做的总功的进程如下： W=F 乙s ① F 乙=G 物2=100N 2
=50N
② s=6m
③
联立①②③求出W ，请更正②、③中的错误的地方。

5．（2020广州）距离传感器发出的超声波碰到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的距离(s)-时刻(t)图像．超声波在空气中的传播速度为340m/s 。

(1)假设传感器在发出信号后0.01s 收到从物体反射回来的信号．物体距传感器多远？ (2)假设显示物体的s-t 图像如图甲所示，物体在0至15s 内的运动情形如何。

(3)如图乙所示，一物体在F=10 N 的水平拉力作用下沿水平地面做直线运动。

传感器显示物体的s-t 图像如图丙所示。

求：0至15s 内物体受到的摩擦力为多大？拉力的功率为多大？
6．（2020江西）某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上
的部份参数如下表：(吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)
(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明。

(2)该水泵持续正常抽水1h ，把水抽高了50m ，水泵对水做了多少功？现在水泵的效率是多少？ (g 取10N/kg) 7．（2020苏州）(8分)如下图，斜面长S=10m ，高h=4m 。

用沿斜面方向的推力F ，
将一个重为100N 的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B 。

运动进程中物体克服摩擦力做
了100J 的功。

求：
(1)运动进程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F 的大小
8．（2020茂名）用如下图的滑轮组去拉物体A ，已知A 物质的密度是2×103kg ／m 3，底面积是0.3m 3，重力为
600N 。

物体A 在F=100N 的拉力作用下，沿水平方
向匀速前进了2m
型号 ZGD 扬程 50m 吸程 20m 电压220V 频率50Hz
功率1.5kW
流量8m 3/h 绝缘E 级
甲
乙
丙
08年第21题图。

(g取10N／kg)求：
(1)物体A对水平地面的压强是多少?
(2)物体A的体积是多大?
(3)假设该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受到的阻力是多少
9．（2020安顺）如图10所示，要把一个质量是450kg的珍贵物品A沿水平地面移动100m，为爱惜该物品，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。

(提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的进程中，A、B之间的摩擦力是多少?
(2)计算拉力F做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力F做功的进程中，机械效率是多少?
参考答案：
功和功率
1. C
2. 500,500
3. 1.5×104 ，500，4×107
4. 5×104w，1.8×108J
5. 90Km/h ，25m/s ，1.6×103N ，2.88×106J
6. 9×106J
竖直方向提升重物的滑轮组
1. 1 ，2 ，83%
2. 6 ，300 ，750
3. 200 ，250 ，80%
4. 8 ，5
水平方向拉动物体的滑轮组
1. 1.5N ，3 ，60J
2. 80% ，5
3. 0.6 ，1.8 ，75
4. 126
5. 10，81
斜面方向拉动滑轮组
1. 100 ，40%
2. 25 ，200
3. 500
斜面的机械效率
1. 2000 ，80%
2. 8000 ，1×104 ，2000 ，400
3. A
4. 2×104 ，1600J ，75%。