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第一部分 系统复习，成绩基石,第十二讲 功、功率、机械效率,要点 功,类型1：做功的必要因素,物体不做功的三种情况,1静止不做功：物体受到力的作用，但没有移动距离，这时力对物体没有做功； 2惯性不做功：物体没有受力，但由于惯性通过了一段距离，也没有力做功； 3垂直不做功：物体受到力的作用，但运动的方向与力的方向垂直，这个力不做功,例如图所示的几个情形中，所提到的力没有做功的是( ),A物体在绳子拉力作用下升高 B静止的小车在拉力作用下运动起来 C汽车在刹车阻力的作用下速度减慢 D人用力搬石头，石头不动,D,点拨解答本题的关键是抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离，二者缺一不可,类型2：功的计算,斜面的特点,斜面能省力但不省距离；任何机械都不省功,例如图所示，某人分别用300N和200N的力，将同一个装有水的容器从地面上直接搬到车上和通过斜面搬到车上下列说法中不正确的是( ),A用300N的力搬运容器时做了300J的功 B用200N的力搬运容器时做了200J的功 C用200N的力搬运容器时做了300J的功 D通过斜面搬运容器时不能省功,点拨用300N的力搬运时所做的功W1F1h300N1m300J；用200N的力搬运时所做的功W2F2L200N1.5m300J；两种情况下做的有用功一样多，故通过斜面搬运容器不能省功,B,要点 功率,计算功和功率综合题的步骤,在解答做功和功率类综合性的计算题时，首先分析已知条件，然后根据已知量与未知量之间的关系，利用相应的计算公式进行计算，得出未知量,例重力为600N的小明在一次跳绳的体能测试中，1min内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5cm，则他跳绳时的功率最接近( ) A6W B60W C600W D6000W,点拨小明所受的重力G600N，则小明一次跳绳做的功W0Gh600N0.05m30J，小明1min跳绳做的总功W120W012030J3600J，所以小明跳绳的功率,B,变式训练一辆汽车的功率为90kW，行驶速度为54km/h时，汽车的牵引力多大？,解：汽车的速度v54km/h15m/s 汽车的牵引力,要点 机械效率,影响滑轮组机械效率的因素,用不同的滑轮组提起相同的重物至同一高度，做的有用功相等，动滑轮重的做的额外功多，机械效率就低；用同一滑轮组提起不同的重物至同一高度，此时动滑轮重、摩擦一定，做的额外功相等，物重大的做的有用功多，机械效率高,例1用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m，已知货物重850N，所用拉力F为300N(不计摩擦和绳重)求：,(1)有用功W有； (2)总功W总； (3)额外功W额,解：(1)有用功W有Gh850N3m2550J (2)绳自由端通过的距离snh33m9m，总功W总Fs300N9m2700J (3)额外功W额W总W有2700J2550J150J,点拨(1)已知货物的重力和货物升高的高度，根据W有Gh即可求出有用功；(2)根据货物升高的高度h和提升货物所用绳子的段数n求出绳子自由端通过的距离snh，然后根据W总Fs即可求出总功；(3)根据W额W总W有即可求出额外功,例2用如图所示器材测滑轮组的机械效率 (1)在图上画出滑轮组最省力的绕线方法； (2)安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置； (3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m，钩码重1.5N，其他被测和计算的数据如下表：,上表中肯定错误的数据是_和_； (4)若用上述装置提起重1.5N的钩码，机械效率为1；提起重3N的钩码，机械效率为2，则1_(填“”、“”或“”)2.,点拨(1)当有3段绳子承担物重时最省力，根据“偶定奇动”的方法可知，应从动滑轮开始绕起；(2)根据3段绳子承担物重，可判断拉力移动距离与钩码上升高度的关系为s3h，所以拉弹簧测力计的线端通过的距离s3h30.2m0.6m，拉力做的总功W总Fs0.6N0.6m0.36J，由此可知，表中的数据0.4和0.24是错误的；(3)额外功不变，提升的物体越重，所做的有用功越多，机械效率越高，所以12.,0.4,0.24,本讲实验考点：测量滑轮组的机械效率(要求能够熟练操作、掌握整个实验过程，包括实验原理、实验方法、器材、装置图、步骤、数据表格、结论以及易错点等问题),实验探究 测量滑轮组的机械效率,在“测量滑轮组的机械效率”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：,(1)实验的原理是_； (2)在实验操作中应该_拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升； (3)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为_(保留三位有效数字)； (4)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为_N，滑轮组做的有用功是_J； (5)分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_有关,竖直向上匀速,78.4%,2.4,0.3,物重(或钩码重),12018青岛，12，3分不定项在相同的水平地面上，用水平力F匀速推动重为G的箱子，移动距离s.下列说法正确的是( ) A箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力 B在此过程中重力做功为Gs C若撤去推力，箱子仍向前滑行，则滑行过程中摩擦力小于F D若水平推力改为2F，仍使箱子移动距离s，则推力做功为2Fs,AD,22016青岛，13，3分不定项根据表格中数据，下列说法正确的是( ),表一,表二,A将体积相同的铁块和铜块分别放在已调好的天平左、右托盘中，指针偏向分度盘右侧 B匀速提升体积相同的铁块和铝块，拉力所做的功W与 提升高度h的关系图象如右图，则图线a表示的是铁块 C横截面积相同的铜线和铝线，在电阻相等时铝线较长 D在平直高速公路上，夏利和捷达轿车按照表二中的速度匀速行驶相同的时间，若牵引力的功率之比为23，则牵引力之比为45,ABD,320142015青岛改编，3分不定项根据表格中的数据，下列说法正确的是( ),A用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，发现水中的温度计示数较高 B装有煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体 深度的关系可用图象表示，其中图线b表示的是煤油 C用力分别匀速提升体积之比为21的实心铜块和铝块， 提升的高度之比为54，则两次拉力做功之比为556(2015青岛) D用力分别匀速提升体积相同的铁块和铝块，提升的高度之比为32，所用的时间之比为59，则两次拉力的功率之比为7910(2014青岛),BD,42018青岛，专题二17(3)，2分工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m，额外功为300J.求滑轮组的机械效率,解：由图知，n3， 由snh可得，货物提升的高度 =2m 则所做的有用功W有Gh600N2m1200J 拉力所做的总功W总W有W额1200J300J1500J 则滑轮组的机械效率,52017青岛，专题五11，6分小雨用滑轮组提升重物每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力请画出与解题过程相应的受力分析示意图,(1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少？,解：物体A的重力Gmg50kg10N/kg500N,(2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N.为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？,解：由题意可知，小雨没有把重物A提起来， 对A进行受力分析如图1，由力的平衡条件可得GF拉F支 滑轮组对A的拉力F拉GF支500N100N400N 根据力的作用是相互的，A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力， 由图甲可知，n3，对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析，如图2所示， 由力的平衡条件可得3FF拉G动，所以动滑轮的重力G动3FF拉3150N400N50N 为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，对乙图的动滑轮和物体A进行受力分析，如图3所示，,此时绳端的拉力F (G2G动) (500N250N)150N 由图乙可知，n4，绳子移动的距离s4h42m8m 小雨做的功WFs150N8m1200J,(3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图象如图丙所示已知F2与F1之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%.求液体密度是多少？,62016青岛，专题五，11，5分小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%.每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力求：,(1)物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？,解：由图象乙知，物体在空中上升时拉力F200N 则小雨做的功WFs200N41m800J,(2)每个滑轮的重力是多少？,解：由 ，得物体所受的重力GnF485%200N680N 物体在空中时，拉力等于物体重力与滑轮的重力之和， 即G滑总GnF，则动滑轮的总重力G滑总nFG4200N680N120N 每个滑轮的重力G滑120N260N,(3)物体的密度是多少？,解：由图象乙知，物体浸没在水中时F100N 物体在水中时，拉力与浮力之和等于物体重力与滑轮的重力之和， 即nFF浮GG滑总，,则物体所受的浮力F浮GG滑总nF680N120N4100N400N 由F浮水gV排，得物体的体积VV排 = 由Gmg，得物体的质量m 则物体的密度,72015青岛，专题五12，5分小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦)已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2，圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3(不计桶的厚度),(1)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面)，小雨对地面的压强为1.15104Pa，则桶和动滑轮总重是多少？,解：小雨对地面的压力FNp人S人1.15104Pa0.04m2460N 小雨对绳子的拉力FG人FN500N460N40N 桶和动滑轮总重G0nF340N120N,(2)向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5103Pa时，小雨对地面的压强为1104Pa；小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？,82014青岛，专题五11，5分小雨受到的重力为640N，他站在水平地面上时对地面的压强为1.6104Pa.他用如图所示滑轮组匀速提升物体A，滑轮组的机械效率为90%(不计绳重和摩擦)，此时他对水平地面的压强为6103Pa.则物体A重力GA？,解：小雨与地面的接触面积 匀速提升物体A时，小雨对地面的压力FpS6103Pa0.04m2240N 小雨对绳子的拉力F拉GF640N240N400N 由 ，得 物体A的重力GA3F拉3400N90%1080N,92012青岛，专题五11(4)，3分为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨通过如图滑轮组将一只底面积为0.2m2的圆柱形空木桶匀速缓慢地放入井中，叶子姐姐爬进木桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m.小雨用力将木桶拉出水面，又经过65s使木桶在空中匀速上升10m到达井口，将叶子姐姐救上来(不计绳重和摩擦)在这65s中，小雨做功的功率多大？,解：木桶受到的浮力F浮水gV排水gSh1.0103kg/m310N/kg0.2m20.25m500N G总G桶G人G动nFF浮275N500N650N 木桶拉出水面后小雨对绳的拉力F 做功的功率P =100W,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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