资源描述
课时训练(十) 功 功率 机械效率
(限时：35分钟)
一、填空题
1. 如图K10-1所示，林红同学推着购物车向前做匀速运动，地面的支持力对车 (选填“做功”或“不做功”)，理由是 。
图K10-1
2. 如图K10-2所示，比较用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，图中所用的判断方法是：做功时间相同，比较 ，另一种判断方法是 相同，比较 。
图K10-2
3. [2018·自贡]如图K10-3所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3 m/s的速度在水平地面上匀速运动了10 m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2。(均选填“>”“<”或“=”)
图K10-3
4. 如图K10-4甲所示，水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用。F的大小与时间t的关系和物体运动的速度v与时间t的关系，如图乙、丙所示。第6 s末到第9 s末，物体受到地面对它的摩擦力为 N，推力做的功是 J。
图K10-4
5. [2019·凉山州]“绿色环保，低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为200 kW，速度为72 km/h。公交车行驶1 h，发动机做的功为 J，公交车行驶的路程为 m。
6. 如图K10-5所示，林红用斜面将重为120 N的物体匀速从斜面的底部拉到顶部，已知斜面长为5 m，高是2 m，林红的拉力F=60 N，则林红做的有用功为 J，额外功为 J。
图K10-5
7. [2019·乐山]如图K10-6所示，在斜面上将一个重600 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=400 N，拉动的距离s=4. 5 m，提升高度h=1. 8 m，所用时间t=30 s。则拉力F做功的功率为 W，此过程中物体受到的摩擦力为 N。
图K10-6
8. [2019·岳阳]如图K10-7所示，动滑轮实质上是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆，用60 N的拉力将沙桶从地面提升到9 m高的楼上，拉力做的功是 J。
图K10-7
9. [2019·吉林]如图K10-8所示，用滑轮组将300 N的重物匀速提升3 m，拉力所做的有用功是 J；如果用该滑轮组提升400 N的重物，那么它的机械效率将 。
图K10-8
10. [2019·云南]如图K10-9所示，工人用滑轮组将重为600 N的建筑材料以0. 3 m/s的速度匀速竖直提升。人对绳子自由端的拉力F=375 N，滑轮组的机械效率为 ，拉力F的功率为 W。
图K10-9
11. [2019·龙东]如图K10-10所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它在水平面上匀速前进2 m，地面对它的摩擦力为150 N，小聪施加的拉力F=100 N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 。
图K10-10
12. 如图K10-11所示是林红同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。若按图像中的规律跳绳，林红1 min能完成的跳绳个数为 ，若林红的质量为50 kg，则在此过程中，她克服重力做功的功率为
W。(g取10 N/kg)
图K10-11
二、选择题
13. [2019·怀化]如图K10-12所示，下列所示现象中，对物体做了功的是 ( )
图K10-12
14. [2019·天津]小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近 ( )
A. 9 J B. 30 J
C. 90 J D. 300 J
15. 林红和小勇到工地上搬砖，林红的功率为100 W，小勇的功率为200 W，两人正常工作时，下列说法中正确的是 ( )
A. 林红做功一定多 B. 小勇做功一定多
C. 林红做功一定快 D. 小勇做功一定快
16. [2019·邵阳]参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近 ( )
A. 1. 5 W B. 15 W
C. 150 W D. 1500 W
17. [2018·淄博]如图K10-13所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下 ( )
图K10-13
A. F1<F2，P1=P2 B. F1>F2，P1>P2
C. F1=F2，P1=P2 D. F1<F2，P1<P2
18. 如图K10-14所示，林红用甲方式把1袋米从1楼提升到3楼，感到很“吃力”，她用乙方式把同样1袋米从1楼提升到3楼，感觉好多了。不考虑有关摩擦，以下关于林红两种方式做功的说法正确的是 ( )
图K10-14
A. 甲有用功更多，总功更多
B. 乙有用功更多，总功更多
C. 甲、乙有用功一样多，甲总功更多
D. 甲、乙有用功一样多，甲总功更少
19. [2019·通辽]如图K10-15所示，利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m，所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
图K10-15
A. 绳子自由端移动的速度为2 m/s
B. 动滑轮的总重为100 N
C. 滑轮组的机械效率为83. 3%
D. 提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
20. [2019·广安]如图K10-16所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
图K10-16
A. 若G1=G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B. 若G1=G2，则拉力F2做的有用功多
C. 若G1>G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D. 若G1>G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
21. [2018·广安]如图K10-17所示，斜面长3 m，高0. 6 m，建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳子的重力)。则下列说法正确的是 ( )
图K10-17
A. 受到斜面对它的摩擦力是50 N
B. 拉力的功率是50 W
C. 拉力所做的功是300 J
D. 斜面的机械效率是80%
三、计算题
22. [2018·北京]图K10-18是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450 N的货物A在50 s的时间里，匀速竖直上升了10 m。在这个过程中，拉力F做的功为5000 J。求：
(1)有用功W有。
(2)拉力F的功率P。
(3)动滑轮的机械效率η。
图K10-18
四、实验与探究题
23. 林红和同学们在探究“斜面的机械效率”时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了如下表中的实验数据。
图K10-19
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
力G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η
1
较缓
5
0. 2
2. 4
1
41. 7%
2
较陡
5
0. 5
3. 2
1
78. 1%
3
最陡
5
0. 7
4. 3
1
81. 4%
(1)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 (选填“省”或“费”)力；斜面越陡，机械效率越 (选填“高”或“低”)。
(2)同学们又进行了第4次实验：在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0. 5 m和1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4. 5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 (结果保留一位小数)。把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)物块所受的摩擦力。
【参考答案】
1. 不做功 支持力是竖直向上的，购物车在竖直方向上没有通过距离
2. 做功的多少 做功多少 做功时间的长短
3. = >
4. 4 24
[解析]由v-t图像可知，6~9 s物体的速度保持2 m/s不变，做匀速直线运动；由F-t图像可知，此过程中的推力F=4 N，根据二力平衡条件可知，此时的摩擦力等于水平推力，即f=F=4 N。6~9 s物体的运动时间t=9 s-6 s=3 s，由速度公式得，6~9 s物体运动的距离s=vt=2 m/s×3 s=6 m，则推力做的功W=Fs=4 N×6 m=24 J。
5. 7. 2×108 72000
[解析]t=1 h=3600 s，
W=Pt=200×103 W×3600 s=7. 2×108 J。
v=72 km/h=20 m/s，
s=vt=20 m/s×3600 s=72000 m。
6. 240 60
[解析]林红做的有用功W有=Gh=120 N×2 m=240 J；林红做的总功W总=Fs=60 N×5 m=300 J；则额外功W额=W总-W有=300 J-240 J=60 J。
7. 60 160
[解析]拉力所做的总功
W总=Fs=400 N×4. 5 m=1800 J，
拉力F做功的功率
P=W总t=1800 J30 s=60 W。
有用功W有=Gh=600 N×1. 8 m=1080 J，
克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=1800 J-1080 J=720 J，
由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力
f=W额s=720 J4. 5 m=160 N。
8. 省力 1080
[解析]动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。因n=2，则动力移动的距离为s=2h=2×9 m=18 m，拉力做的功W=Fs=60 N×18 m=1080 J。
9. 900 变大
10. 80% 225
[解析]由图知n=2，拉力端移动距离s=2h，
滑轮组的机械效率：η=W有W总=GhFs=600N×h375N×2h=80%。
拉力F的功率：P=W总t=Fst=F·2ht=F·2v=375 N×2×0. 3 m/s=225 W。
11. 300 75%
12. 150 75
[解析]由图像可知，平均跳一次绳所用时间为0. 4 s，则林红1 min能完成的跳绳个数：n=60s0. 4s=150。
由图像可知，跳起的最大高度：h=6 cm=0. 06 m，人的重力：G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N，
跳绳一次克服重力做的功：W1=Gh=500 N×0. 06 m=30 J，1 min内克服重力做的功：
W=nW1=150×30 J=4500 J，则在此过程中，林红克服重力做功的功率：P=Wt=4500J60s=75 W。
13. C
14. C [解析]因为托起两个鸡蛋的力大约是1 N，则提30个鸡蛋的力大约为F=302 N=15 N。每层楼的高度大约为3 m，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h=3 m×2=6 m，小华提鸡蛋的力做功约为W=Fs=15 N×6 m=90 J。
15. D
16. C [解析]王小鹏同学的重力约为G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N，从一楼跑到四楼，上升高度为h=3×3 m=9 m，他克服重力做的功约为W=Gh=500 N×9 m=4500 J，克服重力做功的功率约为P=Wt=4500J30s=150 W。故选C。
17. A [解析]不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC倾斜角度，则AC>BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1<F2。不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同(等于克服物体重力所做的功)，即W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P=Wt可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。
18. D
19. A [解析]由图知，滑轮组承担对物体拉力的绳子段数n=4，绳子自由端移动距离s=nh=4×1 m=4 m，速度v=st=4m2s=2 m/s，A正确。由F=1n(G+G动)可得，动滑轮总重为G动=nF-G=4×150 N-400 N=200 N，B错误。滑轮组机械效率η=W有W总=W有W额+W有=GhG动h+Gh=GG+G动=400N400 N+200 N≈67%，C错误。由η=GG+G动可知，提升物重变大，滑轮组机械效率变大，D错误。
20. C [解析]若G1=G2，且重物被匀速提升的高度相同，由W有=Gh可知，有用功相同，不计绳重及摩擦，则额外功是克服动滑轮自重做的功，即W额=G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总=W有+W额，所以总功不相同，即F1、F2做的功不相等，故A、B错误。不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率η甲=W有甲W总甲=G1hG1h+G动h=G1G1+G动，η乙=W有乙W总乙=G2hG2h+2G动h=G2G2+2G动；若G1>G2，则η甲-η乙=G1G1+G动-G2G2+2G动=2G1G动-G2G动(G1+G动)(G2+2G动)>0，所以甲的机械效率大于乙的机械效率，故D错误，C正确。
21. A [解析]拉力做的功W总=Fs=150 N×3 m=450 J，有用功W有=Gh=500 N×0. 6 m=300 J，
额外功W额=W总-W有=450 J-300 J=150 J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力f=W额s=150J3m=50 N，故A正确、C错误。拉力的功率P=W总t=450J6s=75 W，故B错误。斜面的机械效率η=W有W总=300J450J≈66. 7 %，故D错误。
22. 解：(1)有用功W有=Gh=450 N×10 m=4500 J。
(2)拉力F的功率P=W总t=5000J50s=100 W。
(3)动滑轮的机械效率η=W有W总=4500J5000J=90%。
23. (1)省 高 (2)55. 6% 2
(3)大于
[解析](3)用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块的过程中，拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属于多力平衡；根据W总=W有+W额，W额小于W总，即fs小于Fs，斜面的长s相同，所以f<F。
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