第一部分第一部分 系統(tǒng)復習系統(tǒng)復習 成績基石成績基石第十二講功、功率、機械效率知識網(wǎng)絡知識網(wǎng)絡梳理梳理功、功率、機械效率類型類型1 1 探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件?？碱愋统？碱愋屯黄仆黄埔c要點1 功功考查角度：考查角度：做功的兩個必要因素；功的計算【例1】如圖所示的幾個情形中，所提到的力沒有做功的是(D)A物體在繩子拉力作用下升高B靜止的小車在拉力作用下運動起來C汽車在剎車阻力的作用下速度減慢D人用力搬石頭，石頭不動思路點撥思路點撥 解答本題的關鍵是抓住做功的兩個必要因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離，二者缺一不可A選項中物體在繩子拉力作用下升高，繩子給物體一個向上的力，物體在拉力作用下向上移動了距離，繩子對物體做了功；B選項中靜止的小車在拉力作用下運動起來，小車在拉力作用下移動了距離，拉力對小車做了功；C選項中汽車在剎車阻力的作用下速度降低，汽車受到一個阻礙汽車前進的力，汽車在阻力作用下移動了距離，阻力對汽車做了功；D選項中人用力搬石頭時，給石頭一個向上的力，石頭沒有移動距離，人對石頭沒有做功物體不做功的三種情況1靜止不做功：物體受到力的作用，但沒有移動距離，這時力對物體沒有做功；2慣性不做功：物體沒有受力，但由于慣性通過了一段距離，也沒有力做功；3垂直不做功：物體受到力的作用，但運動的方向與力的方向垂直，這個力不做功類型突破類型突破【例例2 2】如圖所示，某人分別用300N和200N的力，將同一個裝有水的容器從地面上直接搬到車上和通過斜面搬到車上下列說法中不正確的是(B)A用300N的力搬運容器時做了300J的功B用200N的力搬運容器時做了200J的功C用200N的力搬運容器時做了300J的功D通過斜面搬運容器時不能省功思路點撥思路點撥 用300N的力搬運時所做的功W1F1h300N1m300J；用200N的力搬運時所做的功W2F2L200N1.5m300J；兩種情況下做功一樣多，故通過斜面搬運容器不能省功類型突破類型突破斜面的特點斜面能省力但不省距離，任何機械都不省功要點要點2 功率功率【例例3】重力為600N的小明在一次跳繩的體能測試中，1min內跳了120次，每次跳離地面的高度約為5cm，則他跳繩時的功率最接近(B)A6W B60W C600W D6000W考查角度：考查角度：功率的物理意義和定義；功率的計算思路點撥思路點撥 小明所受的重力G600N，則小明一次跳繩做的功W0Gh600N0.05m30J，小明1min跳繩做的總功W120W012030J3600J，所以小明跳繩的功率類型突破類型突破計算功和功率綜合題的步驟在解答做功和功率類綜合性的計算題時，首先分析已知條件，然后根據(jù)已知量與未知量之間的關系，利用相應的計算公式進行計算，得出未知量要點要點3 機械效率機械效率考查角度：考查角度：有用功、總功和額外功的概念；機械效率的計算；測量滑輪組的機械效率思路點撥思路點撥(1)已知貨物的重力和貨物升高的高度，根據(jù)W有Gh即可求出有用功；(2)根據(jù)貨物升高的高度h和提升貨物所用繩子的段數(shù)n求出繩子自由端通過的距離snh，然后根據(jù)W總Fs即可求出總功；(3)根據(jù)W額W總W有即可求出額外功【例4】用如圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m，已知貨物重850N，所用拉力F為300N(不計摩擦和繩重)求：(1)有用功W有；(2)總功W總；(3)額外功W額【例5】用如圖所示器材測滑輪組的機械效率(1)在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方法；(2)安裝好實驗器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測力計的線端原先的位置；(3)某同學正確測得鉤碼上升的高度為0.2m，鉤碼重1.5N，其他被測和計算的數(shù)據(jù)如下表：拉力拉力F F/N/N拉彈簧測力計的線端通拉彈簧測力計的線端通過的距離過的距離s s/m/m有用功有用功W W有有/J/J總功總功W W總總/J/J0.60.40.30.24上表中肯定錯誤的數(shù)據(jù)是0.4和0.24；(4)若用上述裝置提起重1.5N的鉤碼，機械效率為1；提起重3N的鉤碼，機械效率為2，則1”、“”或“”)2.思路點撥思路點撥(1)當有三段繩子承擔物重時最省力，根據(jù)“偶定奇動”的方法可知，應從動滑輪開始繞起；(2)根據(jù)三段繩子承擔物重，可判斷拉力移動距離與鉤碼上升高度的關系為s3h，所以拉彈簧測力計的線端通過的距離s3h30.2m0.6m，拉力做的總功W總Fs0.6N0.6m0.36J，由此可知，表中的數(shù)據(jù)0.4和0.24是錯誤的；(3)額外功不變，提升的物體越重，所做的有用功越多，機械效率越高，所以12.類型突破類型突破影響滑輪組機械效率的因素用不同的滑輪組提起相同的重物至同一高度，做的有用功相等，動滑輪重的做的額外功多，機械效率就低；用同一滑輪組提起不同的重物至同一高度，此時動滑輪重、摩擦一定，做的額外功相等，物重大的做的有用功多，機械效率高.實驗聚焦實驗聚焦突破突破本講有1個三級實驗考點：測量滑輪組的機械效率(要求能夠熟練操作、掌握整個實驗過程，包括實驗原理、實驗方法、器材、裝置圖、步驟、數(shù)據(jù)表格、結論以及易錯點等問題)在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：次數(shù)次數(shù)鉤碼重鉤碼重/N/N鉤碼上升的鉤碼上升的距離距離/cm/cm彈簧測力計彈簧測力計的示數(shù)的示數(shù)/N/N彈簧測力計上升彈簧測力計上升的距離的距離/cm/cm機械效機械效率率第1次2511566.7%第2次451.715 第3次65 1583.3%(1)實驗的原理是 ；(2)在實驗操作中應該豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升；(3)進行第2次測量時滑輪組的機械效率約為78.4%(保留三位有效數(shù)字)；(4)進行第3次測量時，彈簧測力計示數(shù)為2.4N，滑輪組做的有用功是0.3J；(5)分析實驗數(shù)據(jù)，實驗小組得出的實驗結論是：滑輪組的機械效率與物重(或鉤碼重)有關.六年真題六年真題全練全練命題解讀命題解讀年份年份題號題號題型題型考點考點命題分析命題分析2017 專題五11計算題功和滑輪組機械效率的計算本講的高頻考點是“功、功率和機械效率的計算”.命題預測：主要考查測量滑輪組機械效率的實驗；與滑輪組有關的功率、機械效率的計算.201613BD選擇題功和功率的計算2016 專題五11計算題功和滑輪組、機械效率的計算201510D選擇題功率的物理意義2015 專題四10D選擇題功和密度的綜合計算2015 專題五12計算題滑輪組、壓強、浮力和機械效率的綜合計算201413D選擇題功和功率的計算2014 專題五11計算題滑輪組、機械效率和壓強的綜合計算2013專題二4(3)計算題滑輪組功率的計算2013 專題六14實驗題測量滑輪組機械效率2012 專題五11計算題功率、滑輪組、壓強和浮力的綜合計算12016青島，13,3分根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，下列說法正確的是()表一物質物質密度密度/(kgm/(kgm3 3)長長1m1m、橫截面積、橫截面積1mm1mm2 2的導線在的導線在2020時的電阻值時的電阻值/銅8.91030.017鐵7.91030.096鋁2.71030.027表二車型車型在平直高速路上安全行駛的在平直高速路上安全行駛的最高速度最高速度/(kmh/(kmh1 1)夏利100捷達120桑塔納120A將體積相同的鐵塊和銅塊分別放在已調好的天平左、右托盤中，指針偏向分度盤右側B勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，拉力所做的功W與提升高度h的關系圖象如右圖，則圖線a表示的是鐵塊C橫截面積相同的銅線和鋁線，在電阻相等時鋁線較長D在平直高速公路上，夏利和捷達轎車按照表二中的速度勻速行駛相同的時間，若牽引力的功率之比為23，則牽引力之比為45ABDABD表一數(shù)據(jù)顯示：表一數(shù)據(jù)顯示：銅銅鐵鐵，由，由m mVV可知，體積相可知，體積相同的鐵塊和銅塊相比，銅塊質量更大，則指針會偏向放銅塊同的鐵塊和銅塊相比，銅塊質量更大，則指針會偏向放銅塊的右側，的右側，A A正確；表一數(shù)據(jù)顯示：正確；表一數(shù)據(jù)顯示：鐵鐵鋁鋁，則體積相同的，則體積相同的鐵塊和鋁塊相比，鐵塊質量大，提升相同高度時，對鐵塊做鐵塊和鋁塊相比，鐵塊質量大，提升相同高度時，對鐵塊做功更多，則圖線功更多，則圖線a a表示的是鐵塊，表示的是鐵塊，B B正確；表一數(shù)據(jù)顯示：在正確；表一數(shù)據(jù)顯示：在長度和橫截面積相同時，鋁比銅的電阻大，則橫截面積相同長度和橫截面積相同時，鋁比銅的電阻大，則橫截面積相同的銅線和鋁線，在電阻相等時銅線較長，的銅線和鋁線，在電阻相等時銅線較長，C C錯誤；表二數(shù)據(jù)顯錯誤；表二數(shù)據(jù)顯示：夏利和捷達的速度之比為示：夏利和捷達的速度之比為5656，當功率之比為，當功率之比為2323時，時，由由P PFvFv可得牽引力之比為可得牽引力之比為4545，D D正確正確220142015青島改編，3分不定項根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，下列說法正確的是()物質物質鋁鐵銅水煤油密度密度/(kg/m/(kg/m3 3)2.71037.91038.91031.01030.8103比熱容比熱容/J/(k/J/(kg)g)0.881030.461030.391034.21032.1103A用同樣的酒精燈給質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間后，發(fā)現(xiàn)水中的溫度計示數(shù)較高B裝有煤油和水的兩個容器底部受到的液體壓強與液體深度的關系可用圖象表示，其中圖線b表示的是煤油C用力分別勻速提升體積之比為21的實心銅塊和鋁塊，提升的高度之比為54，則兩次拉力做功之比為556(15青島)D用力分別勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，提升的高度之比為32，所用的時間之比為59，則兩次拉力的功率之比為7910(14青島)BDBD由表中實驗數(shù)據(jù)可知，水的比熱容大于煤油的比熱容，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，水的比熱容大于煤油的比熱容，用同樣的酒精燈給質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的用同樣的酒精燈給質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間后，它們吸收的熱量相等，由時間后，它們吸收的熱量相等，由Q Qcmcmt t可知，煤油升高的可知，煤油升高的溫度多，煤油中溫度計示數(shù)高，溫度多，煤油中溫度計示數(shù)高，A A項錯誤；由表中實驗數(shù)據(jù)可項錯誤；由表中實驗數(shù)據(jù)可知，煤油的密度小于水的密度，由液體壓強公式知，煤油的密度小于水的密度，由液體壓強公式p pghgh可知，可知，圖線圖線b b表示的是煤油，表示的是煤油，B B項正確；根據(jù)項正確；根據(jù)W WGhGhmghmghVghVgh，勻，勻速提升銅塊和鋁塊做功之比速提升銅塊和鋁塊做功之比W W1 1W W2 2銅銅V V銅銅ghgh銅銅鋁鋁V V鋁鋁ghgh鋁鋁4455444554，C C項錯誤；鐵塊和鋁塊勻速運動，則兩物塊處于平衡項錯誤；鐵塊和鋁塊勻速運動，則兩物塊處于平衡狀態(tài)，拉力等于金屬塊的重力，即狀態(tài)，拉力等于金屬塊的重力，即F FG GmgmgVgVg，拉力功，拉力功率率 ，則兩次拉力的功率之比，則兩次拉力的功率之比 鐵鐵s s鐵鐵t t鋁鋁鋁鋁s s鋁鋁t t鐵鐵79107910，D D項正確項正確32013青島，專題二4(3)，2分電動車通過如圖滑輪組將重力為G的物體勻速提起(不計繩重和滑輪間摩擦)，已知電動車的速度為v、受到水平地面的摩擦阻力為Ff，滑輪組的機械效率為，則電動車牽引力的功率P .請在圖中畫出電動車在水平方向所受力的示意圖42017青島，專題五11,6分小雨用滑輪組提升重物每個滑輪等重，不計繩重、摩擦和水的阻力請畫出與解題過程相應的受力分析示意圖(1)物體A的質量為50kg，求物體A的重力是多少？(2)如圖甲所示，小雨對繩子自由端的拉力為150N時，地面對物體A的支持力是100N.為了提起物體A，他增加了滑輪個數(shù)，組裝了如圖乙所示的滑輪組，并利用它將物體A在空氣中勻速提升了2m，求小雨做的功是多少？(3)小雨用圖乙所示的滑輪組，將另一密度為1.5103kg/m3的物體B從某液體中勻速向上拉至空氣中，拉力F隨時間t變化的圖象如圖丙所示已知F2與F1之差為50N，在空氣中提升B時滑輪組的機械效率為 75%.求液體密度是多少？52016青島，專題五，11,5分小雨通過如圖甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至空中，他所用拉力F與繩子自由端移動的距離s的關系圖象如圖乙所示其中物體在空中勻速上升過程中滑輪組的機械效率為85%.每個滑輪等重，不計繩重、摩擦和水的阻力求：(1)物體在空中上升1m，小雨做的功是多少？(2)每個滑輪的重力是多少？(3)物體的密度是多少？62015青島，專題五12,5分小雨站在水平地面上，通過如圖所示的滑輪組從井中提水(不計繩重及摩擦)已知小雨的重力為500N、雙腳與地面的接觸面積為0.04m2，圓柱形水桶的底面積為0.2m2、容積為0.1m3(不計桶的厚度)(1)將空桶勻速下放的過程中(桶底未接觸水面)，小雨對地面的壓強為1.15104Pa，則桶和動滑輪總重是多少？(2)向上提水，當桶底受到水向上的壓強為2.5103Pa時，小雨對地面的壓強為1104Pa；小雨將水桶拉離水面后，勻速拉動過程中滑輪組的機械效率是多少？72014青島，專題五11,5分小雨受到的重力為640N，他站在水平地面上時對地面的壓強為1.6104Pa.他用如圖所示滑輪組勻速提升物體A，滑輪組的機械效率為90%(不計繩重和摩擦)，此時他對水平地面的壓強為6103Pa.則物體A重力GA？82012青島，專題五11(4)，3分為了營救落入井中的葉子姐姐，小雨通過如圖滑輪組將一只底面積為0.2m2的圓柱形空木桶勻速緩慢地放入井中，葉子姐姐爬進木桶中，為了安全起見，小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止，此時木桶浸入水中的深度為0.25m.小雨用力將木桶拉出水面，又經(jīng)過65s使木桶在空中勻速上升10m到達井口，將葉子姐姐救上來(不計繩重和摩擦)在這65s中，小雨做功的功率多大？92011青島，專題五11,3分有一根繩子，通過如圖所示的滑輪組，能夠提起的最重物體是A，物體再重繩子將斷裂(不計繩重和摩擦)求：(1)將A勻速提高2m做的有用功為740J，則物重GA？(2)若此時滑輪組機械效率為92.5%，人的體重為600N，每只腳與地面接觸面積為2102m2，則人對地面的壓強p地？