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(四)力学重难点瓶颈突破专题
专题 17 功、功率、机械效率应用攻略
【考查重难点剖析】
1、考点定位:
1)在全国各省市中考物理试题中,计算题一般会以综合计算为主,以力学为主体的综合计算,一
般以“功、功率、机械效率的综合”居多,此类问题的考查就是中考物理的一个必考点,考查地位
十分突出。
在部分省市的中考试题中,还会出现一些相关的选择与填空题,应用知识解决实际问题,是该
类试题的突出特征。
2)功、功率、机械效率应用的考查题型,一般以计算题,或计算类选择题、填空题为主;偶然也
会有实验探究题出现,题型多样,难度深浅不一,量分较大,应重点关注。
2、考点剖析:
考点整合 功 功率 机械效率
表示“力作用成效”,即 表示物体“做功快慢” 表示物体“做功效率”
物理意义
“做功多少”的物理量 的物理量 的物理量
符号 W P η
功等于力与物体在力的方向 有用功跟总功的比值叫
定义 功与时间之比叫做功率
上移动的距离的乘积。 做机械效率。
定义式 W=FS P=W/t η=W /W
有 总
单位 焦耳/J 瓦特/w 无/用百分百表示
例:人推车功率为
10w;
单位物理
表示的物理意义为:人
意义
推车时,1S内对车所做
的功为10J。
①作用在物体上的力; 决定于有用功跟总功的
影响因素 ②物体在力的方向上移动的 由物体 功 本 和 身 时 所 间 决 无 定 关 ,与 比值
距离。
综合应用 常常将功、功率、机械效率综合命题,用于解决实际生活中相关问题
【突破技巧】1、功、功率、机械效率应用问题是初中物理中,应用公式较多的复杂问题。在用于解决实际生活
问题的中考试题中,考查非常普遍。在全国各省市中考物理试题中,虽然考查的深浅度不一,但综
合性强;应用性强是此类试题的显著特点。也是普遍认为较难的部分之一。
2、难点:
①不会判断物体是否做功是难点之一;
②功与功率混淆是难点之一;
③不会分析实际情境,及相关现象;
④做功问题本身的复杂性也是难点之一。
⑤在相关计算中,尤其是综合计算,数学关系的变形是难点。
3、难点原因分析:
①知识靠死记,生活不联系实际,是造成不会判断现象的原因;
②不理解功与功率的本质,知识掌握不够,也是应用难的原因;
③综合问题的复杂多变,学生难以理清头绪,也是难点成因;
④数学基础差,不会公式变形,导致综合能力不足,应用公式失误,难点叠加成无解;
4、“难点”突破技巧:
【技巧一】——方向法
要点:此法用于解决功的分析、判断、计算物体。
方法1:当问题中涉及到功的相关分析、判断、计算时——
①找出题中要求判断的做功物体,判断出物体的“做功方向”;
②找出物体“做功方向上”所受的所有力;
③在每一个力的方向上找对应“距离”。
④应用公式W=FS,将找到的“力”与“距离”相乘,得出所做的功。
方法2:当问题中涉及到功的相关分析、判断、计算时——
①找出题中的“距离”或“路程”或“长度”等表示距离的数值;
②确定该“距离”的方向;
③在此方向上找对应“力”,将力与距离组合成“力与距离组”;
④结合题意判断与物体做功方向对应在“力与距离组”;
⑤应用公式W=FS将找到的“力”与“距离”相乘,得出所做的功。
【技巧二】——速度法
要点:此法主要适用于已知物体的运动速度,求功率的试题
方法:
①利用公式“P=W/t”与“W=FS”,推导得出“P=FV”;②找出与“速度V”对应的“力”的信息;
③应用推导公式“P=FV”求解结论。
【技巧二】——有用法
要点:此法适用与所有的效果问题。
注意:初中物理试题中,有机械效率,有热电效率,有加热效率等效率问题;无论那种类型的
效率问题,关键是找到“有用功”。
方法:利用有用功就是不用机械,不借助机器等工具手段,直接完成任务所必须做的功,找出
“有用功”;一般“总功”较容易找到;然后应用公式“η=W /W ”算出效率即可。
有 总
5、例析:
例:(2021泰安)如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物,在水平路面上匀速移
动2 m至仓库门口A处,用时10 s,此过程中甲工人做功的功率P =30 W;乙工人接着使用滑轮
甲
组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B,拉力F 为80 N.求:
乙
(1)甲工人做的功;
(2)该滑轮组的机械效率
【考场试手】
1、(2022 天津)实验时,小芳用图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑
轮的重为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A. 拉力F为4N
B. 有用功为5J
C. 绳子自由端移动距离为1.5m
D. 该滑轮组的机械效率为80%
2、(2022 哈尔滨)如图所示,用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上,
所用拉力60N(绳重和摩擦不计),下列说法正确的是( )A. 动滑轮重40N
B. 绳子自由端通过的距离为12m
C. 拉力做的有用功为720J
D. 动滑轮的机械效率为8.3%
3、 (2021 岳阳)小明两次分别用时60 s、40 s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼,比较两次搬书
过程对书做功和做功的功率,判断正确的是( )
A. 用时少的做功多 B. 用时少的做功功率大
C. 用时多的做功多 D. 用时多的做功功率大
4、(2022 陕西)如图,这是一种塔式起重机,已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体
时,滑轮组的机械效率是60%,g取10N/kg。下列分析和计算错误的是( )
A. 起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B. 增加起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将减小
C. 物体上升2m,滑轮组所做有用功是6.6×103J
D. 物体上升2m,滑轮组所做总功是1.1×104J
5、(2022 北京)(多选)如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上
用200N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物以 0.09m/s的速
度匀速上升。已知工人体重为600N,货物重为900N,货物与地面的接触面积为0.1m2,动滑轮重
为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )A. 第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时,货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为81W
6、(2022 杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m >m >m ),在相等的恒力F作用
甲 乙 丙
下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做
的功分别为W 、W 、W ,三者大小判断正确的是( )
甲 乙 丙
A.W >W >W B.W <W <W
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C.W =W =W D.W =W <W
甲 乙 丙 甲 乙 丙
7、(2022 武汉)用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m,拉力为200N。
这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是( )
A. 66.7%,50W B. 66.7%,100W
C. 75%,50W D. 75%,100W
8、(2021 连云港) 小明用20 N的水平推力,将重为150 N的购物车沿水平地面向前推动了10
m,在此过程中,推力对购物车做功________J,支持力对购物车做功________J。
9、(2022 吉林)如图所示,工人用150N的拉力,在10s内将重为210N的物体匀速提升了2m。该
过程中,工人拉力做功的功率为______W,滑轮组的机械效率为______。10、(2021 苏州)如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400 N的拉力作用下,使
质量为70 kg的建筑材料在10 s的时间里,匀速竖直上升了2 m.不计绳子重力和摩擦,g取10
N/kg.求:
(1)拉力的功率P;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)动滑轮的重力G动.
【原创预测】
1. (学科网原创预测)小明家住6楼,每天要背着书包上下楼梯。他想测算一下自己爬楼梯时的功
率,测得自己的体重50kg,书包重4kg,每次爬楼梯约用1min时间。下面是小明的分析及计算数
据,其中,不正确的是(g取10N/kg)( )
A. 小明做功克服的重力为540N
B. 小明爬楼梯做的都是有用功
C. 小明爬楼梯所做的功为8100J
D. 小明爬楼梯的有用功率为135W
2. (学科网原创预测)假期里,小军帮爷爷修理楼顶,自告奋勇利用所学知识安装了如图滑轮,并
利用它将所用细沙吊上楼顶,小军累的不轻。下列分析正确的是( )
A. 小军的装置可以达到省不少力的目的
B. 小军利用该装置可以不做额外功
C. 小军利用该装置可以改变做功的方向D. 小明利用个装置可以提高做功的效率