專題11功、功率、機械效率【跨學(xué)科實踐】1．（2024·青海）如圖甲所示，工作人員正在組裝神舟飛船。用圖乙所示的電動滑輪將質(zhì)量為2噸的飛船部件在10s內(nèi)勻速提升2m，電動滑輪的機械效率為80%（g取10N/kg），以下分析正確的是（）A．電動滑輪的總功為5×104J B．飛船部件的重力為2×103NC．繩子自由端移動的距離為2m D．電動滑輪的功率為5×104W【答案】A【解析】B．飛船部件的重力為故B錯誤；A．電動滑輪的有用功為電動滑輪的總功為故A正確；C．由圖可知，有效繩子段數(shù)，則繩子自由端移動的距離為故C錯誤；D．電動滑輪的功率為故D錯誤。故選A。【中考新考法】2．（2024·山東菏澤）小明一家到海邊旅游時，在賓館房間打電話購買生活物品，服務(wù)員讓四輪智能機器人（如圖甲所示）配送。機器人和生活物品的總質(zhì)量為48kg，每個輪子與地面接觸時受力面積為，g取10N/kg。（1）求裝載小明購買物品的機器人靜止在水平地面上時對地面的壓強；（2）裝載小明購買物品的機器人乘坐電梯勻速上升20m，求電梯對機器人做的功；（3）小明想知道海水的密度，便用購買的純凈水（密度為）和賓館的電子秤進行如下操作：①小明把一瓶未開口的純凈水（如圖乙所示）放在水平桌面上，靜止時標記水面位置，并測出其質(zhì)量為1.02kg；②倒凈該瓶內(nèi)的純凈水，裝入海水至標記處，擰緊瓶蓋，測出其質(zhì)量為1.05kg。請你幫助小明計算海水的密度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】解：（1）裝載小明購買物品的機器人靜止在水平地面上時對地面的壓力為則對地面的壓強為（2）電梯對機器人做的功為（3）設(shè)瓶子的質(zhì)量為，依題意可知純凈水和海水的體積相同，均為，根據(jù)則有

①

②聯(lián)立①②，解得海水的密度。答：（1）裝載小明購買物品的機器人靜止在水平地面上時對地面的壓強為；（2）電梯對機器人做的功為；（3）海水的密度為?？键c1功1．（2024·江蘇常州）起重機將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m，再懸停6s，起重機對重物做功情況是（

）A．提升過程做了功，懸停過程做了功 B．提升過程不做功，懸停過程不做功C．提升過程不做功，懸停過程做了功 D．提升過程做了功，懸停過程不做功【答案】D【解析】做功的兩個必要條件：1．有力作用在物體上，2．物體在力的方向上通過一段距離。故起重機將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m過程中，起重機對物體做功，再懸停6s過程中，有力作用在物體上,物體在力的方向上沒有通過一段距離，故起重機對重物不做功，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D2．（2024·北京）某同學(xué)玩滑板車時的情境如圖所示，一開始，人用力蹬地，人和滑板車一起向前運動；停止蹬地后，人和滑板車運動得越來越慢，最終停下來。下列說法正確的是（）A．人用力蹬地，使滑板車向前運動的過程中，人對滑板車沒有做功B．人停止蹬地后，人和滑板車還能繼續(xù)向前運動，是因為他們受到慣性的作用C．人停止蹬地后，人和滑板車繼續(xù)向前運動的過程中，不再受到力的作用D．人停止蹬地后，人和滑板車運動得越來越慢的過程中，其運動狀態(tài)發(fā)生改變【答案】D【解析】A．人用力蹬地，滑板車向前運動的過程中，人的腳相對于滑板車有向后運動的趨勢，人受到滑板車對人向前的靜摩擦力，由于物體間力的作用是相互的，因此人對滑板車有向后的靜摩擦力。在水平方向上人和滑板車一起運動了一段距離，由W=Fs可知，人對滑板車做功了。故A錯誤；B．人停止蹬地后，人和滑板車還能繼續(xù)向前運動，是因為他們具有慣性，但是慣性不是力，不能說受到慣性的作用。故B錯誤；C．停止蹬地后，人和滑板車繼續(xù)向前運動，由于地面是粗糙的，會到摩擦阻力的影響，整體會慢慢減速直到靜止，因此仍然受到力的作用。故C錯誤；D．運動狀態(tài)指的是物體運動速度的大小和方向，人和滑板車運動得越來越慢的過程中，速度的大小在不斷減小，因此運動狀態(tài)發(fā)生了改變，故D正確。故選D。3．（2024·遼寧）質(zhì)量為50kg的甲同學(xué)站在水平冰面上，與冰面接觸的總面積為。甲同學(xué)用40N的水平推力推坐在冰車上的乙同學(xué)，沿直線前進10m。g取10N/kg。求：（1）甲受到的重力大小；（2）甲站立時對冰面的壓強；（3）甲推乙過程中，推力做的功?！敬鸢浮浚?）500N；（2）；（3）【解析】解：（1）甲受到的重力大小為（2）甲站立時對冰面的壓強為（3）甲推乙過程中，推力做的功為答：（1）甲受到的重力大小為500N；（2）甲站立時對冰面的壓強為；（3）甲推乙過程中，推力做的功為。考點2功率4．（2024·山東濟寧）下列與數(shù)據(jù)有關(guān)的說法正確的是（

）A．頻率為的電磁波一定比的電磁波的傳播速度快B．功率為的機械一定比的機械做的功多C．熱值為的燃料一定比的燃料放熱多D．質(zhì)量為的物體一定比的物體的慣性大【答案】D【解析】A．各種電磁波在同種介質(zhì)中傳播速度是相同的，與頻率無關(guān)，故A錯誤；B．根據(jù)公式可知，機械做功多少取決于功率和時間兩個因素，只知道功率大小不能比較做功的多少，故B錯誤；C．根據(jù)公式可知，燃料放熱多少與燃料質(zhì)量及燃料熱值有關(guān)，只比較熱值大小不能確定哪種燃料放熱多，故C錯誤；D．慣性是物體的屬性，大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。所以質(zhì)量為的物體一定比的物體的慣性大，故D正確。故選D。5．（2024·內(nèi)蒙古包頭）如圖，裝載車和收割機以2m/s的速度同向做勻速直線運動，收割機每分鐘將50kg糧食裝載到車上。裝載車空載時質(zhì)量為，車輪與地面總接觸面積為，車受到的阻力為車總重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割開始時車為空載狀態(tài)，設(shè)裝載車始終在水平地面上，不計空氣阻力）求（1）裝載車1分鐘內(nèi)走過的路程；（2）裝載車空載時對地面的壓強；（3）裝載車工作多長時間功率達到30kW?！敬鸢浮浚?）120m；（2）；（3）50min【解析】解：（1）裝載車1分鐘內(nèi)走過的路程（2）裝載車空載時對地面的壓力裝載車空載時對地面的壓強（3）裝載車功率達到30kW時，受到的牽引力為裝載車勻速行駛，處于平衡狀態(tài)，受到的阻力與牽引力相等，即因車受到的阻力為車總重力的0.2倍，故車和糧食的總重力為糧食的總重力糧食的質(zhì)量由題意可知，收割機每分鐘將50kg糧食裝載到車上，則裝載車工作的時間答：（1）裝載車1分鐘內(nèi)走過的路程為120m；（2）裝載車空載時對地面的壓強為；（3）裝載車工作50min功率達到30kW。6．（2024·黑龍江牡丹江）如圖甲所示，我國自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重機，擁有性能超強、技術(shù)先進、專利眾多等特點，是塔機制造史上一次重要的突破。該塔機最大起重量為720t，最大起升高度為400m。（1）請在圖乙中畫出物體沿豎直方向勻速上升過程中受力的示意圖。（2）若塔機一次將100t的物體沿豎直方向勻速提升100m，拉力做的功是多少？（3）若塔機在（2）過程中所用時間為200s，拉力做功的功率是多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）物體沿豎直方向勻速上升，物體處于平衡狀態(tài)，受到的豎直向上的拉力與豎直向下的重力大小相等，受力示意圖如下圖所示（2）100t的物體的重力為塔機勻速提起貨物，拉力與物體重力大小相等，即塔機一次將100t的物體沿豎直方向勻速提升100m，拉力做的功為（3）塔機在（2）過程中所用時間為200s，則拉力做功的功率為答：（1）物體沿豎直方向勻速上升過程中受力的示意圖見解析；（2）塔機一次將100t的物體沿豎直方向勻速提升100m，拉力做的功為；（3）拉力做功的功率。7．（2024·甘肅定西）如圖所示，電動獨輪平衡車深受年輕人的青睞。爸爸給小東也買了一輛平衡車做禮物，平衡車的一些參數(shù)如表格所示。小東在廣場上的水平路面上以最高速度勻速騎行了。若小東的質(zhì)量為，求：（1）小東騎行的距離；（2）小東在水平路面上騎行時，車對地面的壓強；（，車對地面的壓力等于人和車受到的總重力）（3）若騎行平衡車時所受阻力為人和車總重的0.1倍，則小東在水平路面上以最高速度勻速騎行時，平衡車的功率。平衡車參數(shù)凈重含電池組最高車速輪胎接地面積【答案】（1）900m；（2）；（3）275W【解析】解：（1）小東3min騎行的距離（2）小東在水平路面上騎行時，車對地面的壓力車對地面的壓強（3）騎行平衡車時所受阻力因為勻速行駛，所以牽引力平衡車的功率答：（1）小東3min騎行的距離是900m；（2）車對地面的壓強是；（3）平衡車的功率是275W?？键c3機械效率8．（2024·江蘇宿遷）如圖所示的小型起重機，某次吊起重為的物體，電動機的拉力為，用時，使物體上升了。則通過動滑輪（）A．做的有用功為 B．拉力功率為C．做的總功為 D．機械效率為【答案】B【解析】ACD．拉力做的有用功為拉力做的總功為動滑輪的機械效率為故ACD不符合題意；B．拉力功率為故B符合題意。故選B。9．（2024·山東聊城）建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為300N的建材從地面勻速運送到離地面8m的高處，所用時間為40s。已知動滑輪重為40N，不計滑輪組的繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．工人做的總功為2400JB．工人拉力的功率為60WC．此過程中該裝置的機械效率約為88%D．可以通過增加動滑輪個數(shù)的方法提高該裝置的機械效率【答案】C【解析】A．由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩，不計滑輪組的繩重和摩擦，拉力繩子自由端移動的距離s=nh=2×8m=16m工人做的總功W總=Fs=170N×16m=2720J故A錯誤；B．工人拉力的功率為故B錯誤；C．工人做的有用功為克服建材重力做的功，有用功W有=Gh=300N×8m=2400J此過程中該裝置的機械效率故C正確；D．增加動滑輪的個數(shù)，可以增加動滑輪重，增大了額外功，所以會降低機械效率，故D錯誤。故選C。10．（2024·黑龍江哈爾濱）小聰想搬起地面上重350N的石塊，但未搬起；小明用重50N的動滑輪在6s內(nèi)將此石塊勻速豎直提升3m，如圖所示（不計繩重和滑輪摩擦），下列說法不正確的是（）A．搬石塊時，小聰沒有對石塊做功 B．繩子自由端的拉力為200NC．動滑輪的機械效率為87.5% D．拉力的功率為100W【答案】D【解析】A．搬石塊時，但未搬起，有力無距離，所以小聰沒有對石塊做功，故A正確，不符合題意；B．由圖可知，n＝2，繩子自由端的拉力為故B正確，不符合題意；C動滑輪的機械效率為故C正確，不符合題意；D．拉力的功率為故D錯誤，符合題意。故選D。11．（2024·黑龍江大慶）如圖所示，在75N的拉力F作用下，用滑輪組將重為的貨物勻速提升，在10s內(nèi)貨物豎直上升了。下列說法正確的是（

）A．滑輪組做的有用功為B．拉力F的功率為C．滑輪組的機械效率為75%D．此滑輪組提升的貨物越輕，機械效率越大【答案】B【解析】A．滑輪做的有用功為克服貨物的重力做功，故故A錯誤；B．拉力移動的距離拉力做功則拉力做功功率故B正確；C．滑輪組的機械效率故C錯誤；D．滑輪組提升的貨物越輕，額外功不變，有用功越少，機械效率越小，故D錯誤。故選B。12．（2024·甘肅蘭州）如圖所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重為的重物被豎直向上勻速吊起，已知動滑輪重200N，重物在8s內(nèi)上升了10m，不計繩重與摩擦，下列說法中不正確的是（）A．拉力F大小為400N B．拉力F的功率為1250WC．克服動滑輪重力做功2000J D．滑輪組的機械效率約為83.3%【答案】B【解析】A．由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，拉力F大小為故A正確，不符合題意；B．繩子自由端移動的距離為拉力F做的功為拉力F的功率為故B錯誤，符合題意；C．克服動滑輪重力做功故C正確，不符合題意；D．有用功為滑輪組的機械效率約為故D正確，不符合題意。故選B。13．（2024·北京）（多選）用某滑輪組提升重物時，繩子自由端拉力做功隨時間變化的關(guān)系如圖所示，在20s內(nèi)繩子自由端豎直勻速移動16m，重物豎直勻速上升4m。已知動滑輪總重100N，提升的物體重800N。關(guān)于該過程，下列說法正確的是（）A．繩子自由端拉力的功率為200WB．額外功為400JC．繩子自由端拉力的大小為250ND．滑輪組的機械效率約為88.9%【答案】AC【解析】A．由圖像可知，當時間為20s時，拉力做功為，則繩子自由端拉力的功率為故A正確；B．有用功額外功故B錯誤；C．由可得，繩子自由端拉力的大小為故C正確；D．滑輪組的機械效率約為故D錯誤。故選AC。14．（2024·江蘇常州）如圖所示，工人利用動滑輪勻速提升重物，已知物重400N，施加在繩端豎直向上的拉力F為250N，在100s內(nèi)將物體提升10m，不計繩重與摩擦，此過程中動滑輪的機械效率為，繩端拉力做功的功率為W?！敬鸢浮竣?0%②50【解析】[1]有用功W有=Gh=400N×10m=4000J總功W總=Fs=F×2h=250N×2×10m=5000J此過程中動滑輪的機械效率為[2]繩端拉力做功的功率為15．（2024·山東菏澤）用如圖所示的滑輪組將重540N的建筑材料從地面拉到四樓，建筑材料上升10m，繩端拉力為200N（不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦），則動滑輪重N，此過程該滑輪組的機械效率為。【答案】①60②90％【解析】[1]滑輪組繩子承重段數(shù)不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦則[2]此過程該滑輪組的機械效率為16．（2024·四川廣元）假期間，小明隨爸爸去建筑工地勞動體驗。用如圖所示的滑輪組來提升材料，當提升的材料重力為300N時，滑輪組機械效率為75%，則動滑輪的重力為N；若繩子能承受的最大拉力為500N，則該滑輪組能提起材料的最大質(zhì)量為kg。（空氣阻力、摩擦力及繩重不計，g取10N/kg）【答案】①100②90【解析】[1]滑輪組機械效率可解得動滑輪的重力為[2]若繩子能承受的最大拉力為500N，則有該滑輪組能提起材料的最重力為則能提起材料的最大質(zhì)量為17．（2024·山東濟寧）小明將木板一端置于水平桌面上，另一端與量角器組裝成斜面（如圖所示），按以下步驟進行了實驗：①選3個物體A、B和C，分別測出它們的重力大小；②將斜面傾角（木板與桌面夾角）調(diào)成5°，分別將物體A、B、C放置在斜面上保持靜止，用壓力傳感器分別測出它們對木板的壓力大小；③將斜面傾角先后調(diào)成10°和15°，重復(fù)步驟②。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：斜面傾角5°10°15°實驗序號123456789物體ABCABCABC重力大小/N10.020.030.010.020.030.010.020.030.0壓力大小/N9.9619.9229.889.8519.7029.559.6619.3228.98結(jié)合以上信息，按要求回答下列問題：(1)請在圖中畫出物體A對木板（斜面傾角為15°）壓力的示意圖，要求包含力的三要素；(2)若研究同一物體對木板的壓力大小與斜面傾角的關(guān)系，可選擇實驗序號中的數(shù)據(jù)進行分析；(3)分析比較實驗數(shù)據(jù)可知：不同物體靜止在同一斜面上時，物體對木板的壓力與該物體重力的比值；(4)分析比較實驗數(shù)據(jù)可知，同一物體靜止在不同斜面上時，斜面傾角越大，物體對木板的壓力與該物體重力的比值（選填“越大”、“越小”或“不變”）；(5)斜面作為一種簡單的機械，在生活中常有應(yīng)用。在沿斜面向上的拉力F作用下，質(zhì)量為的物體沿斜面向上勻速運動了，升高了，斜面的機械效率為90%，則該物體所受摩擦力的大小為N。（?。敬鸢浮?1)(2)1、4、7（2、5、8或3、6、9）(3)都相等(4)越小(5)10【解析】（1）物體A對斜面的壓力作用點在接觸面，與接觸面垂直并指向斜面；由表格中數(shù)據(jù)可知，當斜面傾角為15°，A對斜面的壓力大小為9.66N。如圖所示：（2）研究同一物體對木板的壓力大小與斜面傾角的關(guān)系，應(yīng)選擇同一物體放在同一斜面上，改變斜面傾角，測出壓力大小進行比較，所以可選擇實驗序號1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的數(shù)據(jù)進行分析。（3）分析比較1、2、3（4、5、6或7、8、9）三組數(shù)據(jù)，A、B、C三個不同物體靜止在同一斜面上，物體對木板的壓力與該物體重力的比值都相等。（4）分析比較序號1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的實驗數(shù)據(jù)可知，同一物體靜止在不同斜面上時，斜面傾角越大，物體對木板的壓力越小，由于重力不變，則物體對木板的壓力與該物體重力的比值越小。（5）拉力F做的