專(zhuān)題15功、功率

富知識(shí)話(huà)單

考點(diǎn)1功

項(xiàng)目要點(diǎn)

(1)一是物體在力的方向上移動(dòng)的距

做功的兩個(gè)必

&

要因素

(2)二是作用在物體上的力。

(1)有力無(wú)距離：有力作用在物體

上，但物體沒(méi)動(dòng)，也就是物體沒(méi)有通

過(guò)距離，比如搬石頭搬而未起，推車(chē)

物體在力的方向上通過(guò)了一段距

推而不動(dòng)；

離指距離與力具有同向性和同時(shí)

(2)力與距離垂直：物體受到了力的性，即物體移動(dòng)的距離是力作用

力對(duì)物體不做

作用，也通過(guò)了一段距離，但距離與在物體上產(chǎn)生的功效。

功的三種常見(jiàn)

力的方向垂直。比如背著書(shū)包在平直

情況

公路上行走；

(3)有距離沒(méi)有力：物體沒(méi)有受到力

的作用，但因?yàn)閼T性通過(guò)一段距離，

比如足球離開(kāi)腳后在草地上滾動(dòng)一段

距離。

力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向(1)分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，

功的定義

上移動(dòng)距離的乘積。計(jì)算時(shí)/就是這個(gè)力；

功的公式W=Fs(2)公式中s一定是在力的方

向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)

(3)功的單位“J”(N-m=J)不要

功的單位國(guó)際單位中是焦耳(J)

和力與力臂的乘積(N-m,不能

寫(xiě)成“J”)單位搞混。

考點(diǎn)2功率

要點(diǎn)說(shuō)明

物理功率用來(lái)表示做功的怏慢。功率越大，表

含義示做功越快。(1)功率的大小由做功多少和做功時(shí)

間的長(zhǎng)短共同來(lái)決定，在分析問(wèn)題

定義功與做功所用時(shí)間之比叫做功率。

時(shí)，不能認(rèn)為做功多的物體就是功率

W

定義式p=—大，因?yàn)樽龉r(shí)間不確定；也不能認(rèn)

t

為做功時(shí)間短功率就一定大，因?yàn)樽?/p>

公式尸=人(用此公式計(jì)算，功的多少不確定。功率大，表示該物

推導(dǎo)式必須采用國(guó)際單位體做功快，并不表示它做功一定多，

制)。做功的多少還跟做功的時(shí)間有關(guān)。

數(shù)值功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)物體所做的W

(2)定義式P=?適用于各種情況下

與功。國(guó)際單位制中，功率的單位是瓦特

功率的計(jì)算，有時(shí)也用其變形少=尸/

3

單位(W),1W=1J/s；1kW=10Wo

來(lái)計(jì)算功的大小，它算出的是平均功

推導(dǎo)P=Fv只適用于做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，率。

式它算出的是瞬時(shí)功率。

基礎(chǔ)檢冽1(限時(shí)30min)

1.“澄城櫻桃”暢銷(xiāo)全國(guó)，獲國(guó)家地理標(biāo)志證明商標(biāo)。每年5月中旬是櫻桃的收獲時(shí)間，小

明和爺爺比賽搬運(yùn)櫻桃，他們分別抱著相同的一箱櫻桃從一樓上到二樓倉(cāng)庫(kù)，爺爺用時(shí)更

短，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.小明克服櫻桃重力做功的功率較大B.爺爺克服櫻桃重力做功的功率較大

C.小明克服櫻桃重力做功較少D.爺爺克服櫻桃重力做功較多

【答案】B

【解析】抱著相同的一箱櫻桃從一樓上到二樓倉(cāng)庫(kù)，克服櫻桃重力做功W=Gh,重力和高

度度相同，所以克服櫻桃重力做功相同，故CD錯(cuò)誤；爺爺用時(shí)更短，根據(jù)尸=y-,做功

相同，所用時(shí)間越短，功率越大，故A錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

2.生活處處有物理，在下列情境中，人對(duì)物體做功的是（）

A.工人推車(chē)前進(jìn)B.運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)

C.人推石頭沒(méi)有推動(dòng)D.小明抱著書(shū)水平勻速前進(jìn)

【答案】A

【解析】A.工人推車(chē)前進(jìn)，人給車(chē)一個(gè)向前的力，車(chē)向前移動(dòng)了距離，人對(duì)車(chē)做功，A

符合題意；

B.舉著杠鈴不動(dòng)，人給杠鈴一個(gè)向上的力，杠鈴向上沒(méi)有移動(dòng)距離，人對(duì)杠鈴沒(méi)有做

功，B不符合題意；

C.人沒(méi)有推動(dòng)石頭，人對(duì)石頭施加了力，但沒(méi)有移動(dòng)距離，人對(duì)石頭沒(méi)有做功，C不符

合題意；

D.小明抱著書(shū)水平勻速前進(jìn)，人給書(shū)一個(gè)豎直力，而書(shū)沒(méi)有在力的方向上通過(guò)的距離，

所以沒(méi)有做功，D不符合題意。

故選Ao

3.如圖所示，在50N的拉力尸作用下，一個(gè)重600N的物體以O(shè).lm/s的速度沿水平地面

向右勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s。已知滑輪組的機(jī)械效率為80%,不計(jì)滑輪重和繩重，下列說(shuō)法

中正確的是（）

A.拉力廠做的功為50JB.拉力廠做功的功率為5W

C.物體與地面的摩擦力為120ND.物體與地面的摩擦力為150N

【答案】C

【解析】A.由V=-可得物體移動(dòng)的距離

t

s后v^t=0.lm/sx10s=lm

由圖知，〃=3,繩子自由端移動(dòng)的距離

s=ns物=3xlm=3m拉力做的總功

^,s=Fs=50Nx3m=150J

故A錯(cuò)誤；

B.拉力做功的功率

=15W

尸一7一同

故B錯(cuò)誤；

CD.由〃可得，克服物體與地面間滑動(dòng)摩擦力做的有用功

w息

沙療〃沙.片80%X150J=120J

由沙版/物可得，物體與地面間滑動(dòng)摩擦力

y.=^SS=120J=120N

s物1m

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

4.如圖所示，小華和妹妹一起坐雙人秋千，當(dāng)秋千從最高點(diǎn)擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，他們的

重力做功的大小分別為名、印2,重力做功的功率分別為尸八P2。若小華的體重比妹妹

重，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.WrW2,Pi=P2B.W1<W2,Pj>P2

C.W1>W2,Pi>P2D.Wj>W2,Pi=P2

【答案】c

【解析】從最高點(diǎn)下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，小華和小紅的重力做功分別為

Wi=G]h

因?yàn)榈断嗤褿/>G?,則少/>入；根據(jù)尸=孑知，小華和小紅的重力做功的功率分別為

產(chǎn)

與普

因?yàn)閠相同，W]>W2,所以巳>巳；故c正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

5.如圖所示，小明用沿斜面向上150N的推力，將總重為500N的小車(chē)勻速推到長(zhǎng)5m、

高1.2m的斜面頂端，用時(shí)20s。此過(guò)程中，小車(chē)受到的支持力對(duì)小車(chē)（選填“做功”或

“不做功”）；小明的推力做功的功率為W；該斜面的機(jī)械效率為。

【答案】不做功37.580%

【解析】口]由于支持力與斜面垂直，而小車(chē)沿著斜面移動(dòng)，即小車(chē)沒(méi)有在支持力的方向上

移動(dòng)距離，因此此過(guò)程中，小車(chē)受到的支持力對(duì)小車(chē)不做功。

⑵推力做的總功

少產(chǎn)s=150Nx5nl=750J

推力做功的功率

P="=%=37.5W

t20s

［3］推力做的有用功

W^G/z=500Nx1.2m=600J

斜面的機(jī)械效率

咋_600J

x100%=80%

〃=弧—750J

6.小明騎著自行車(chē)在綠道進(jìn)行鍛煉，在水平公路上10s內(nèi)行駛了50m,已知小明和自行車(chē)

的總重為600N,騎車(chē)時(shí)受到的平均阻力是20N。這段時(shí)間內(nèi)，重力對(duì)他做的功為J,

他克服阻力做的功為J,這段時(shí)間內(nèi)小明騎車(chē)的功率為Wo

【答案】01000100

【解析】［1］小明騎車(chē)在水平公路上行駛了一段距離，在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，因此

重力對(duì)他沒(méi)有做功，即重力做功為0。

［2］小明騎車(chē)克服阻力所做的功為

J7=A=20Nx50m=1000J

［3］這段時(shí)間內(nèi)小明騎車(chē)的功率為

7.在水平地面上，小明用20N的水平推力推動(dòng)重300N的箱子，10s內(nèi)前進(jìn)了6m,在這

個(gè)過(guò)程中，木箱所受重力對(duì)木箱（選填“有”或“沒(méi)有”）做功，小明對(duì)木箱做功為

J，小明做功的功率大小為Wo

【答案】沒(méi)有12012

【解析】［1］小明用20N的水平推力推動(dòng)重300N的箱子，10s內(nèi)前進(jìn)了6m,因重力的方向

豎直向下，而箱子水平移動(dòng)的方向與重力方向垂直，故在這個(gè)過(guò)程中，木箱所受重力對(duì)木

箱沒(méi)有做功。

［2］［3］小明對(duì)木箱做功為

fF=Fs=20Nx6m=120J

小明做功的功率大小為

8.我國(guó)在無(wú)人機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)處于世界領(lǐng)先。如圖所示，快遞公司用無(wú)人機(jī)運(yùn)送包

裹，無(wú)人機(jī)和包裹總重150N,快遞員操作該無(wú)人機(jī)先以lm/s的速度沿豎直方向勻速上升

40m,接著又以2m/s的速度沿水平方向勻速飛行40m。無(wú)人機(jī)在上升過(guò)程中，克服自身重

力做的功是（選填“有用”“額外”或“總”）功；無(wú)人機(jī)在上升過(guò)程中，克服總重力做

功J；在整個(gè)飛行過(guò)程中，無(wú)人機(jī)克服總重力做功的功率為W。

【答案】額外6000100

【解析】［1］快遞公司用無(wú)人機(jī)目的是為了運(yùn)送包裹，故對(duì)包裹做的功為有用功，克服無(wú)

人機(jī)自身重力做的功為額外功。

［2］無(wú)人機(jī)的重力150N,無(wú)人機(jī)在上升過(guò)程中需要克服重力做功為

^=G/Z=150NX40m=6000J

［3］上升飛行的時(shí)間為

M40m..

t=—=-------=40s

x匕l(fā)m/s

水平飛行的時(shí)間為

40m-八

t.=上=------=20s

v22m/s

整個(gè)飛行過(guò)程的時(shí)間為

￡=4+/2=40s+20s=60s

水平飛行時(shí)，沒(méi)有豎直方向上移動(dòng)距離，故沒(méi)有克服重力做功，則在整個(gè)飛行過(guò)程中克服

重力做功的功率為

P上如*oow

60s

9.同學(xué)們共同研究滑輪的特點(diǎn):

(1)他們研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，做的實(shí)驗(yàn)如甲圖所示，據(jù)此可證明：使用定滑輪不能省力,

改變力的方向；(填“能”或“不能”)

(2)他們研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)時(shí)，用動(dòng)滑輪勻速豎直提升重物；如乙圖所示。據(jù)此可知，使用動(dòng)

滑輪省力，改變力的方向；(填“能”或“不能”)

(3)他們組裝了滑輪組，發(fā)現(xiàn)使用滑輪組提升重物時(shí)能省力，于是他們想：利用滑輪組提升

重物能否省功呢？為此，他們進(jìn)行了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)并記錄部分?jǐn)?shù)據(jù)填入相應(yīng)表格中：

鉤碼重G(N)鉤碼上升高〃(m)測(cè)力計(jì)拉力尸(N)測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s(m)

20.10.80.3

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，用該滑輪組提升鉤碼時(shí)克服鉤碼重力所做的功為J,拉力做的功

為J,由此可得出的結(jié)論是：使用滑輪組(“能”或“不能”)省功。

【答案】⑴能

⑵能不能

(3)0.20.24不能

【解析】(1)由圖可知，使用定滑輪拉物體，改變拉力的方向但力的大小不變，都等于物

體的重力，故可得：使用定滑輪不能省力但能改變力的方向。

（2）由圖可知，使用動(dòng)滑輪，拉力小于物體的重力，但拉力的方向仍然向上，說(shuō)明

使用動(dòng)滑輪可以省力但不能改變力的方向。

（3）[1]用該滑輪組提升鉤碼時(shí)克服鉤碼重力所做的功

叫用=Gh=2NxO.lm=0.2J

[2][3]拉力做的功

*Fs=O.8NxO.3m=0.24J>0.2J

所以使用滑輪組不能省功。

10.小星想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率（不計(jì)繩重）。

（1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量：

①用磅秤測(cè)量自己的質(zhì)量加；

②測(cè)自己平均每次跳起的高度訪（人的重心上升的高度）；

③用秒表記錄跳n次繩所用的時(shí)間t。

（2）跳繩時(shí)平均功率表達(dá)式尸=；

（3）為計(jì)算方便，若設(shè)小黃的質(zhì)量機(jī)=50kg,他跳繩時(shí)的重心高度隨時(shí)間變化的情況如圖

所示，根據(jù)圖象所給的信息可估算出他每跳一次克服重力所做的功是________J，在Imin

內(nèi)，他跳繩的個(gè)數(shù)是個(gè)，在Imin內(nèi)克服重力做功的平均功率為Wo

（g取ION/kg）

（4）在參加中考體育考試時(shí)，小星認(rèn)為跳繩時(shí)每次跳的高度不宜太高，這可節(jié)省體力更好

的參加體考的其它項(xiàng)目，這一觀點(diǎn)是(選填“正確”或“不正確”)的。

(5)小黃想和華哥比較跳繩的平均功率(假設(shè)兩人跳起的平均高度相同)，貝1()

A.頻率相同，體重大的功率大B.頻率相同，跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大

C.體重相同，頻率高的功率小D.體重相同，跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大

【答案】任必2518075正確A

t

【解析】(2)[1]跳繩時(shí)平均功率

__nmgh

Jr———

ttt

(3)[2]該同學(xué)的重力

G=mg=50Agxl0N/^g=500N

由圖可知，起跳的最大高度〃=0.05m,他每跳一次克服重力所做的功

W=Gh=500Nx0.05m=25J

[3]由圖可知，跳一次所用的時(shí)間;s,Imin內(nèi)，他跳繩的個(gè)數(shù)

60s

n=——=1X0

—s

3

[4]在Imin內(nèi)克服重力做功的平均功率

印總180x25J

1———=75W

t達(dá)t母60s

(4)[5]如果每次跳繩的高度太高，根據(jù)的可知，每次跳起克服自身的重力和鞋的重

力做的功就越多，需要更多的體能來(lái)轉(zhuǎn)化，由此可知，小星的觀點(diǎn)是正確的。

(5)[6]AB.頻率相同，體重大的，在相同時(shí)間里做的功多，功率大，故A符合題意，B

不符合題意；

C.體重相同，頻率高，在相同時(shí)間里做的功多，所以功率大，故C不符合題意;

D.體重相同，只要跳頻率相同，功率與跳的時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，故D不符合題意。

故選Ao

11.用100N的水平力推著小車(chē)在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，5s內(nèi)小車(chē)前進(jìn)了10m,則在這

段時(shí)間內(nèi)：

(1)推力做功是多少？

(2)推力的功率是多大？

【答案】(l)1000J；(2)200W

【解析】(1)推力做功為

FF=F5=100Nxl0m=1000J

(2)推力的功率為

73=E=IOOOU=2OOW

t5s

12.如圖所示，工人將長(zhǎng)￡=5m木板搭在車(chē)廂上構(gòu)成斜面，然后用180N沿斜面向上的推

力將重720N的貨物推上車(chē)廂，用時(shí)15s。求：

(1)工人推力做的功是多少？

(2)工人推力做功的功率是多少？

【答案】(l)900J；(2)60W

【解析】(1)根據(jù)功的計(jì)算公式少=R已知推力P=180N,斜面長(zhǎng)度5=￡=5111,則工

人推力做的功為

少=Fs=180Nx5m=900J

（2）工人推力做功的功率為

P*=222￡=6OW

t15s

拔懸J檢）則（限時(shí)30min）

13.如圖所示，人直接用用的力勻速提升重物B,所做的功是為,功率為尸八若人使用

滑輪組勻速提升該重物到同一高度，且人的拉力為B，所做的功是啊,功率為尸2,繩

重、摩擦忽略不計(jì)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.乙一定小于乃B.%一定大于內(nèi)

C.尸/可能等于巳D.使用滑輪組費(fèi)距離

【答案】A

【解析】A.人直接用巴的力勻速提升重物B,所以B=GB，圖中滑輪組的繩子有效段數(shù)

n=2,不計(jì)摩擦?xí)r

斤=（（GB+G動(dòng)）

滑輪的重力未知，巳與B的大小無(wú)法比較，故A錯(cuò)誤，符合題意；

B.直接將重物提起時(shí)/=G〃，使用滑輪組將重物提起時(shí)

W2=W/w薩W觸Gh

故B正確，不符臺(tái)題意；

C.直接提起重物的時(shí)間與用滑輪組的時(shí)間大小未知，則無(wú)法比較尸2、Pi，B可能等于

尸2，故C正確，不符合題意；

D.繩自由端移動(dòng)的距離為

s-nh=2h

比較費(fèi)距離，故D正確，不符合題意。

故選Ao

14.一貨物在吊車(chē)鋼索的拉力作用下，豎直向上運(yùn)動(dòng)，(不考慮空氣阻力和鋼索的重

力)，貨物運(yùn)動(dòng)的路程一時(shí)間(s—力圖像如圖所示，根據(jù)圖像，下列判斷正確的是

()

A.4s時(shí)鋼索的拉力大小大于8s時(shí)鋼索的拉力大小

B.貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，4s時(shí)的動(dòng)能小于10s時(shí)的動(dòng)能

C.0~6s內(nèi)鋼索拉力做的功小于6~12s內(nèi)鋼索拉力做的功

D.0~6s內(nèi)鋼索拉力的功率大于6~12s內(nèi)鋼索拉力的功率

【答案】D

【解析】A.路程一時(shí)間(s—t)圖像如圖所示，根據(jù)圖像可知4s時(shí)和8s時(shí)鋼索吊著貨物

做勻速直線運(yùn)動(dòng)，貨物處于平衡狀態(tài)，且不考慮空氣阻力和鋼索的重力，因此拉力大小一

致和貨物重力相等，因此4s時(shí)鋼索的拉力大小等于8s時(shí)鋼索的拉力大小，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)圖像計(jì)算4s時(shí)運(yùn)動(dòng)速度為

s3m八「.

v=—=——=0.5m/s

t6s

10s時(shí)運(yùn)動(dòng)速度為

,s'4m-3m1.

v=—=-----------=—m/s

t'12s-6s6

則貨物4s時(shí)的速度大于10s時(shí)的速度，動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，貨物質(zhì)量不變，因此

貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，4s時(shí)的動(dòng)能大于10s時(shí)的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；

C.0~6s內(nèi)鋼索拉力做的功為

PT=Fs=Fx3m

6~12s內(nèi)鋼索拉力做的功

W'=Fs=Fx（4-3）m=Fxlm

由于拉力大小不變，因此0?6s內(nèi)鋼索拉力做的功大于6?12s內(nèi)鋼索拉力做的功，故C錯(cuò)

誤；

D.貨物在0?6s內(nèi)豎直向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，功率為

P=Fv=Fx0.5m/s

貨物在6?12s內(nèi)豎直向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，功率為

P'=Fv'=Fx—m

6

比較得出0~6s內(nèi)鋼索拉力的功率大于6?12s內(nèi)鋼索拉力的功率，故D正確。

故選Do

15.如圖所示，用甲、乙兩個(gè)滑輪組成甲、乙兩個(gè)滑輪組分別將兩個(gè)物體G/、G2在相同時(shí)

間內(nèi)勻速提升相同高度，拉力分別為尸八F2,功率分別為尸八P2,機(jī)械效率分別為，〃和

小，若此過(guò)程中〃/<〃2，（不計(jì)繩重和摩擦）則下列說(shuō)法一定正確的是（）

甲乙

A.若Gi，貝4巳=3B.若G/VG2，則

c.若G/=G2，則尸/>BD.若G/<G2，則巳>尸2

【答案】c

【解析】AB.由圖可知，若G/=G2,不計(jì)繩重和摩擦，則

耳=g（G動(dòng)+G）

F2=；（G動(dòng)+G?）

由于兩個(gè)動(dòng)滑輪的重力大小未知，故不能確定為、死的大小關(guān)系，故AB錯(cuò)誤;

C.兩個(gè)物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同高度，若G尸G2,則兩個(gè)滑輪組的有用功相同,

又因?yàn)榇诉^(guò)程中知<小，則甲滑輪組的額外功較大，即甲滑輪組的總功大于乙滑輪組的總

功，即%〉/根據(jù)公式尸=產(chǎn)可知，Pi*故C正確;

D.兩個(gè)物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同高度，若G/VG2,則甲滑輪組的有用功較小，但

由于〃/故無(wú)法比較兩個(gè)滑輪組的總功，進(jìn)而無(wú)法比較功率大小。故D錯(cuò)誤。

故選C。

16.為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲滑輪組

裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力尸拉繩時(shí)，重物的運(yùn)動(dòng)速度v和上升的高

度h隨時(shí)間/變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和圖丁。若重物與地面的接觸面積S=5xl0-21n2,

不計(jì)繩重和摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。則下列正確的是（）

A.在0?1s內(nèi),動(dòng)滑輪對(duì)物體做功200J

B.在1?2s內(nèi)，拉力廠做的功為375J

C.在2?3s內(nèi)，拉力廠的功率為300W

D.在2?3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率〃為53%

【答案】C

【解析】A.由圖丙可知，在0?1s內(nèi)，重物的速度為零，則重物處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有移動(dòng)

距離，所以在0?1s內(nèi)，動(dòng)滑輪對(duì)物體做功為0J,故A錯(cuò)誤；

B.從圖丁可以看到，在1?2s內(nèi)，重物上升的高度為1.25m,與動(dòng)滑輪相連的繩子股數(shù)

片3,則繩端移動(dòng)的距離為

s=1.25mx3=3.75m

由圖乙可知，在1?2s內(nèi)，拉力大小是50N,根據(jù)%R可知，拉力尸做的功為

沙=R=50N*3.75m=187.5J

故B錯(cuò)誤;

C.從圖乙可以看到，在2?3s內(nèi)，拉力廠的大小是40N,由圖丙可以看到，在2?3s內(nèi)，

重物速度大小是2.50m/s,速度大小不變，是勻速運(yùn)動(dòng)，則繩端移動(dòng)速度為

v=2.50m/sx3=7.5m/s

根據(jù)P=Fv可知，在2?3s內(nèi)，拉力F的功率為

P=Fv=40Nx7.5m/s=300W

故C正確；

D.由圖丁可知，在2?3s內(nèi)，重物上升的高度為

h=3.75m-1.25m=2.5m

物體的重力是100N,則在2?3s內(nèi)，滑輪組做的有用功為

%用=G〃=100Nx2.5m=250J

由圖乙可知，在2?3s內(nèi)，拉力的大小是40N,這段時(shí)間重物上升的高度是2.5m,從圖甲

可以看到，動(dòng)滑輪相連的繩子股數(shù)/3,則拉力繩端移動(dòng)的距離為

s'=2.5mx3=7.5m

滑輪組做的總功為

%功=Fs'=40Nx7.5m=300J

在2~3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率

xl00%=2^2Ixioo%?83%

叫功300J

故D錯(cuò)誤。

故選Co

17.已知雨滴在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力/=（v為運(yùn)動(dòng)速度，左為常數(shù)）。若有兩個(gè)

雨滴從同一高度落下，其質(zhì)量分別為叫、m2,落到地面前均已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則勻速

運(yùn)動(dòng)階段兩雨滴重力做功的功率之比為;整個(gè)過(guò)程中，重力做功之比

為o（用題中物理量的符號(hào)表示）

【答案】向:向叫：加2

【解析】［1］因?yàn)橛甑温涞降孛媲熬炎鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到

的阻力等于重力，即

f=G=mg=kv2

所以雨滴的速度

mg

k

可知，兩雨滴的功率之比

片型/W叫g(shù)?

P]F2V272V2丐犯2

⑵兩個(gè)雨滴從同一高度落下，落到地面時(shí)，兩個(gè)雨滴下降高度相同，則整個(gè)過(guò)程中，重力

做功之比

Wx_G]h_mxgh_mx

W2G2hm2ghm2

18.如圖所示，水平地面上有一長(zhǎng)方體木箱。小林用水平推力尸把木箱向前推動(dòng)。此過(guò)程

中，推力廠和木箱前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間f的變化情況分別如圖甲、乙所示。在第2s

時(shí)刻，木箱受到的摩擦力戶(hù)N,在0?1s內(nèi)，推力對(duì)木箱所做的功J,在

3?5s內(nèi)，推力對(duì)木箱所做功的功率為Wo

v/(m-s-1)

30

201.0

100.5

0123456r/s0123456

乙丙

【答案】20020

【解析】［1］由乙圖可知，在3?5s內(nèi)木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條

件可知，木箱受到的滑動(dòng)摩擦力戶(hù)凡由圖可知，在3?5s內(nèi)推力尸=20N,則木箱受到的滑

動(dòng)摩擦力

戶(hù)尸=20N

由圖乙可知，木箱在1?3s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力與推力

大小無(wú)關(guān)，接觸面的粗糙程度、物體間的壓力均不變，木箱受到的滑動(dòng)摩擦力不變，則

l~3s內(nèi)木箱受到的摩擦力大小仍為20N。

⑵木箱在0?1s內(nèi)沒(méi)有動(dòng)，因此，在0?1s內(nèi)，推力對(duì)木箱所做的功為0J。

［3］由乙圖知，箱子3?5s內(nèi)通過(guò)的距離

s=vt=Im/sx2s=2m

由圖知此時(shí)受到的推力尸=20N,因此推力做功

此bs=20Nx2m=40J

在3?5s內(nèi)，推力對(duì)木箱所做功的功率為

W40J

P=——=——=20W

t2s

19.人體肺的主要功能是進(jìn)行氣體交換，通過(guò)呼吸將氧氣傳送到血液中，并排出靜脈血中

的二氧化碳。我國(guó)的體外膜肺氧合(ECMO)的核心部分是膜肺(人工肺)和血泵(人工

心臟)。該技術(shù)的原理是將體內(nèi)的血液引出體外，如圖所示，經(jīng)過(guò)人工心肺旁路氧合后注

入病人體內(nèi)，起到替代部分心肺的作用。正常人的心臟在一次搏動(dòng)中泵出血液的體積約

80mL,一次搏動(dòng)中推動(dòng)血液流動(dòng)的平均壓強(qiáng)為1.6xl()4pa,則心臟博動(dòng)一次對(duì)血液所做的

功為J,假設(shè)正常人心臟每分鐘搏動(dòng)75次，正常人心臟每分鐘推動(dòng)血液流動(dòng)的平均功

率為W。

【答案】1.081.35

【解析】口〉心臟博動(dòng)一次對(duì)血液所做的功為

W-Fs-pSxs-pV=1.6x10,Pax80mL=1.6x1O,Pax80cm3=1.6x104Pax80x10'6m3=1.08J

[2]依題意得，正常人心臟每分鐘推動(dòng)血液流動(dòng)的平均功率為

p=&J.08Jx75

60s

20.形狀完全相同的N、M兩個(gè)實(shí)心方塊分別受到k=10N的拉力，均以為=3m/s的初速

度分別在玻璃和毛巾水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且毛巾比玻璃粗糙；N對(duì)水平面的壓力為

外，受到的摩擦力為人；M對(duì)水平面的壓力為耳，受到的摩擦力為九。

Vo=3m/s%=3m/s

玻璃毛巾

（1）N、M受到摩擦力（fM（選填“>”、“<”或“="）；兩個(gè)實(shí)心方塊對(duì)水平面的壓力

穌即（選填“〈”或“=”），判斷依據(jù)是：；

（2）拉力對(duì)實(shí)心物體N做功的功率是W,

【答案】（1）=>見(jiàn)解析（2）30

【解析】（1）[1]N保持3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，水平方向上它受到

的摩擦力等于拉力，即

A=&=10N

M保持3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，水平方向上它受到的摩擦力等于拉

力，即

/M=^=10N

由此可知，兩個(gè)摩擦力的關(guān)系：人=九。

[2][3]滑動(dòng)摩擦力大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，已知N與玻璃之間比較光滑，M與

毛巾之間比較粗糙，摩擦力人=九，所以M、N對(duì)接觸面的壓力大小為”>凡。

（2）拉力的功率

wFs

P=——=——=Fv=10Nx3m/s=30W

21.某個(gè)學(xué)習(xí)小組做了以下實(shí)驗(yàn):

（1）測(cè)量小明上樓的功率，需要的測(cè)量?jī)x器為,下表是他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格，請(qǐng)把

表格表頭補(bǔ)充完整

同學(xué)的質(zhì)量m/kg上樓的高度h/m—上樓的功率P/W

（2）小華通過(guò)走樓梯的方式將一大包書(shū)搬到四樓，有兩種方法：一是把所有書(shū)一次搬到四

樓；二是先將部分書(shū)搬到四樓，再搬剩下的書(shū)，假設(shè)他上、下樓的速度相同，貝

①第一種方法的上樓功率（選填“大于”、“小于”或“等于"，下同）第二種方法的上

樓功率；

②第一種方法的機(jī)械效率第二種方法的機(jī)械效率。

（3）小軍借助跳繩APP數(shù)據(jù)估測(cè)跳繩的功率，若他自身質(zhì)量為60kg,每次跳起的高度約為

4cm,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，他一分鐘連續(xù)跳次，每跳一次克服重力做的功是J,跳

繩的平均功率是W?

數(shù)據(jù)一欄

N1001:00

由評(píng)分合時(shí)間（分鐘）

200

中斷（次））））最多連續(xù)（個(gè)）

100%0%

并腳跳IF交替腳跳

【答案】（1）磅秤、卷尺和秒表上樓所用的時(shí)間〃S

（2）大于大于

⑶2002480

【解析】（1）[1]⑵根據(jù)

_W_Gh_mgh

Jr=—=----=------

ttt

可知，測(cè)量小明上樓的功率，要測(cè)量其質(zhì)量加、上樓的高度〃和上樓所用的時(shí)間3故測(cè)量

儀器分別為磅秤、卷尺和秒表，如下所示：

同學(xué)的質(zhì)量m/kg上樓的高度h/m上樓所用的時(shí)間t/s上樓的功率P/W

(2)[1]⑵設(shè)所有書(shū)的重力為G,把所有書(shū)一次搬到四樓，做的有用功為

Wffi=Gh

人做的總功等于做的有用功與克服人的重力做的額外功之和，故有

W.sl=Gh+GAh

則機(jī)械效率

W^l=GhG

1

Gh+GkhG+G人

上一次樓時(shí)間為3其功率

W&x_Gh+GKh_GhGKh

-Z]———I

tttt

分兩次送上樓的有用功

W有2=Gh

這種情況下人做的總功

W,^Gh+2GAh

則機(jī)械效率

=%2=GhG

嗅2Gh+2G人hG+2G人

假設(shè)他上、下樓的速度相同，故分次上樓的時(shí)間為27,其功率

W&2_Gh+2GKh_GhGKh

J———I

/總2t2tt

比較得

〃戶(hù)〃2，Pi>Pi

(3)[1]根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，他一分鐘連續(xù)跳200次。

[2]該同學(xué)每跳一次克服重力做的功

2

W3=G'h'=m'gh'=60kgx10N/kgx4x10-m=24J

[3]lmin內(nèi)他跳繩200個(gè)，則lmin內(nèi)做的總功

少公=200%=200X24J=4800J

跳繩時(shí)的平均功率

尸=維=幽L80W

60s

22.風(fēng)車(chē)是利用風(fēng)力做功的裝置。小明帶領(lǐng)物理興趣小組的同學(xué)制作了一架小風(fēng)車(chē)，想粗

略測(cè)定風(fēng)車(chē)在一定風(fēng)速下做功的功率，并想要探究“風(fēng)車(chē)做功的功率與風(fēng)速有什么關(guān)系”,

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

電風(fēng)扇擋位鉤碼的重力/N提升鉤碼到/點(diǎn)的時(shí)間/s

10.515

20.513

30.510

①將葉片安裝在風(fēng)車(chē)底座上，把線的一端固定在風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)軸上，另一端系上鉤碼;

②在風(fēng)車(chē)正前方1m處放置電風(fēng)扇，將電風(fēng)扇的風(fēng)速調(diào)到1擋位，用停表記錄提升鉤碼到

A點(diǎn)所需的時(shí)間；

③將電風(fēng)扇調(diào)到不同擋位(電風(fēng)扇擋位越高，風(fēng)速越大)，重復(fù)上述步驟。并將所得數(shù)據(jù)

記錄在表格中；

(1)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)比較來(lái)比較風(fēng)車(chē)做功功率的大小，這里用到的實(shí)驗(yàn)方法是；

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若測(cè)得鉤碼上升到/點(diǎn)的高度從所用的時(shí)間人鉤碼的重力G,則風(fēng)車(chē)對(duì)鉤碼

做功的功率尸=(用含上述物理量符號(hào)的式子表示)；實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該準(zhǔn)備的測(cè)量工具

有停表和;

(3)由表格數(shù)據(jù)可初步得出：在其他條件相同時(shí)，風(fēng)速越大，風(fēng)車(chē)做功的功率；

(4)興趣小組在交流評(píng)估時(shí)有成員提出“上述結(jié)論是否符合普遍規(guī)律呢？”的問(wèn)題，小明從網(wǎng)

上查到風(fēng)速與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率的關(guān)系如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨著風(fēng)速的

增大，風(fēng)車(chē)給風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益(選填“變大”、“變小”、"先變大后變小”或

“先變小后變大”)。

風(fēng)速/(m-s-1)468101214161820

輸出功率/kW075200360540740730650550

【答案】(1)提升鉤碼到/點(diǎn)的時(shí)間轉(zhuǎn)換法

(2)?Gh彈簧測(cè)力計(jì)

(3)越大

(4)先變大后變小

【解析】(1)口］⑵測(cè)定風(fēng)車(chē)在一定風(fēng)速下做功的功率的實(shí)驗(yàn)中，風(fēng)車(chē)做功功率的大小不

能直接觀察，所以運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，通過(guò)比較風(fēng)車(chē)提升鉤碼到/點(diǎn)的時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)比較風(fēng)車(chē)

做功功率的大小。

(2)[1]鉤碼的重力G,鉤碼上升到4點(diǎn)的高度九則風(fēng)車(chē)對(duì)鉤碼做功

W=Gh

所用的時(shí)間則風(fēng)車(chē)對(duì)鉤碼做功的功率

尸="=包

tt

⑵由于實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量鉤碼的重力，所以還需要準(zhǔn)備的測(cè)量工具有彈簧測(cè)力計(jì)。

(3)觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在提升鉤碼質(zhì)量相同的情況下，風(fēng)速越大，提升鉤碼到/點(diǎn)的

時(shí)間越短，所以風(fēng)車(chē)做功的功越大。

(4)觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速在4?14m/s的范圍內(nèi)，風(fēng)車(chē)輸出功率隨著風(fēng)速的增大而增

大；風(fēng)速大于14m/s后，風(fēng)車(chē)輸出功率隨著風(fēng)速的增大反而會(huì)減小，所以隨著風(fēng)速的增

大，風(fēng)車(chē)給風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益先變大后變小。

23.如圖所示，工人站在水平地面上，用滑輪組提升重為800N的物體A,工人對(duì)繩子的

自由端施加豎直向下的拉力R物體A被豎直勻速提升0.5m,用時(shí)5s,此時(shí)，工人對(duì)水平

地面的壓力為100N。已知：工人重為600N,工人與地面的接觸總面積約為400cm2。不計(jì)

繩重和軸摩擦。

(1)求此時(shí)工人對(duì)水平地面的壓強(qiáng);

(2)求繩端拉力的功率;

(3)求該滑輪組的機(jī)械效率。

【答案】(l)2500Pa

(2)100W

(3)80%

【解析】(1)此時(shí)，工人對(duì)水平地面的壓力為100N,工人與地面的接觸總面積約為

400cm2工人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為

F100N=2.5x103

4xl0-2m2

(2)工人站在水平地面上,處于靜止?fàn)顟B(tài)，工人受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力和

支持力，如下圖所示:

八N

▼G人

求得工人對(duì)繩子拉力為

F=G-N=600N-100N=500N

繩端拉力的功率為

「/八F(nh)500Nx(2x0.5m)

P~....----------------------------------------=100W

5s

(3)該滑輪組的機(jī)械效率為

〃=凱10°%=去100%=挑線3°°%=80%

答:(1)此時(shí)工人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為2.5x103尸0；

(2)繩端拉力的功率為100W；

(3)該滑輪組的機(jī)械效率為80%-

24.如圖1所示為某型號(hào)車(chē)裝轉(zhuǎn)盤(pán)式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，其配備有液壓雙卷?yè)P(yáng)機(jī)塔架滑輪組、水龍

頭兩側(cè)吊環(huán)聯(lián)動(dòng)輔助加壓裝置，遇到泥巖、強(qiáng)風(fēng)化、基巖等地層結(jié)構(gòu)可以輔助加壓鉆進(jìn),

以提高成孔效率；其主要技術(shù)參數(shù)如表、塔架簡(jiǎn)化圖如圖2所示。(g取10N/kg)

圖1

電動(dòng)機(jī)單繩最大拉力

40大鉤最大提升能力(X1()3N)100

(X103N)

鉆塔高度(mm)15000空載重量(kg)27500

額定輸出功率

194與地面接觸的總面積(m2)0.4

(xlO3W)

發(fā)動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)速(r/min)2300水平路面行駛最大速度(km/h)72

(1)整個(gè)機(jī)械空載在水平路面上以最大速度勻速行駛時(shí)，受到的阻力是No

⑵當(dāng)大鉤以0.2m/s的速度勻速吊起質(zhì)量為1.5xl()3kg的鉆頭時(shí)，鉆頭的重為N,把鉆

頭拉到15m高時(shí)，克服鉆頭重力做的功為J,此時(shí)單繩的拉力為2.1X104N,單繩拉

力的功率為W,滑輪組的機(jī)械效率為%(結(jié)果保留整數(shù))。

(3)請(qǐng)你提出一條提高此類(lèi)機(jī)器機(jī)械效率的措施(寫(xiě)出一條合理即可)。

【答案】(1)970