专题22 功与功率（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习

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知识梳理
1、功
（1）定义:物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。
（2）计算公式：W＝F s，单位：焦耳（J）。
（3）任何机械都不省功。
2、功率
（1）定义：在物理学中，功与做功时间之比叫做功率。
（2）功率的物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。
（3）功率大小比较：
①在相同时间内，比较做功多少，做功越多的物体，功率越大。
②在做功相同的情况下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大。
③做功多少与所用时间都不同的情况下，通过公式计算，然后进行比较。
（4）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）
（5）推导公式：由，结合W ＝ F s，得，由公式可知，功率P一定时，力F与速度v成反比。应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
1.如图所示，小明用两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度，若两个滑轮组的动滑轮重分别为G动1和G动2，机械效率分别为η1、η2，小明做功的功率分别为P1、P2，不计绳重和摩擦。则
A. G动 1η2，P1η2，P1=P2
C. G动 1>G动 2，η1<η2，P12.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度ℎ随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。下列计算结果不正确的是( )
A. 0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B. 1s～2s内，物体在做加速运动
C. 2s～3s内，拉力F的功率是100W
D. 2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
3.如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是( )
A. 使用该滑轮组一定省力B. 拉力的功率为2Fv
C. 额外功为1n(nF−G)sD. 滑轮组的机械效率为G2F
4.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是( )
A. F2的功率为0.6WB. 弹簧测力计读数为9N
C. 物体A和地面之间有摩擦力D. 如果增大F2，物体A可能向左运动
5.如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块(体积忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v−t图象，则( )
A. 区域①路面的粗糙程度比②的大B. 拉力在区域①中做功的功率比②的小
C. 物块在区域①上所受的摩擦力等于2ND. 物块在区域③上运动的时间可能为1s
6.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，货物每次上升的速度恒定为2m/s，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断不正确的是( )
A. 动滑轮重为100NB. 滑轮组的机械效率为80%
C. 拉绳子的力F为250ND. 拉绳子的力F的功率为500W
7.如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N.下列说法正确的是( )
A. 物体A受到的摩擦力为10N
B. 拉力F的功率为1.5W
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
8.小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F2=105N，他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是( )
A. 物体A的重力为210N
B. 细绳b的拉力为315N
C. 拉力F1做功的功率为32.5W
D. 该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
9.如图所示，两个底面积均为S的圆桶，放在同一水平面上，桶内装有水，水面高度分别为ℎ1和ℎ2，水的密度为ρ，两桶间有细管相连。现把连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度相等，则这个过程中重力对水做的功等于( )
A. ρgS(ℎ1−ℎ2)B. 12ρgS(ℎ1−ℎ2)C. 12ρgS(ℎ1−ℎ2)2D. 14ρgS(ℎ1−ℎ2)2
10.如图所示，有一斜面长为s、高为ℎ，现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是( )
A. f=GℎsηB. f=Fs−Gℎs
C. f=F(1−η)D. f=Gℎ(1−η)sη
11.一根金属棒AB置于水平地面上，现小明通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图像解答下列问题：
(1)金属棒的重力G为________N．
(2)金属棒的重心到A端的距离d=________m．
(3)小明想同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的左端A端拉起，则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为________N．
12.如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲______W乙，在A点时两球的速度v甲______v乙。(以上两空均选填“>”、“<”或“=”)
13.体育锻炼与物理密不可分，回答下列问题。
(1)如图1所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了8个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率是 W。匀速拉升的过程中，他的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)(g取10N/kg)。
(2)如图2是某消防员训练爬杆和爬绳的情况，他受到的摩擦力为f杆和f绳，当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时，f杆 f绳(选填“>”“=”或“<”)，此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小 N；接近地面时，他增大握力，则此时杆对手的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)某训练用空心球的体积为600cm3，空心部分体积为400cm3。将其放入水中静止后，有一半的体积露出水面，则空心球的实心部分密度为 g/cm3；若将空心球的空心部分注满酒精，将其浸没于水中后松手，则该球将 (选填“上浮”“悬浮”“或“下沉”，ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
14.物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上，如图甲所示，物块A受到水平拉力F作用，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示。从t=0开始，每隔2 s记录物块A的位置(用“.”表示物块A)，如图丙所示。
(1)0～2 s内，物块所受摩擦力为________N。
(2)10～12 s内物块所受摩擦力为f1，拉力做功的功率为P1；14～16 s内物块所受摩擦力f2，拉力做功的功率为P2。则f1______f2；P1______P2。(以上两空选填“>”“=”或“<”)
(3)若18 s时撤去F，物块的运动状态将________(选填“改变”或“不改变”)
15.如图所示是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中AB是一个以O为支点的杠杆，LAB=1.8m，D是一个系在杠杆B端的配重物体，GD=2500N，人可以通过固定在A端的滑轮组提升物体，有一位质量为73kg的工人站在水平地面上，他利用该装置以0.1m/s的速度匀速提升重物M时，他双脚与地面的接触面积为400cm2，他拉力的功率为50W。每个滑轮重均为50N，绳和杠杆重及各种摩擦不计，g取10N/kg。求匀速提升重物M时：
(1)工人的拉力F甲的大小；
(2)工人对地面的压强；
(3)为了提升更重的物体，将杠杆的支点O向左移动20cm，若工人用同样大小的拉力F甲同样提升该重物M时，配重物体D对地面的压力会增加600N。计算此时利用该装置最多可提升多重的物体。
16.小李驾驶一辆轿车从水平地面上沿斜坡BC行驶至高处，整个汽车的质量为1.5×103kg，如图甲所示。在整个行驶过程中，汽车以恒定速度10m/s运动，从汽车经过A点开始计时，在t1=5s时经过B点，在t2=15s时经过C点，在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图象如图乙所示。求：

(1)斜坡BC的长度；
(2)汽车沿斜坡行驶时的牵引力；
(3)汽车经过AB段人和车的重力做的功和汽车经过BC段牵引力做的功。
(4)若AB到CD的竖直高度为45m，求斜面的机械效率是多大？
17.在“大力士”比赛中，需要把一质量m = 400kg，边长L = 1m，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示。g取10N/kg， 2=1.414, 3=1.732，求：
(1)立方体静止时对水平地面的压强。
(2)翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，在右图(实线图)中画出最小力的作用点、方向并标出力臂，求出大小。
(3)“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10m，用时20s，“大力士”克服立方体重力做功的功率。
18.如图所示是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：OD=3：2.滑轮组固定在杠杆C点，通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物，每个滑轮的质量均为m0.放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量mE为100kg.当电动机用拉力F1匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，物体A匀速上升的速度为v1；当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η2，物体B匀速上升的速度为v2.在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。已知F2−F1=50N，v1：v2=5：4，η2=90%.细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg.求：
(1)拉力F1的大小；
(2)滑轮组的机械效率η1；
(3)当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N2。