《功、功率和机械效率》专题复习课教案

广东省徐闻县下桥第二中学中考复习资料

《功、功率和机械效率》专题复习课教案

广东省徐闻县下桥第二中学 林茂 （524148） 0759—4111887

初中物理《功、功率和机械效率》这部分内容历来是升学考试的一个热点，每年都要以各种题型进行考查，其分值每一年都有所不同，例如北京市的试题，2005年在本部分出题的分值为11分（百分制），2006年则只有7分。但这一重点考点的地位是不容轻视的。

一、复习课教学目标：

1、 通过知识要点复习和习题练习，理解功(有用功、总功、额外功)、功率和机械效率的概念。

2、 理解公式W =FS 、P=W /t=F v 和η=总有用

W W =nF G FS G h ，并会运用它们；学会用其它知识（如

P=UI 、W=mgh=ρgvh 、力的分析等）与本部分知识结合的综合解题能力。

3、 熟悉这些年这部分知识的升学试题的特点，了解出题方向，掌握基本的解题思路，提高应试

能力。

4、 锻炼克服困难的能力和意志，磨练出解题意志和心理承受能力。

二、复习知识要点：

1、 功：

（1） 做功的两个必要条件：物体受到力的作用，物体在力的方向上移动了距离。

（2） 做功的实质：使物体的动能、势能或内能发生了变化。

（3） 功的公式：W =FS 公式中的单位要求：此略

（4） 对功的适应性练习（以下内容在复习时插入讲课中，不需要停下课操作）：

A 、 判断是否做功问题：

a 、用50N 的拉力拉物体，物体不动。答： 。

b 、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。答： 。

c 、小明满头大汗地举着杠铃，一动也不动。答： 。

d 、搬起一块石头。答： 。

e 、用水平方向的力把桌子推动了。答： 。

B 、 判断做功的力问题：

a 、 重为50N 的物体在15N 的水平拉力作用下，匀速水平运动。

b 、 足球在球场上快速运动，最后停了下来。

c 、 重为20N 的物体在15N 的竖直向上的拉力作用下，下降了2米，落回地面。

C 、 简单计算题：

a 、物体甲重为20N ，在15N 的水平推力作用下，匀速前进了2米。推力做的功为 J ；重力做的功为 J 。

b 、物体甲、乙的质量之比为2:3，在分别受到30N 和50N 的拉力作用下，均沿着水平

地面匀速运动，所前进的距离之比是5：3，则拉力对它们做的功的是 。

（答案：A ：不做功；不做功；不做功；做功；做功/ B ：15N; /摩擦力；重力和拉力/

C ：30；0/ 1：1）

（5）功的原理：适用任何机械都不省功（但可以省力）。

2、 机械效率

（1） 有用功：对我们是有用的，是我们所需要的功。用W 有用表示。

（2） 额外功：在对物体做功时，由于摩擦等原因额外增加的功，是不得不做的功。

符号：W 额外。

（3） 总功：W 总=W 有用+ W 额外

（4） 机械效率：η=总有用

W W 机械效率总是小于1的原因：略

（5） 斜面的效率：η=FS

G h

（6） 提高机械效率的意义：略

（7） 适应性（最基础）练习：（基础性练习是教师边讲课边举例进行的即时练习）

a 、用水桶打水时，对水桶作的功是 功；对桶里的水做的功是 功。

b 、用滑轮组提升物体时，可给人们带来省力的好处。如果所提升的物体的重为100N ，动滑轮重10N ，所用的拉力为30N 。当物体升高5m 时，绳子自由端移动了20m 。则有用功大小为 J ；总功的大小为 J ；所做的额外功的大小为 J 。

c 、用抽水机把水送到10米的高楼需要4s 的时间。现有一居民楼，每天须用水360m 3，则抽水机每天必须做多少的功？实际上，抽水机每天所做的功比你的计算值大啦还是小啦，为什么？（g 取10N/kg ）

d 、关于机械效率，下列说法中，正确的是（ ）

A 、机械所做的有用功越大，其机械效率就越高

B 、总功一定时，额外功越大，机械效率就越高

C 、有用功一定时，额外功越小，机械效率就越高

D 、有用功占总功的分量越多，机械效率就越高

e 、利用斜面把重为1200N 的物体匀速推上高为1.5米斜度为30°的斜面，两个人从物体的两旁同时以350N 推力沿斜面把物体推上去。试求此斜面的机械效率。

（答案：额外；有用/ 500；600；100/ 3.6×107J ；比此值大，因为有水管阻力、机器摩擦等额

外功的影响/ 选CD/ 约86%）

3、 功率：

（1） 功率的物理意义：用来表示物体做功的快慢的物理量。

（2） 功率的定义：单位时间内完成的功。

（3） 公式：P=t

W =F v 公式中的单位要求：略 1kW=103W 。 （4） 基础性练习：

a 、物体甲在5s 时间内被做了100J 的功，则做功的功率是 ，这表示的物理意义是 。

b 、一位中学生骑车来学校。关于他在国道上骑车时的功率的说法，正确的是（ ）

A 、他的骑车功率可能为1000W

B 、他的骑车功率一定是300W

C 、他的骑车功率可能是60W

D 、他的骑车功率一定是120W

c 、载重汽车在爬坡时，司机为何常常要使汽车减速运动？

d 、一台液压起重机在10s 内使重为15000N 的汽车升高了2m ，起重机对汽车做功的功率是 。

f 、几位同学刚刚学了功率的知识，为此，小明和小花同学比赛看谁的做功功率快。在同学们的监督下，他俩同时抱起一样的木块，从一楼冲上三楼，结果小明用了10s ，小花用了16s 。则他俩对木块做功的功率快慢是 （填“小明”或“小花”）快。

（答案：20W ；在1s 内对物体做了20J 的功/ 选C/ 提示：由公式P=F v 来判断，注意一辆汽车的最大功率是固定的/ 3000W / 小明）

三、 教师讲解典题及学生练习题

第一部分：选择题

1.（05盐城）如图所示，用水平力F 拉着重为100N 的物体，在水平地面上向左匀速移动了

5m ，物体所受地面的摩擦力大小为20N ，则 A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N

C.拉力大小为120N

D.拉力做的功为100J 2．（05常州）关于力、距离、功与功率的关系，下列说法正确的是（ ）

A ．力越大，功率越大

B ．距离越长，功率越大

C ．做功越多，功率越大

D ．做功越快，功率越大

3．（05宿迁）如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于物重G ），用它们分别将重相同的甲、

乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F 甲、F 乙，它们的机械效率分别为η甲、 η乙。则下列关系正确的是（ ）

A ．F 甲＜F 乙

B ．F 甲＞F 乙

C ．η甲＜η乙

D ．η甲 =η乙

4．（05连云港）正值农忙季节，农田需要大量的灌溉用水，若水泵在0.5h 内把360m 3的水抽到

5m 高处（g 取10N/kg ），则水泵对水做功的功率至少为

A ．1.8×106J

B ．3.6×106W

C ．10kW

D ．3.6×107W

5．（05宜昌）以下事例中，重力做功的是

A.冰球在水平的冰面上滚动

B.皮划艇在平静水面快速滑行

C.跳水运动员下落

D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动

6. （05广东·非课改区）如图4所示，一个质量为50kg 的人，在10s 内连续向上跳12个台阶，

已知每个台阶的高度为0.2m ，则这个人在这段时间内的功率是（g 取10N/kg ） （ ）

A. 1200W

B. 10W

C. 12W

D. 120W

7．（05海门）星期天，小明和爸爸一起去登狼山．小明用了20min 登上山顶，爸爸用了25min 登

上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是

A ．5∶6

B ．6∶5

C ．15∶8

D ．2∶3

8．（05上海）当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器 （ ） A 做功多 B 做功少 C 做功快 D 做功慢

9．（05莆田）一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进

后与改进前相比( )

A.有用功减少，总功减少 B ．有用功增加，总功增加

C.有用功不变，总功不变 D ．有用功不变，总功减少

10．（05临沂）如图所示，是用于锻炼身体的体育器材——跑步机。人在跑步机上可以实现

快走或跑步动作，达到锻炼身体的目的。下面关于人在跑步过程中的叙述，错误．．

的是（ ） A ．人对跑步机做了功

B ．人对跑步机没有做功

C ．人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能

D ．脚底与跑步机间有摩擦作用

11、（06年北京市）下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）

第1题图

F 乙

G 甲 乙

A 、起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功

B 、被脚踢出去的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功

C 、小岗从地上捡起篮球的过程中，小岗队篮球做了功

D 、小丽背着书包在路边等车，小丽对书包做了功

12．（05贵阳·课改区）在2005年中考体能测试中，某同学选择跳绳。他在1min 内跳了120次，

每次跳离地面的高度为5cm 。设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近( )

A ．5W B.50W C.500W D.5000W

13.（06年韶关市）如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成.用它们分别将重物G 1、G 2提高相同高度，则（ ）

A.若G 1 = G 2，拉力做的额外功相同

B.若G 1 = G 2，拉力做的总功相同

C.若G 1 = G 2，甲的机械效率大于乙的机械效率

D.用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

第二部分：填空题 1、（06上海）物体在大小为10N 的水平拉力的作用下，5s 内沿着水平地面前进2m ，则拉力作的功是 J ，功率为 W ；若物体重为50N ，则重力对物体做的功为

J ．

2．（05徐州）一架我国自行研制的歼-8Ⅱ战斗机的质量为1.5×103kg ，发动机用8×104N 的推力

使飞机在10s 内前进5000m ，则飞机受到的重力为___________N ，这段时间内飞机的平均速度为_______m/s ，推力的功率为___________W 。（g 取10N/kg ）

3．（05福州·课改区）如图6所示，斜面高为1m ，长为3m ，工人用400N 沿斜面方向的力将重为

840N 的箱子推到车上。在这过程中工人做的有用功是______________J ，机械效率是______________。（g 取10N/kg ）

4．（05南京）用一只动滑轮把400N 的重物匀速提高10m ，所用拉力为250N ，则有用功为_________J ，

该动滑轮的机械效率为____________．

图7

5．（05南宁·课改区）图7中，物体G 的重为16N ，手拉绳的力为10N 。但物体被匀速拉动提高h

时，动滑轮的机械效率为 （不考虑摩擦）。若想增大动滑轮的机械效率，可采用的方法是 。（答一种即可）

6．（05辽宁·课改区）某商场扶梯的高度是5m ，扶梯长是7m ，小明体重为600N 。扶梯把小明从

三楼送上四楼的过程中对小明做功＿＿＿＿J 。如果要知道扶梯对小明做功的功率，还应该测量的物理量是＿＿＿＿。

7、（06北京）中国自行建造的某集装箱吊车，在2min 内把66t 的集装箱匀速向上吊起36m ，这台吊车对集装箱做的功的功率为 W 。（g 取10N/kg ）

第13题图

甲 乙

第1题

8、（05泰州）如图8所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶，动滑轮重为20N ，不计滑

轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m ，则泥桶上升___________m ，手拉绳子的力为______N ，拉力的功率为________W ，滑轮组的机械效率为________.

9、（06北京大纲卷）如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F 1；当提升物体B 时，小民对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质量为50kg 。假如在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与地面的压力始终竖直向下切同一直线上，不计绳子重和摩擦。则F 2:F 1= 。

10、（06重庆）如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的的甲、乙两物体匀速提升相同的

高度，不计绳子的重与摩擦，且动滑轮的重G 动小于乙物体的物重G ，则所用的拉力F 甲 F 乙，其机械效率为η甲 η乙。（填<、> 、= 号）

第三部分：计算题

1．如图所示，小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m ，所用时间为100s.假设自行车在行驶过程中受到的阻力为120N.请你答：

(1)自行车行驶的速度?

(2)在这段过程中，该同学做功的功率?

(3)若小华和自行车总质量为60kg ，每个车胎与地面的接触

面积为20cm 2，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？

（g 取10N/kg ）

2、电动自行车具有轻便、实用、损耗少、无污染等优点，因此深受人们喜爱。电动自行车时靠其蓄电池来提供动力的，蓄电池在对外供电时，一部分能量被车内的摩擦等消耗掉了，另一部分能量则用来做机械功。下表是一种电动自行车的参数：

(1)当电动自行车正常工作时，以最大速度满载行驶1h时，克服摩擦力做的功是多少？

(2)求电动自行车的机械效率。

3、（05湛江市）电动摩托车实用、环保、污染少，很受人们的喜爱．现有某型号的电动摩托车的一些性能参数如表2所示：

表2：

(1)若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为 1.5×10m，那么其载重量最大不能超过多少kg?(取g=10N／kg)

(2)若该车以10m／s的速度匀速行驶时，受到的阻力为50N，电能转化为机械能的效率为80％，求该车充一次电后，以所述情况行驶时，最多能行驶多远?此过程中摩托车的工作电流是多大?

4、（05年北京市）如图4所示，是居民楼电梯结构的截面示意图。A为电梯厢，厢底有两个动滑轮B，其功能相当于一个动滑轮，使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持平衡、稳定。C为配重，起到平衡的作用。在拉力F的作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯厢最多可同时载乘10人（每人的质量均按60kg计算）。现在有10人同时乘坐电梯，电梯厢以0.5m/s

的速度匀速上升，此时拉力为F1，F1的功率为10kw，此时动滑轮C的机械效率为η1；电梯

厢运行了12m后，从电梯上下去了5个人，此时电梯仍以0.5m/s的速度匀速上升，此时，拉力

F2的功率为P2，动滑轮C的机械效率为

2η。

求：（1）:η

η（2）拉力F2的功率

5、（05年陕西非课改区）建筑高楼时，常常要用到如图10所示的简单机械。示意图中的滑轮A 与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上。钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内可将质量为0.45t的建筑物资匀速提升12m，拉力F所做的功为7.2×104J（钢丝绳的重和摩擦不计，g 取10N/kg）。

求：（1）滑轮组的机械效率。

（2）钢丝绳拉动的速度。

(3)根据已知条件，再提出一个有关问题并计算（上述已计算出的物理量除外）。

6.（06年韶关市）如图小明同学体重为50kg ，背着重为60N 的书包，

书包带与小明的肩部接触的总面积为300cm 2．求：(7分)

(1)书包带对小明肩部的压强.

(2)小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功．

(3)此过程小明用了20s ．他做功的功率是多少

第四部分：实验和探究题

1、(04年湛江市)在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，所用的主要装置如图19所示。

（1）安装好实验器材时，记下钩码和弹簧测力计的位置，然后 向上拉动测力计， 读出 的大小，测出钩码和弹簧测力计上移的高度。

（2）某同学正确测出钩码上升的高度为0.1m ，钩码总重为1N ，其他被测和计算的数据如表1所示，则表1中肯定错误的数据是 和 。（3）若表1中只有这两项数据是错误的，当把错误数据改正之后，由此测得此滑轮组的机械效率 ＝ ；（4）若用上述装置改为提升总重为2N 的钩码，而保持其他操作不变，则此滑轮组的机械效率将 。（填“变大”、“变小”或“不变”）

表1：

2、一个力学实验箱中有如下器材：A 、刻度尺B 、量筒C 、天平（配有砝码）D 、细线

E 、小石块

F 、空烧杯

G 、弹簧秤

H 、“二定二动”的滑轮组

I 、铁架台

J 、钩码

K 、盛有水的烧杯。

第五部分：参考答案

第6题图

一、选择题：

1、D

2、D

3、B

4、C

5、C

6、D

7、A

8、C

9、D 10、B 11、C 12、B 13、C

二、填空题：

1、20 4 0

2、1.5×104 500 4×107

3、840 70%

4、4000 80%

5、80% 加大被提物体的重量（减少滑轮的摩擦等等）

6、3000 上到四楼所用的时间

7、1.98×105

8、2 80 96 约92%

9、5：1 10、>

三、计算题：

1、5m/s 600W 1.5×105Pa

2、(1)G=mg=(85+15)kg ×10N/kg=1000N

f=0.1G=100N

s=vt=20km/h ×1h=20km=2×104m w =fs=2×106J

(2)P=UI=36V ×20A=720W=0.72kW

W 总 =Pt=0.72kW ×1h=0.72kWh=2.592×106J

η=77%

3、解：(1)轮胎对地面的最大压力为F=pS=2×105Pa×1.5×10-2m 2=3000N (1分)

车最大载重时总的质量为m 总=G ／g=F ／g=3000N ／10N ／kg=300kg

所以车的最大载重量为m 载max =m 总-m 车=300kg-80kg=220kg (1分)

(2)依题意，电能转化为机械能为W 机=80％W 电 (1分)

所以，充一次电最多能行驶的距离为 m N

J F W F W S 46106.550105.38.08.0?=??===电

机

(1分) 此过程所用时间为s s

m m v s t 34106.5/10106.5?=?== (1分) 所以，摩托车的工作电流为A s

V J Ut W I 13106.548105.336=???==电 (1分) [或W s m N v F P 500

/1050=?=?=机 (1分) 所以工作电流为A V

W U P U P I 13488.0500%

80/=?===机电

(1分)] 答：(1)载重量最大不能超过220kg ．(2)充一次电以本题所述的情况行驶时，最多

能走5.6×104m ．此过程中该车的工作电流为13A ．

说明：用其他解法正确的同样给分．

4、 设电梯箱和人的重为G ，G 人=mg=10×60kg ×10N/kg=6000N

（1） F 1=s m W v P /5.021000021?==10000N 由于F1=21(G 人+G ），

则G=2F 1－G 人=20000N －6000N=14000N

η1=10314000N 6000N 6000N G G G h

G G (h G ===+++人人人人） （2） G /=5mg=5×60kg ×10N/kg=3000N

η2=3/17 则η1：η2=17：10

（3） F 2=1/2×（G 人+G ）=1/2×（3000N+14000N ）=8500N

（4） P 2=F 2v=8500N ×2×0.5m/s=8500W

5、 （1）提升建筑材料时所作的功为

W 有=Gh=mgh=0.45×103kg ×10N/kg=5.4×104J

W 总=7.2×104J η=75%

(2)钢丝绳拉动的距离为 s=3h 则钢丝绳的移动速度为 v=s/t=3h/t=0.6m/s

(3)滑车上升的速度 v 车=h/t=12m/60s=0.2m/s

(4)钢丝的拉力为 F=W 总/s=7.2×104J/36m=2000N

(5)额外功为 W 额=W 总－W 有用=1.8×104J

6、

(1) （2分）

(2)G=mg=50kg ×10N/kg=500N （1分）

W=FS=（G 人+G ）h=（500N+60N ）×2×3m=3360J （2分）

(3) （2分）

答:(1)书包带对小明肩部的压强为2×103Pa.

(2)小明在这过程中小明做的功为3360J.

(3)小明做功的功率168W.

评分说明：各答题步骤按上面分步给分，没有作答扣1分；没写(写错)单位、不用符号表示单位、

运算过程不带单位的扣1分；不重复扣分.

四、 实验探究题：

1、（1）匀速 拉力 （2）0.2m 0.08J （3）62.5% （4）变大

2、

（1） 测滑轮组机械效率 A 、D 、G 、H 、I 、J

（2） 测水的密度 B 、C 、 F 、 K

（3） 测石块的体积 B 、D 、 E 、 K

（4） 测力的大小 G

（5） 测石块密度 器材为：B 、C 、D 、E 、K