考点12功 功率 机械效率 备战中考物理一轮复习知识点+练习（含答案解析）

专题12功 功率 机械效率

考试大纲

1、理解功、功率的概念，能够解决简单问题，比较功和功率的大小；

2、会测量简单机械的机械效率，知道有用功、额外功、总功和机械效率，知道影响机械效率大小的因素。

网络图 

知识点梳理

要点一、功

作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。

[归纳梳理]
（1）理解判断的依据：
依据：做功的两个必要因素。
重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。
（2）明白不做功的三种情况：
A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。
C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。
（3）在分析做功情况时还应注意以下几点：
A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。
　　比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W＝fs。
例1：以下吉祥物运动项目中涉及到的做功情况，下列叙述正确的是（　　）

A． 排球比赛中，运动员击排球的过程中，运动员对排球做了功

B． 举重比赛中，运动员举起杠铃不动的时候，运动员对杠铃做了功

C． 射击比赛中，子弹离开枪口以后，还在对子弹做功

D． 赛艇比赛中，运动员划着赛艇在水平湖面上做匀速直线运动，赛艇的重力对赛艇做了功

例2：下列过程中人对物体做功的是（　　）

A．冰壶离开手后在平滑的冰面上滑行

B．爱心志愿者齐心协力推着受困车辆前行

C．学生用力抱着一摞书不动

D．学生背着书包在水平路面匀速行走

要点二、对公式W＝FS的理解
1.公式： 一般式 W＝Fs
常用式 W＝Gh(克服重力做功)，或W＝f阻s (克服摩擦阻力做功)
2.单位： 焦耳(J)
[归纳梳理]

（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。
（2）F与s的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物G，从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高。）

（3）做功的多少，由W＝Fs决定，而与物体的运动形式无关。
例1：下列依据公式W＝Fs所作出的判断中错误的是

A．力学中所说的做功包含两个必要因素

B．推教室墙壁虽耗费体力，但不做功

C．推出的球在空中飞行时，推力不做功

D．如图中，爬楼的人对拎的包没有做功

例2：两辆汽车分别在水平公路和盘山公路上行驶，如果它们的牵引力相同，当它们行驶了相同的路程后，汽车牵引力做的功分别是W1和W2，则（　　）

A．W1>W2 B． W1=W2 C．W1<W2 D．条件不足，无法比较

要点三、功率
1.物理意义：表示物体做功的快慢。
2.定义：功与做功所用时间之比叫做功率。
3.计算式
4.单位 瓦(W)
[归纳梳理]
（1） 注意区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
（2）由P＝W/t变形为P＝F·v可知：功率一定时，力F与速度v成反比。
（3）将上述归纳：

例1：下列说法正确的是（　　）

A．做功快的机械功率一定大 B．做功多的机械功率一定大

C．做功时间短的机械功率一定大 D．做功时间长的机械功率一定大

例2：一位初三的同学，从教学楼的一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（　　）

A．3W B．30W C．300W D．3000W

要点四、机械效率
为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W有与总功W总之比，符号为η。

[归纳梳理]

（1）公式为，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，机械的效率越高。

（2）η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。

例1：两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式，将重为的物体以相同的速度匀速竖直提升了1m，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率、，拉力、做的功分别为、，功率分别为、，下列判断正确的是（　　）

A． B． C． D．

例2：用如图所示的动滑轮提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（　　）

A．减小被提升物体的高度 B．增大动滑轮的重力

C．减小绳子的拉力 D．增大物体的重力

难点一、功

作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。

[归纳梳理]

（1）做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。

（2）物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性。

（3）不做功的三种情况
①物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
②物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。
③物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。

（4）公式：  W＝Fs，
（5）单位： 焦耳(J)，

（6）功的原理：使用任何机械都不省功。

例1：如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉倒顶端A，已知AB>AC施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，则下列判断中正确的是（　　）

A．F1=F2；W1=W2 B．F1>F2；W1>W2

C．F1＜F2；W1＜W2 D．F1＜F2；W1=W2

例2：小红同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（　　）

A．200J B．300J C．400J D．500J

难点二、功率

物理学中，为了表示做功的快慢而建立起功率的概念。

[归纳梳理]
   1、物理意义：表示物体做功的快慢。
　 2、定义：功与做功所用时间之比叫做功率。

   3、定义式：
　 4、国际单位：瓦特，简称瓦，符号W；常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等等。

     1kW=1000W，1W=1000mW，1W=1J/s

   5、推导公式：

例1：如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP段拉力为300N，做的功为，功率为，PQ段拉力为200牛，做的功为，功率为，则（　　）

A．   B．  

C．   D．  

例2：在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（　　）

A．2×10﹣5W B．2×10﹣4W C．2×10﹣3W D．2×10﹣2W

难点三、机械效率

1、概念：有用功与总功之比，即
2、影响斜面机械效率的因素　　
　　（1）物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大；
　　（2）斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小。
3、滑轮组的机械效率
　　
　　不计绳重和轴摩擦
　　
　　当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大；
　　当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小。

[归纳梳理]机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。直接原因是：机械内部有摩擦力，机械本身有重力等。
例1：在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（　　）

A．拉力F做功为5×103J B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N

C．动滑轮重为300N D．滑轮组的机械效率为75%

例2：用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升重为270N的物体时，绳子自由端的拉力100N，物体移动的速度为0.1m/s，时间为10s，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．动滑轮的重力为40N

C．该滑轮组的机械效率为90%

D．拉力F的功率为10W

中考真题

类型一、基础知识

1．（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）下列数据与实际最接近的是（　　）

A．呼和浩特市2022年中考物理试卷，其宽度约为50cm

B．正常人一分钟脉搏跳动约为70次

C．一枚一元硬币的质量约为50g

D．将两个鸡蛋匀速举高1m做的功约为10J

2．（2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是（　　）

A．用斜面可以省力也可以省功

B．匀速推动重物的速度越大，推力越大

C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多

D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大

3．（2022·山东枣庄·中考真题）物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为（　　）

A．， B．， C．， D．，

类型二、知识运用

4．（2022·甘肃兰州·中考真题）如图所示的情境中，对物体不做功的是（　　）

A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处

C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程

5．（2022·浙江杭州·中考真题）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，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甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）

A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙

C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙

6．（2022·山东菏泽·中考真题）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（　　）

A．工人所用的拉力为200N

B．动滑轮的重力为100N

C．拉力的功率为150W

D．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变

模拟练习

一、单选题

1．甲、乙两辆功率相等的汽车，在水平公路上做匀速直线运动，如果在相等的时间内通过的路程之比为2:3，那么（　　）

A．它们做的功之比为2:3 B．它们做的功之比为3:2

C．它们的牵引力之比为2:3 D．它们的牵引力之比为3:2

2．下列事例中，人对物体没有做功的是（　　）

A．捡起地上的羽毛球 B．将弹簧拉力器拉长

C．将实心球抛向空中 D．托着篮球在水平地面上匀速前进

3．如图所示，木块在水平拉力作用下做直线运动，其中AB段表面铺着毛巾，BD段表面铺着棉布，木块在AC段一直做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A．木块在BC段所受的摩擦力小于CD段所受的摩擦力

B．BC段拉力F2对木块所做的功大于CD段拉力F3对木块所做的功

C．AB段拉力F1对木块所做的功大于BC段拉力F2对木块所做的功

D．BC段中木块克服摩擦力做的功小于CD段中木块克服摩擦力做的功

4．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动 情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，（g=10N/kg）则（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s

B．滑轮组中动滑轮重10N

C．该滑轮组的机械效率为66.7%

D．拉力的功率为150W

5．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1<G动2，η1>η2，P1<P2 B．G动1<G动2，η1>η2，P1=P2

C．G动1>G动2，η1<η2，P1<P2 D．G动1=G动2，η1=η2，P1=P2

6．如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙，则（　　）

A．0~1s，推力做的功为 100J

B．3s~5s，推力克服摩擦做功 200J

C．3s~5s，推力做功的功率为 200W

D．1s~3s，木箱受到的摩擦力小于 5s~6s 木箱受到的摩擦力

7．如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的点，在水平恒力作用下开始向右做加速运动，依次经过、、三个点，且、之间和、之间的距离相等，在段做功为，做功功率为；在段做功为，做功功率为，则下列关于与、与的关系中，正确的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

8．有一质量分布均匀的工件，正放时如图甲所示，倒放时如图乙所示，现要用力沿箭头方向将它推翻，变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1，图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2，则（　　）

A．W1>W2 B．W1＜W2 C．W1=W2 D．无法比较

二、填空题

9．如图所示，是两名运动员在相同时间举起相同质量的杠铃的示意图，由图可知，_____做的功多，_____做功的功率大。（均选填“甲”或“乙”）

10．如图所示小球从斜面的A处自由滚下，在B处与小木块相撞，小球推着木块运动到D处停下，C点为BD的中点。从A到B过程，小球自身重力对小球________（选填“做”或“不做”）功；BC段木块受到的摩擦力做功为W1，CD段木块受到的摩擦力做功为W2，则W1和W2的大小关系是：W1________（选填“＞”“＜”或“＝”）W2。

11．坡长10m，顶端与底端高度差为6m，一个工人沿斜坡向上用150N的力将质量为20kg的货箱从坡底端匀速缓慢地推到顶端的过程中，对货箱做的功是___________J，克服摩擦力做的功是___________J，摩擦力是___________N。（g=10N/kg）

12．如图所示，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块至斜面顶端，木块重为G，弹簧测力计示数为F，其他量已在图中标出，则木块在此运动中，力F做的总功是_________，有用功是_________，额外功是_________，斜面的机械效率是_________，木块受到斜面摩擦力是_________。（用所给的字母表示）

三、综合题

13．小华和妈妈去超市购物，超市地面水平，她们将17kg物品放在小推车中水平推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示，此过程中小推车及物品的总质量保持不变。已知小推车及物品的总重力200N，所受阻力是总重的0.15倍。（g取10N/kg）

（1）在0~10s内，水平推力_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）阻力，阻力大小为_______N；

（2）10~20s内水平推力做了多少功_______？

（3）10~20s内水平推力的功率多大_______？

（4）第15秒小推车的机械能_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）第5秒小推车的机械能。

14．小华利用如图所示的滑轮组进行实验，他以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，在10s内绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%。求：

（1）判断并画出小华所用滑轮组的绕线情况；

（2）小华拉力做功的功率是多少？

（3）被吊起重物的重力是多少？（要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）

15．小铭骑自行车沿笔直街道做直线运动，其s-t图像如图所示；已知人的质量为52kg，自行车的质量为20kg，摩擦力大小是人和自行车所受总重力的2%；（g=10N/kg）

（1）在0~2s内，小铭做 ______运动，他对自行车产生的动力大小为 ______N；

（2）小铭在2~4s运动状态是 ______，在0~8s内的平均速度 ______m/s；

（3）小铭在最后4s内，做功 ______J。

16．“红牛”饮料能够迅速补充能量物质，并调节神经系统功能，从而取得提神醒脑、补充体力的功效，颇受消费者的欢迎，如表是“红牛”饮料营养成分的部分参数。（g取10N/kg）

（1）“红牛”饮料的能量项目是230千焦/100毫升，该项目的含义与以下物理量的含义类似的是 _________ ；

A．热量　　B．内能　　C．热值　　D．比热容

（2）小华同学质量为50kg，正常情况下步行上一层3m高的楼需要12s，她上一层楼做了多少功________？上楼时的功率是_________；

（3）人体摄入的能量可以通过运动消耗掉，小华同学喝了一罐净含量250mL的上述“红牛”饮料，如果她能获得其全部能量，且把获得能量的30%用于爬楼，则正常情况下她能爬多少层楼_________？（每层楼高3m）