中考专题:功和功率
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中考物理复习知识点——功功率一、功的定义与计算公式:1.功:当力F作用于物体上的点的位移量s时,如果力和位移方向相同时,物体上的点受到的力F所做的功W定义为:W=F・s。
2. 力与位移方向不一致时,物体上的点由于力 F 所做的功 W 为:W = F ・ s ・cosθ,其中θ为 F 和 s 的夹角。
二、功率的定义与计算公式:1.功率:物体在单位时间内做功的速率称为功率。
功率P的单位是瓦特(W),定义为P=W/t,其中W是物体在时间t内所做的功。
2.引入平均功率和瞬时功率的概念:- 平均功率:当物体在时间 Dt 内所做的总功 W 平均分摊到这段时间上得到的功率,定义为Pav = W / Dt。
- 瞬时功率:当 Dt 趋近于0时,力 F 和位移 s 的积 F ・ s 也趋近于0,而 P = dW / dt = F ・ ds / dt = F ・ v,即:P = F ・ v,其中 v 为物体上特定点的速度。
三、功的运算规律:1.功的加减法原理:多个力同时作用于物体上时,物体所受到的总功等于各个力所作的功的和,即:W=W1+W2+...2.功的乘除法原理:-功的乘法原理:当一个力同时对不同物体作功时,每个物体受到的功乘起来等于总功,即:W=W1×W2×...-功的除法原理:当物体同时受到两个或多个力作用时,每个力所作的功除以总功算出各自的功率,即:P1=W1/t=(F1・s)/t,同理可得P2、P3、..四、机械功率与电功率:1.机械功率:机械功率是指物体在力的作用下进行运动时所做的功的速率,具体计算公式为P=F・v。
2.电功率:电功率是指电能转化为其他形式能量的速率,电功率的计算公式为P=U・I,其中U为电压,I为电流。
五、实际问题中的应用:1.功与功率的关系:-当时间不变时,对于在同一位移上的力,力越大,做的功越多,功率也越大。
-当力不变时,对于相同的位移,时间越短,做的功越多,功率也越大。
1. (2017江苏常州,第15题)如图甲所示电路中,电源电压可调,灯21L L 、的额定电压均为6V ,21L L 、的U I -图像如图乙所示,闭合开关S ,逐步调大电源电压至电路允许的最大值,此时( )A 、1L 正常发光B 、电源电压为12VC 、电路总电阻为Ω30D 、电路总功率为2.4W 【答案】D2. (2017山东潍坊,第10题)某型号电饭锅具有保温与加热两种功能,其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝,下列说法正确的是( )A.S1、S2闭合时,电饭锅处于加热状态 B.S1、S2闭合时,电饭锅处于保温状态 C.S1闭合、S2断开时,电饭锅处于加热状态 D.S1断开、S2闭合时,电饭锅处于保温状态 【答案】A3. (2017山东潍坊,第16题)如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。
当闭合开关,滑动变阻器滑片向b端移动时,下列判断正确的是( )A.电流表的示数变大B.R1与R2消耗的电功率之和增大 C.R1与R2消耗的电功率之和减小D.电压表V1示数的减少量等于V2示数的增加量 【答案】CD4. (2017山西,第11题)下列数据是小明对教室中相关物理量的估测,其中最接近实际A.室温约48℃B. 一张理综答题卡的质量约500 gC.门的高度约4mD.一盏日光灯的额定功率约40 W 【答案】D二、填空简答题1. (2017江苏常州,第24题)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L 标有“3V ,1.5W ”且电阻不变,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6A ,滑动变阻器x R ,标有“Ω30 2A ”。
闭合开关S ,移动滑片P ,当电压表示数为2.7V 时,电流表示数为0.3A ,电源电压为_______V 。
为保证电路安全,x R 允许接入的最小阻值为_______Ω;移动滑片P ,电路总功率的最小值为_______W 。
【答案】4.5 3 1.1252. (2017甘肃兰州,第23题)电能表是用来测量_____的仪表。
总复习六功和机械能1、功:(1)力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)不做功的三种情况:有力无距离(物体受力没有移动)、有距离无力(物体凭惯性运动)、力和距离的方向垂直(物体沿力方向没有通过距离)。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。
(原因是足球靠惯性飞行)。
(3)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:W=FS(4)功的单位:焦耳,1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J 。
(5)应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力。
②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
2、功率:(1)定义:单位时间里完成的功(2)物理意义:表示做功快慢的物理量。
(3)公式: P=Fv根据功率的导出式:P=Fv可知功率一定时,要增大F,必须减小v,即汽车上坡时要换低速档。
(4)单位:国际基本单位 W 常用单位 kW 、mW3.机械效率:(4)机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:η= W有用/W总说明:滑轮组的有用功一定是要做的事情的目的.一般指要提升的物体的重力乘以其提升的高度.③提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机械部件间的摩擦。
通常是减少额外功,如搞好润滑,减轻机械自重;在无法减小额外功的情况下,采用增大有用功来提高机械效率。
例如,在用滑轮组提高重物(不计摩擦)时:为提高机械效率,在机械结构一定的情况下,可以采取增加提升物重的办法来实现。
④滑轮组机械效率的测量:原理:应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需:刻度尺、弹簧测力计。
步骤:必须竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
第25讲功和功率要点自主回扣1.做功的两个必要因素:一是有作用在物体上的力;二是物体在左的方向上通过了一段距离。
这两个因素必须同时具备,只要缺少一个,就不做功。
科学上规定:功=力×距离,用公式可表示为:W=Fs,功的单位是焦耳。
2.功和能的关系:物体有能量才能做功,做了多少功就有多少能量消耗或有多少能量增加。
因此,做功的过程就是能量转化的过程。
3.功率反映了物体做功的快慢,我们把物体在单位时间里完成的功,叫做功率。
功率的公式为:P=W/t,功率的国际单位是瓦,常用单位还有:千瓦、兆瓦等。
4.利用机械所做的总功包括有用功和额外功两部分,为达到目的所需要做的功叫有用功,虽然不需要,但又不得不做的功叫无用功或额外功。
有用功跟总功的比值,叫机械效率,。
公式为:η=W有W总典型例题精析【例l】(2009·某某中考)如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。
你认为合理的是()A.文具盒所受重力对它做了功B.文具盒所受支持力对它做了功C.文具盒所受推力F对它做了功D.在此过程中没有力对文具盒做功【精析】选C。
物体做功的两个必要因素是:作用在物体上的力及物体在力的方向上通过的距离。
文具盒所受的重力和支持力的方向都与物体的运动方向垂直,所做功都为零。
【变式训练】](2009·某某中考)下列实例中,力对物体没有做功的是( )A.起重机吊起重物B.马拉车,车未动C.跳水运动员从跳台跳下D.举重运动员将杠铃举起【例2】如图所示,重为lOO N的物体在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4 m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5 N。
在不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力及绳子与滑轮间摩擦的情况下,下列判断正确的是( )A.物体受到的拉力是2.5 NB.物体受到的摩擦力为5 NC.拉力F的功率为4 WD.2 S内拉力F做的功为4 J【精析】选C。
2024年中考物理专题训练——功和功率的综合计算1.现有一辆小轿车发动机排气量为V L,最大功率为P kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为n r/min,汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为K:1,若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为ρkg/m3,汽油的热值为,q J/kg 请计算:这台发动机在最大功率时的热机效率。
2.如图所示,一块重为200N的质地均匀水泥杆AB放在水平地面上,杆长4m。
用始终与水泥杆垂直的拉力F将杆的一端缓慢抬起,杆围绕B点转动。
当水泥杆被抬起角度为30°时,用时100s。
水泥杆粗细忽略,忽略杆被抬起过程中摩擦的影响。
求:(1)水泥杆A端即将脱离地面时拉力F的大小;(2)拉力F做功的功率。
3.如图所示,利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。
已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍,物体被匀速拉动的距离为1m。
当物体质量为2kg时,滑轮组的机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。
(g取10N/kg)求:(1)物体质量为2kg时,在水平面上受到的滑动摩擦力;(2)动滑轮的重力;(3)物体质量为10kg,以0.1m/s的速度匀速运动时,拉力F的功率。
4.如图所示,当用滑轮组匀速提升重为500N的物体时,绳子自由端受到竖直向下F的拉力为300N.若物体被提升2m(不计摩擦和绳重)时,求:(1)绳子自由端的拉力所做的功;(2)滑轮组的机械效率;(3)若用此滑轮组以0.3m/s匀速提升重为800N的物体,则绳子自由端拉力的功率.5.发动机的效率是汽车的经济性能指标之一,厂家提供的某汽车出厂的单缸四冲程汽油机如图的部分参数如下:①基本数据:汽缸活塞面积为S cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是L mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p Pa,飞轮转速为N r/min;①测试数据:汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时,百公里耗油量为V0(L);①使用燃料:95#汽油热值为q0(J/kg )、密度为ρ0(kg/m3)请用以上参数推算出在测试条件下:(1)汽油机的功率为多少?(2)该汽车发动机的效率.6.如图所示为某新能源汽车测试,该汽车以甲醇为燃料.质量为1.8×103kg的轿车以1.2×104W的功率先以v1=20 m/s的速度匀速行驶一段水平路面,再以相同的功率沿与试卷第2页,共8页水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行.已知斜坡的机械效率为80%,甲醇燃烧值2.7×107J/kg,g=10 N/kg.试求:①水平路面对汽车的阻力的大小;①汽车爬坡时的牵引力和速度的大小;①设汽车的效率为45%,行驶坡路与平路的路程之比为1:9,该车每100 km理论上要燃烧甲醇的质量为多少?7.某记者报道:他在植物园内,看到一位老人伸手抱起一根长约3m,横切面积为0.1 m2的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍,如图甲,该木头就是地球上最轻的木料——轻木,其密度为0.2g/cm3。
中考物理复习基础知识+典型考题详解:功和功率一、功1.功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了功,用符号W表示2.做功的两个因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离在下列三2.功的计算(1)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
)功的计算公式为W=F s,其中W表示功,单位是焦耳;F表示力,单位牛顿;s表示沿力的(2A.分子的尺度约为1mmB.此时考场的大气压约为lOOOPaC•将两个鸡蛋举高1m做功约10JD.—名初中生以正常速度爬楼梯的功率约为100W【答案】D【详解】A.分子的量度单位为lO v o m,即0.1nm,故A不符合实际;B.考场的大气压接近一个标准大气压,约1.0x105Pa,故B不符合实际;C.两个鸡蛋重力约1N,举高1m做功W=Gh=1Nx1m=1J故C不符合实际;D.一初中生以正常速度从一楼登上三楼所做功为W=Gh=mgh=50kgx10N/kgx6m=3000J一初中生以正常速度从一楼登上三楼用时间约30s,爬楼梯的功率约为功率_W_3000J_P t30s100W故D符合实际。
故选D。
2.下列生活实例中,人对物体施加的力做功的有()甲:箱子在推力作用乙:提看小桶在水平路丙:用尽全力搬石丁:物体在绳子作用下前进了-段距离面匀速前行-段距离丸搬而未起下升高一段距离A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丙D.丙和丁【答案】B【详解】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过一段距离,二者缺一不可。
甲中,箱子在推力的作用下向前运动了一段距离,有力作用在箱子上,箱子在力的方向上通过了距离,所以推力对物体做了功;乙中,提着小桶在水平路上前行,人给小桶一个向上的力,而小桶沿水平方向移动,小桶向上没有移动距离,人对小桶没有做功;丙中,用尽全力搬石头,但未搬动,有力作用在物体上,但没有移动距离,不做功;丁中,物体在绳子的作用下沿力的方向升高一段距离,力对物体做了功。
第十三讲 功和功率【学习目标】1.了解功和功率的概念;2.理解不做功的三种途径;3.知道影响功率大小的因素【知识要点】一.功 一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功。
1. 做功的两个因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
常见的不做功的三种情况(1) 有力F 无距离s ,例如举高重物静止不动,虽然用了力,但没在力的方向上通过距离,没做功。
(2) 有距离s 没有力F ,如正在空中飞行的足球,运动了一段距离,但运动员施加的力已经消失,运动员对其没有做功。
(3) 有力F ,也有距离s ,但在力F 方向上没有通过距离(运动方向和力的方向垂直),此力也不做功.例如水平方向运动的物体,重力不做功.2.功的计算:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
功的计算公式W=Fs ,其中F 代表作用在物体上的力,s 代表物体在力的方向上移动的距离,功的单位是J 。
二.功率1. 单位时间里完成的功,叫做功率,它是反映机械做功快慢的物理量。
2.计算公式:功率=时间功,即P=t W 。
将它变形得到两个变形公式:W = Pt 和 t =P W 可分别求功和时间。
功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W 。
常用单位还有kW ,叫千瓦, 它与W 之间的换算关系为 1kW=103 W3.对公式P =t W 的分析 根据P =tW 可知, 当P 一定时,W 与t 成正比.换句话说,使用功率相同的机械,做功时间长的做的功就多. 当W 一定时,P 与t 成反比.换 句话说,做相同的功时,时间用的少的机械的功率大。
当t 一定时,W 与P 成正比.换句话说,做功时间相同时,功率大的那台机械做的功就多。
功率是表示做功快慢的物理量,这一点与速度是表示运动快慢的物理量是相似的.在学习过程中,不知你是否也有以下感受:速度和功率这两个物理量在定义、定义式等方面也是相似的,因此在学习过程中,我们将功率的各方面知识相应地与速度的相关知识类比看,得到我们想要的全部知识,我们可以列出下列的表格:速度 功率 物理意义运动快慢 做功快慢 定义单位时间通过的路程 单位时间内所做的功 定义式v=t s P=t W 单位m/s J/s这种研究问题的方法叫“类比法”.其实在以前的学习过程中使用过,例如:在研究压强、密度等“利用比值定义”的物理量时,都可通过与速度的类比,快速地学习这些知识.在研究“电压在电路中的作用”时,我们将它与“水压在水路中的作用”进行类比,得到了结论.三.额定功率额定功率指工厂生产的机器在正常工作时所能达到的功率。
松山四中2023年备战中考专题训练--功和机械能(一)公式:W =FS (W=Gh ) W=Pt 公式:tW P P=Fv 动能的大小与质量、速度大小有关;重力势能的大小与质量和高度有关。
1.如图所示,a 、b 、c 三种情况下,用大小相同的力F 使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离S ,对于三种情况下拉力F 所做的功分析正确的是( )A .W a =W b =W cB .W a <W b =W cC .W a <W b <W cD .W a =W b >W c2.如图所示,用10N 的水平推力推着重为60N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力对物体做了60J 的功,则在这一过程中( )A.物体一定运动了6mB.重力做的功一定为360JC.物体一定受到10N 的摩擦力D.物体受到的支持力做了360J 的功3.关于功和功率,下列说法正确的是( )A.做功越快的机器,功率一定大B.功率越大的机器,做功一定越多C.做功时间越多的机器,做功一定快D.做功越多的机器,功率一定大4.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动同一木块得到的s ﹣t 图象分别是图乙中的图线①、②。
两次对应的弹簧测力计示数分别为F 1、F 2,两次拉力的功率分别为P 1、P 2,则( )A .F 1=F 2 P 1>P 2B .F 1>F 2 P 1>P 2C .F 1<F 2 P 1=P 2D .F 1>F 2 P 1=P 25.汽车匀速上坡,关于它的动能与重力势能下列说法正确的是( )A .重力势能变小B .重力势能不变C .动能变小D .动能不变6.有甲、乙两个完全相同的小球。
在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示。
若不计空气阻力,下列说法正确的是( )A.抛出时刻,甲球比乙球的动能小B.抛出时刻,甲球比乙球的重力势能小C.落地时甲的机械能等于乙的机械能D.落地时甲的机械能小于乙的机械能7.同学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹,B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹,空气阻力忽略不计。
专题02功、功率、机械效率(解析版)清单01功1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在(力的方向上)通过一段(距离),这个力就对物体做了功。
2.功的两个必要条件:①有力作用在(物体上);②物体在(力的方向上)通过了距离。
3.不做功的三种情况:有力无距离;有距离无力、力和距离垂直。
4.功的公式:功等于(力)跟物体在力的方向上通过的(距离)的乘积。
公式:FS W 。
5.功的单位:国际单位制中,功的单位是:(焦耳),符号是(J ),1J=1N·m 。
6.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功,计算时F 就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米=焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。
清单02功率1.定义:单位时间里完成的(功);或说成:单位时间内力作做的功。
2.功率的物理意义:功率是表示力做功(快慢)的物理量;即单位时间内完成的功。
3.公式:Fv tW P 。
4.单位:在国际单位制中,功率单位是(瓦特),符号是(W )。
常用单位还有千瓦(kW)、马力。
换算关系:W W kW 73511013马力,。
5.功率公式的解释:(1)物体在拉力F 的作用下,以速度v 沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积,即Fv P 。
(2)利用该公式时要注意:拉力F 必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v 的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v 跟拉力F 必须对应,即v 必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
清单03机械效率1.有用功:对机械、活动有用的功。
公式:W 有用=(Gh )(提升重物)=W 总-W 额=ηW 总;斜面:W 有用=Gh。
公式:W 有用=(fs )(水平拉动物体)。
2.额外功:并非需要但又不得不做的功。
公式:W 额=W 总-W 有用=G 动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组);斜面:W 额=fL。
功和功率的计算1.如图所示,一个质量为50 kg的人,在10 s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2 m,则这个人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg)( )A.1 200 WB.10 WC.12 WD.120 W2.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )A.F甲>F乙B.F甲<F乙C.F甲=F乙D.条件不足,无法判断3.清明节,丽丽和爸爸一起上山扫墓,丽丽用了30 min登上墓地,爸爸用了50 min登上墓地,爸爸和丽丽的体重之比为4∶3,则丽丽与爸爸登上墓地时所做功的功率之比是( )A.20∶9B.2∶3C.4∶5D.5∶44.平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同的牵引力作用下匀速行驶,如果在相同时间内通过的路程之比为3∶2,则甲与乙( )A.牵引力做功之比为2∶3B.牵引力做功之比为3∶2C.牵引力的功率之比为1∶1D.汽车所受的阻力之比为3∶25.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若实心球重20 N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为 2.7 m,用时约0.75 s.则球下降过程中重力做功______J,功率为_______W.6.用弹簧测力计水平拉着重8 N的木块,在水平长木板上2秒钟内匀速移动了0.5 m,如图所示,木块受到的摩擦力是_____N,木块所受重力做功______J,弹簧秤拉力拉木块所做功的功率是______W.7.青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的2小时内,心脏做功约为______J,用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高_______m.(g取10 N/kg)8.开瓶器使用时将螺旋钻头旋进木塞,再用双手按压手把就可将塞子拔除.压完则在5 s内将瓶塞拔出,若瓶塞长5 cm,瓶塞受到的平均阻力为200 N,整个过程中克服瓶塞的阻力所做的功______J,其做功的功率为_______W.9.为了迎接体育中考,老师让学生在课间时训练“深蹲跳”.如图所示:体重为50 kg的小明在10 s内做了10个“深蹲跳”,若小明每次“深蹲跳”的高度为10 cm,则小明在10 s 内所做的功为______J,功率为____W.(g取10 N/kg)10.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观察研究.他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像如图所示.根据图像可知,2~5 s内,小车的平均速度是______m/s;若小车受到的牵引力为200 N,5~7 s内小车牵引力的功率是_________.11.如图甲所示,一块质量为0.2 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3 N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示.则铁块受到的摩擦力为_____N,0~6 s内拉力F做的功是______J.(g取10 N/kg)12.小明在跑步机上锻炼身体.设他在跑步机上以5 m/s的速度匀速跑动30 min,跑动时的总动力为40 N.求:(1)他在这段时间内做了多少功?(2)他做功的功率是多少?13.体育课上,小衢和小科进行爬楼梯比赛,从楼底开始爬上9米高的四楼,质量为70千克的小衢用了10秒,质量为60千克的小科用了9秒,小衢说:“我们都从底楼跑到四楼,我的体重比你大,我做的功比你多”;小科说:“我跑得比你快,我克服重力做功的功率比你大”,请通过分析计算说明他们的说法是否正确.(g取10N/kg)14.如图甲所示,水平地面上有一块密度0.5×103 kg/m3、高1.2 m的长方体木块.小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示.求:(1)木块静止时对地面的压强;(2)在3~5 s内,推力对木块所做的功;(3)请在图丁中,画出0~6 s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线.答案1、D2、A3、C4、B5、54 726、2.4 0 0.67、10800 21.68、10 29、500 5010、0 400W11、2 2.412、360000J 200W13、都正确14、6000Pa 400J 略。
九年级科学功和功率知识点功和功率是物理学中的重要概念,在九年级科学学习中也是必须掌握的知识点。
本文将为大家详细介绍功和功率的定义、计算方法以及相关的应用。
一、功的定义和计算方法功是描述物体在力的作用下所做的工作的量度。
它与物体所受的力的大小和物体移动的距离相关。
功的计算公式为:功 = 力 ×移动距离× cosθ,其中θ为力和物体运动方向的夹角。
当力和物体运动方向相同时,cosθ = 1,此时所做的功最大;当力和物体运动方向垂直时,cosθ = 0,此时所做的功为零;当力和物体运动方向相反时,cosθ = -1,此时所做的功最小。
如果力的大小恒定,那么功与移动的距离成正比。
即,移动距离越大,所做的功越大。
二、功率的定义和计算方法功率是描述做功的速度或效率的物理量。
它与功和时间相关。
功率的计算公式为:功率 = 功 / 时间,单位为瓦特(W)。
功率越大,表示单位时间内完成的功越多,代表着工作效率越高。
功率的计算还可以通过公式:功率 = 力 ×速度来进行。
其中力表示作用力的大小,速度表示物体运动的速度。
三、功和功率的应用领域功和功率的概念在日常生活和工程领域中有着广泛的应用。
1. 机械领域在机械领域中,功和功率的概念被广泛应用于机械工程、汽车工程等领域。
例如,在汽车领域中,功率表示汽车引擎的输出功率,决定了汽车的速度和加速能力。
2. 电力领域在电力领域中,功和功率的概念用于描述电能的使用和传输。
功率的概念也是评估设备负载能力和电网稳定性的重要指标。
3. 可再生能源领域在可再生能源领域,功率的概念用于描述太阳能板、风力涡轮机等设备的能量转换效率。
通过提高功率,可以提高可再生能源的利用效率。
4. 光学领域在光学领域,功率用于描述光源的输出能力,例如光电器件的功率。
5. 医学领域在医学领域,功率的概念用于描述医疗器械的能量输出,例如激光治疗仪器、超声波仪器等。
总结:本文详细介绍了九年级科学学习中的功和功率知识点。
功和功率【重点难点提示】1.重点是功和功率以及机械效率的概念。
2.难点是做功的两个必要因素以及对有用功和额外功的理解和运用。
3.考点是功的两个必要因素;功的公式和单位;功率的公式和单位;功的原理;机械效率的概念和公式;测定滑轮组的机械效率。
本节知识是中考命题大综合题的重要内容,是考查学生计算能力,分析解决问题能力的落脚点,分值在10分以上。
【经典范例引路】例1 起重机用钢绳起吊重为l ×103N 的重物,先沿竖直方向将重物匀速提高10m ,再沿水平方向将重物匀速移动9m ,然后又将重物提高lm ,起重机对重物共做了多少功?分析:起重机用钢绳提取重物,绳对重物所做的功就是起重机对重物所做的功。
绳对重物做功有三个过程,第一、三过程绳沿竖直方向提升重物,重物在绳拉力的方向移动了距离做了功,第二过程重物在水平方向移动了距离但不是在拉力方向上移动的距离,故没做功解:根据W=FS 知钢绳提取重物做功W=Gh=1×103N ×(10m +lm )=1.l ×104J 例2 关于功、功率、机械效率的说法错误的是( )A .做功越多的机械功率越大B .机械效率越高的机械做功越快C .相同时间内做功越多的机械做功越快D .机械效率越高的机械它的额外功占总功的比越小分析:功率是描述做功快慢的物理量。
描述的方法是取单位时间内所完成的功,因此做功越多的机械在单位时间内完成的功不一定多,故A 选项不正确,C 选项正确。
机械效率是衡量机械优劣、性能的一种技术数据。
衡量方法是取W 有与W 总的比,比值越大(或W 与W 总的比值越小)其机械性能越好,做功的有效程度越高,与做功的快慢无关。
故选项B 错,D 正确。
解:选 AB 。
例3 一台抽水机在 10分钟内把3.6m 3的水抽到10m 高处,若抽水机的效率是0.6,那么动力机供给抽水机的功率多大?(g 取10N /kg )分析与解答:抽水机 10分钟抽水做功W 有用=Gh=ρvgh = l ×103kg/m 3×3.6m 3×10N /kg ×10m=3.6×105J动力机对抽水机做功W 总=J J W 551066.0106.3⨯=⨯=η有用动力机输给抽水机功率P 总=W SJ t W 35101600106⨯=⨯=总 例4 利用图4-15的滑轮组提取重物把800N 的货物匀速提取时需用250N 的力拉绳子,不计绳与滑轮的摩擦,求:①若把1×103N 的重物匀速提取,作用在绳自由端的拉力至少多大?②若人重500N ,利用这个滑轮组向下拉绳提取货物的最大机械效率多大?图4-15分析与解答:设重物在拉力F 的作用下上升h ,由W 总=W 有+W 额得F ·4h=Gh+G 动h ,故动滑轮总重G 动=4F -G =4×250N -800N =200N(1)当重物G ′=1×103N 在拉力F ′作用下上升h 时,根据W 总=W 有+W 额得F ′4h=G ′h+G 动h ,故F ′=41(G ′+G 动)=41(1×l03N +200N )= 300N 。
(2)当拉力F ″=G 人=500N 将重为G ″的重物匀速提取时,根据W 总=W 有+W 额得F ″4h=G ″h + G 动 h 知G ″=4F ″- G 动=4×500N - 200N =1800N ,故滑轮组最大的机械效率η=%905004180044h =⨯=""=""NN F G h F G 例4.某人用图4-16所示装置将货物从斜面底瑞拉上斜面顶端,已知斜面长5米,高3米,拉力100N ,货物重250N ,不计动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,求:(1)拉力做的功;(2)斜面对物体的摩擦力;(3)斜面的机械效率。
分析与解答:(1)当货物上升3m 时,在拉力 F 方向上移动的距离S =2L= 2×5m =10m ,拉力F 做功W 总=FS =100N ×10m =l ×103J 。
(2)提取重物做功W 有=Gh=250N ×3m = 750J克服重物与斜面的摩擦做功W 额= W 总一W 有=l ×103J -750J=250J ,斜面对物体的摩擦力N mJ L W f 505250===额3)斜面的机械效率η=%751017503=⨯=JJ W W 总有【解题技巧点拨】做功有两个必要因素,两个因素缺一不能算做功,例如:手中提一桶水不动,虽然手用了力但没有在提力方向上移动距离;再如:物体在光滑的水平面上凭惯性匀速移动10米,物体移动了距离但作用于物体在水平方向的力为零,两种情况都不能说对物体做了功。
对功的原理应从以下两个方面来理解。
一是理想机械做功时由于不存在克服机械自身重 和摩擦做额外动,故有W 总=W 有,用文字表达为:使用机械时人们所做的功都等于不用机械而直接用手做的功。
二是实际机械做功时由于额外功的存在,故有W 总=W 有+W 额。
用文字表达为:动力对机械所做的功都等于机械克服阻力所做的功。
无论是哪一理解,使用任何机械都不省功普遍正确。
对机械效率的理解应注意三点:①机械效率是一个比值没有单位。
②机械效率总小于l 。
③机械效率是衡量机械做功有效程度的物理量,它反映了机械的性能。
公式P=F·V说明:功率一定的机器其牵引力与运动的速度成反比。
汽车爬坡时,司机换档减速目的是为了增大汽车的牵引力。
【综合能力训练】一、选择题1.在下列情况下,力对物体做了功的是()A.用力举着物体在空中不动B.手提重物在水平方向上匀速移动C.小球在光滑的水平面上匀速滚动 D.木块在光滑的斜面上匀速滑下2.下列有关功率的说法正确的是()A.功率大的机器做功一定多B.做功越多的机器的功率越大C.功率大的机器做功越快D.完成相同的功用时越小功率越大3.关于机械效率下列说法正确的是()A.机械效率高的机械使用时越省力B.机械效率高的机械使用时越省功时C.机械效率高的机械做的有用功越多D.机械效率高的机械省做额外功4.关于功的原理,下列说法正确的是()A.使用任何机械,动力对机械所做的功一定等于机械克服阻力所做的功B.使用先进的机械可以省功C.使用机械不能省功但能省力D.使用省力的机械做功一定费距离5.甲、乙两斜面的高度相同但长度不同(L甲>L乙),今把质量相同的两物以相同的速度从斜面底端匀速拉到顶端,若斜面是光滑的,则拉力的功率是()A.P甲>P乙B.P甲<P乙C.P甲=P乙D.无法比较6.用某一滑轮组提升重物,下列几种做法能够提高它的机械效率的是()A.改变绳子的绕法B.增加重物提高的高度C.增加重物的质量D.减轻动滑轮的重力7.一人用同样大的力拉木箱,在光滑地面和粗糙地面前进相同距离,下列说法正确的是()A.在粗糙地面做功多B.在光滑地面做功多C.两次做功一样多D.无法比较8.如用4-17所示,在不计滑轮的摩擦和绳重时人拉绳的自由端沿水平面向右移动,使200N的重物匀速提高lm,在这一过程中,手拉绳的力F和人拉绳做功为()图4-17A.100N 200J B.200N 200JC.200N 100J D.无法计算9.一只箱重100N,放在水平地面上,用100N的水平拉力,使箱沿水平方向匀速移动lm,则()A.箱子受到的摩擦力是1100N B.箱子受到的摩擦力是100NC.推力做功1100J D.推力做功100J10.一人将质量为20kg的物体搬到5m高的楼房顶,如果用定滑轮、动滑轮将此物提到同样高的楼顶上,不计摩擦和动滑轮重,则对重物做功较多的是()A.人直接搬B.用定滑轮C.用动滑轮D.三种情况一样多11.在水平地面上,用同样大的力F使质量、阻力、速度不同的物体前进相同距离则()A.质量越大的物体力F做功越多B.物体运动速度越大的物体力F做功越多C.摩擦阻力越大的物体力F的做功越多D.作用力F做功一样多12.使用机械,下列说法不正确的是()A.可以省力B.可以省距离C.可以省功D.可以改变力的方向13.下列说法正确的是()A.机械功率越大,机械效率越高B.机械功率越大,机械做功越多C.机械效率越大,机械做功越多D.机械效率越大,额外功占总功的比越小14.甲、乙两台机器,其效率η甲>η乙,则()A使用甲机器省力些B.使用甲机器做功快些C.使用甲机器做功多些D.以上说法都不对15.用定滑轮、动滑轮,滑轮组分别提升同一重物,在不计摩擦的情况下机械效率最高的是()A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.一样高16.下列叙述错误的是()A.滑轮组的省力情况是由动滑轮个数决定B.使用机械一定省功C.提高功率就是提高效率D.功率是单位时间内完成的功二、填空题17.一重力20N的物体在水平拉力的作用下作匀速直线运动,2S内沿水平地面移动了10m,若物体受到的摩擦力为4N,那么重力做功J,拉力功率为W。
18.如图4-18所示,绳子一端固定,另一端绕过重为G的油桶,在绳的自由端用大小不变的水平力F使桶沿水平地面滚动一周,设油桶半径为R,拉力F做功为。
图4-1819.某同学要估测自己爬杆的功率,需测的物理量是,和。
20.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,需要的测量仪器是,实验过程中要注意向拉弹簧测力计,使钩码上升一段距离。
21.李林同学用98N的力将质量为2kg的铅球沿水平方向掷出5m,则他做功。
22.小球受到力的作用,同时又前进了一段距离,那么作用力对小球做功(填“一定”或“不一定”)23.一台抽水机每秒把20kg的水抽到10m高处,则每分钟做功焦,这台抽水机的功率是Kw。
24.提高机械效率的主要办法是。
25.相同功率的汽车装满货后跑得慢是因为。
三、综合题26.用图4-19的滑轮组,从水中匀速地把体积为1m3的重物打捞上岸,设装置的机械效率为80%保持不变,重物的密度为l×103kg/m3,不计水的阻力,求在整个打捞过程中拉力F的变化范围(g取10N/kg)27.如图4-20所示的绳子一端固定在斜面顶端O点,另一端绕过圆木,已知圆木质量为200kg,斜面长4m,高2m,g取10N/kg,求:(1)不计摩擦时将圆木匀速地拉上斜面顶端所需拉力多大?(2)若所需拉力600N则斜面的机械效率多大?图4-19图4-20图4-21 28.如图4-21所示装置的机械效率为75%,质量为9kg的重物在拉力F的作用下匀速上升,不计绳与滑轮的摩擦时求:(l)拉力F多大。
(2)若绳能承受的最大拉力为50N,此装置的机械效率可提高到百分之几?(g取10N /kg)29.用绳子把图4-22中的滑轮组成一个最省力的滑轮组,若每个滑轮重100N,绳子承受的最大拉力200N,要求:(1)画出滑轮组的装配图;(2)求用滑轮组最多能提取的物体;(3)若在1秒内重物上升0.1m,求拉力的功率;(4)求此滑轮组的最大机械效率。