功
考点梳理
1．功的两个必要因素：一是 ；二是 .
2．功的计算：功(w）等于 (F)跟物体在力的方向上通过的 (s)的乘积．（功=
× ）
3．功的公式： ；单位：w→ ；F→ ；S→ ．(1焦＝
1 ）
4．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不少于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不 ．
5．功率(P)： 叫功率．计算公式： 或 ．单位：P→ ，W→ ；t→ ．(1瓦＝1 ，表示的物理意义是： ．）
6．物理学中常用功率来表示做功的 程度，在国际单位制中，功率的单位是 。
7．从“探究斜面”实验我们看出：利用斜面提升重物可以省 ，但不能省 ．利用其他机械也可以得到类似的结论；省力的机械费 ，省距离的机城费 ．
8．在物理学中， 叫做机械效率．
9．机械效率通常用公式表示为 ．
典型例题
例：（2008．北京）用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法．聪聪和明明各选取一种方法做实验．
（1）聪聪采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组．他通过滑轮组用2N的拉力F将重4.2N的物体匀速提升了的距离，则有用功为 J，此滑轮组的机械效率为 ．
（2）明明采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助明明在图乙中画出滑轮组的绕线． 例图
解析：引本题的关键是正确理解有用功和总功，W有用＝Gh＝4.2N×＝0.42J，
W总＝FS＝2N×=0.6J，η＝＝70%
答案：（1）0.42 70％ （2）
基础训练
1．如图所示，小明同学用10N的水平推力推着超市购物车，在0.5min内沿水平方向前进了．
（1）小明所做的功是 J，功率为 W．
（2）上述计算中所用到的物理公式有 、 ．进行的单位换算有
（3）若购物车在水平方向上做匀速直线运动，则地面对购物车的阻力是 N，购物车运动的速度是 m／s．
第1题图 第2题图
2．（2008·合肥）如图甲所示，是一台正在建筑工地作业的起重机，吊臂上的滑轮组如图乙所示，将质量为1.2×的重物竖直匀速提高，拉力F的大小为8 000N，则拉力F做的功为 J，该滑轮组的机械效率为 ．
3．小明同学积极参加社区服务活动，帮助邻居张奶奶将一袋的米匀速背上 高的六楼，上楼共用时3min．在此过程中，小明对这袋米做了 J的功，对米做功的功率为 W．（g取10N／kg）
4．某人用如图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，他所做的有用功W甲 W乙，两种装置的机械效率η甲 η乙（填“>”、“＝”或“<”）．
第4题图 第5题图
5．一物体质量为，其所受重力为 N，如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高，所用拉力为200N，此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 ，拉力的功率是 W．（g取10N／kg）
6．下图所示四种情景中，人对物体做了功的是 （ ）
第6题图
7．林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于 （ ）
A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J
8．下列关于力做功的说法正确的是 （ ）
A．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车做功
D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
9．小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是 （ ）
A．甲种方法克服重力做功多 B．乙种方法更省力
C．两种方法机械效率相等 D．两种情况下，货物机械能都增加
第9题图 第10题图
10.如图所示，在水平拉力F的作用下使物体们沿水平地面做匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m运动的速率为／s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法正确的是 （ ）
A．拉力F的大小为20N B．拉力F的大小为10N
C．拉力的功率P的大小为20W D．拉力的功率P的大小为10W
11．小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
（1）小红 向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N．同时，小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为．以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表所示．
第11题图
（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100％，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因： ．
（3）该滑轮组的机械效率实际为 ．
（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
12．如图所示，斜面长lm，高．将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：
（1）斜面的机械效率是多少?
（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?
（3）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：
A．以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端
B．以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端 第12题图
C．改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议 （填字母）可以达到目的，理由是： ．
13．小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为／s（已知每层楼高）．求：
（1）小明所用的时间．
（2）拉力的功率．
（3）所做的额外功．
（4）在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?
第13题图
14．一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出．如图所示，若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问： 第14题图
（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?
（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为／s，则司机做功的功率是多少?
15．瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼．若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为，人所用的拉力为450N．则：
（1）请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图．
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?
（3）该滑轮组的机械效率是多少?
（4）随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到下表中的一组数据，请你找出这些机械设备效率的共同特点．
某些机械设备的效率
16．中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队，队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾无形的生命线，为抗震救灾提供了强有力的通信保障．如图所示，在通信线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到高的施工台上．其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．若每箱设备均重4 000N，施工台距离地面的高度为．如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2 500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下．
（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少?
（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大?
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱没备以／s的速度匀速提升到施工台．求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?
第16题图
拓展提升
1．如图所示，用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体，物体上升，所用时间为4s．
（1）此过程中拉力的功率为 W，动滑轮的机械效率为 ．
（2）将物重由2N不断逐次增大，假设动滑轮始终能正常工作，此过程中它的机械效率范围是 ．
2．用如图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升，所用的拉力F＝5N，所做的有用功为 J，机械效率为 ．当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为 ．（忽略摩擦阻力）
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图
3．小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重为2 000N、底面积为的物体A向左匀速拉动，物体A受到的摩擦力为600N，作用在绳端的拉力为250N，则物体A对地面的压强是 Pa，拉力做的功为 J．该装置的机械效率是 ．
4．小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成厂如图所示的滑轮组，用其匀速提升重物，下列说法正确的是 （ ）
A．拉细绳的力F等于钩码重力G的1/3 B．拉细绳的力F等于钩码重力G的1/7
C．用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率相同 D．用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率不同
5．如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以／s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．求：
（1）他在这段时间内相当于跑了多少路程?
（2）他在这段时间内做了多少功?
（3）他做功的功率是多少?
第5题图
6．（2007·桂林）小明对“斜面的机械效率与什么因素有关?”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关． 第6题图
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是 ·（填写序号）
（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是： （至少写出两种）
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：① ；② ；③ ·
7．下雨天，小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌．她想，雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?她提出两种猜想：
①雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
②雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关．
猜想是否正确呢?为此，她设计了一个如图所示的装置（斜面光滑且较长，倾角可调），用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动：
第7题图
（1）保持斜面倾角a不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间如表1所示．
小颖经过分析得出如下结论： ．
表1 表2
（2）不改变底边的长度，多次改变倾角a，
让同一小球从斜面的顶端由静止释放，测出每次下滑的时间如表2所示．
小颖对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是 ．根据实验可知，为了减少雨水在屋面上流淌的时间，在建造人字形屋面时，屋面的倾角应该以 为宜．但实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角，其原因之一可能是 ．
8．汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率．某型号轿车的有关数据如下表所示．
某标号汽油的热值约为4.5×107J／kg，密度约为0.7×／m3．求：
（1）若轿车以lOOkm／h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油?
（2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以l／h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特?
9．如图所示，是小明测量杠杆机械效率的实验情景（杠杆的重力忽略不计）．
（1）请在上表中把相关的数据填写完整．
（2）为提高本实验中杠杆的机械效率，请
提一条合理的建议： ．
第9题图