《45功、功的原理、机械效率、滑轮组的机械效率、斜面的机械效率（教师版）-2023年初中物理自主招生讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《45功、功的原理、机械效率、滑轮组的机械效率、斜面的机械效率（教师版）-2023年初中物理自主招生讲义（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、初中物理自主招生讲义45功、功的原理、机械效率、滑轮组的机械效率、斜面的机械效率一有用功和额外功（共5小题）【知识点的认识】（1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功（3）总功：有用功与额外功的和叫总功（4）总功的计算：W总Fs；W总W有用+W额外（5）有用功的计算方法：W有用Gh；W有用W总W额外（6）额外功的计算方法：W额外Gh，W额外f摩s；W额外W总W有用【命题方向】此考点主要考察有用功与额外功的区别及功之间的简单计算，主要以选择、填空题为主例1：下列说法正确的是（）A用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功B用水
2、桶从井中提水的时候，对水做的是总功C桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功D桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功分析：（1）有用功就是人们为达到某一目的而需要做的功；额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功（2）区分有用功和额外功关键是要看目的是什么解：A、用水桶从井中提水的时候，目的是提水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，故A错误B、用水桶从井中提水的时候，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，有用功和额外功之和是总功故B错误C、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，故C
3、正确D、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，桶里带了一些水，对水做的功是额外功故D错误故选C点评：区分有用功和额外功关键是要看目的是什么为达到目的做的功就是有用功，对达到目的没有用，但又不得不做的功就是额外功例2：把一桶水从5m深的井里提到地面上，桶重4N，水重16N，提水过程中，做的有用功为 80J；若刚才是把不慎落入井里的水桶打捞上来，则所做的有用功为 20J分析：要解决此题，需要掌握有用功、额外功、总功及机械效率的概念，并能将各个功区别开有用功是指对人们有用的功额外功是没有用但又不得不做的功总功是有用功与额外功之和解：在提水的过程中，对水做的功是有用功，所以
4、W有用G水h16N5m80J对水桶做的功是额外功，所以额外功为W额G桶h4N5m20J若是把不慎落入井里的水桶打捞上来，则对水桶做的功为有用功，则此时的有用功为20J故答案为：80；20点评：此题通过对有用功的计算考查了学生对有用功的理解，在做功时对人们有用的功是有用功，没有用但不得不做的功是额外功，额外功与有用功的和是总功【解题方法点拨】要弄清有用功、额外功和总功的概念针对不同的题意确定有用功和额外功举例来说，用水桶打水，提起水桶自身做功是额外功，提出水做的功是有用功但把水中的桶捞上来，提起水桶自身做的功是有用功，把桶里的水提出来做的功成了额外功1图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面
5、上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2使用动滑轮的过程中（）A总功为W总F2sB有用功为W有GsC机械效率为D额外功为W额2F2sF1s答案与解析：A、使用动滑轮拉力端移动距离s2s，拉力做的总功W总F2sF22s2F2s，故A错；B、使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有F1s，故B错；C、机械效率，故C错；D、额外功W额W总W有2F2sF1s，故D正确。故选：D。2如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J求：（1
6、）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）动滑轮的机械效率。答案与解析：（1）有用功：W有Gh450N10m4500J；（2）已知拉力F做的功为5000J，即W总5000J，拉力做功的功率：P100W；（3）动滑轮的机械效率：100%90%。答：（1）有用功为4500J；（2）拉力F的功率为100W；（3）动滑轮的机械效率为90%。3小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终点的海拔高度差为600m，一辆缆车运载15个人上山的同时，有另一辆同样的缆车与它共用同一个滑轮组，利用重力作用运载8个人下山。每个人的体重大约是60kg从铭牌看到，缆车的质量为600kg拖动钢缆
7、的电动机铭牌上标明，它的额定功率为45kw管理人员说，在当时那种情况下，电动机的实际功率为额定功率的60%，实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。（g10N/kg）求：（1）此过程中缆车的有用功（2）估算缆车的机械效率。答案与解析：（1）上山缆车中人的总重力：G1m1g1560kg10N/kg9000N；下山缆车中人的总重力：G2m2g860kg10N/kg4800N；缆车升起的高度h600m，那么缆车做的有用功：W有用（G1G2）h（9000N4800N）600m2.52106J，（2）根据题意可得，电动机的实际功率为：P实P额45000W60%27000W，时间t7min420s，那
8、么电动机实际做的总功：W总P实t27000W420s1.134107J，缆车的机械效率为：100%100%22.2%，答：（1）此过程中缆车的有用功为2.52106J，（2）缆车的机械效率为22.2%。4如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W绳重可忽略不计。求：（1）有用功W有；（2）额外功W额；（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。答案与解析：（1）有用功：W有用Gh800N10m8000J；（2）由P得
9、拉力F做的功：W总Pt200W50s10000J，额外功：W额W总W有10000J8000J2000J；（3）使用动滑轮的机械效率：100%100%80%。答：（1）有用功为8000J；（2）额外功为2000J；（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为80%。5在新农村建设中，为将批建材运到10m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问：（1）每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？答案与解析：已知：物重G400N，动滑轮重G动100N，高度h10m，求：（1）有用功W有用
10、？；额外功W额？；（2）机械效率？解：（1）有用功W有用Gh400N10m4000J；额外功W额G动h100N10m1000J；（2）总功W总W有用+W额4000J+1000J5000J，机械效率100%100%80%。答：（1）每次提升建材时的有用功为4000J；额外功为1000J；（2）该滑轮组的机械效率是80%。二机械效率的大小比较（共2小题）【知识点的认识】（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”（2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；（3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少
11、），机械效率就越高；（4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高【命题方向】根据不同的机械判断其机械效率的大小是命题的方向，一般以选择题为主例1：甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）A甲吊车的电动机做的有用功较多B乙吊车的电动机做的额外功较多C甲吊车的电动机做的总功较多D甲、乙两吊车的电动机做的总功相同分析：甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用Ghmgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不
12、同，是因为做的额外功不同，导致总功不同解：A、分析知甲乙吊车做的有用功相同此选项错误，不符合题意；B、两辆吊车做的有用功相同，乙吊车做的额外功较多，所以乙的效率较低此选项正确，符合题意；C、已知甲吊车的机械效率高，有用功相同，如果甲吊车的总功较多就与效率高矛盾此选项错误，不符合题意；D、两吊车做的有用功相同，如果总功也相同，则机械效率相同此选项错误，不符合题意故选B点评：此题考查机械效率公式和对有用功的理解效率大小要根据计算公式判断例2：如图所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1G2，则所用的拉力F1F2，其机械效率12（填“”、“”或“
13、”）分析：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数n12，n23；因摩擦不计，用同样的滑轮组，提升的物重不同，根据F（G物+G动）分析拉力的大小关系；提升相同的高度，做的有用功越多，而额外功不变，根据效率公式分析机械效率的大小关系解：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数n12，n23；因摩擦不计，则所用的拉力F1（G1+G动），F2（G2+G动），G1G2，F1F2，物体匀速提高到相同高度，根据W有用Gh可知：W有用1W有用2，滑轮组相同（摩擦不计），滑轮组做的额外功相同，由可知：12故答案为：；点评：本题考查通过变化有用功或总功来判断机械效率的变化若有用功相同，额外功越多，机械效率越低，否则越高；若
14、额外功相同，有用功越多，机械效率越高，否则越低【解题方法点拨】（1）要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多这是一个误区（2）判断机械效率的大小，主要根据公式，比值越大机械效率越高6如图所示A物体重力为20N，用滑轮组分别按甲、乙两种方法提升和水平移动物体A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为15N，F112N，F26N，A物体在10s内匀速移动的距离均为0.6m。则在该过程中，下列分析正确的是（）A两种方法中所做的总功一样BF1做功与F2做功快慢相等C甲的机械效率等于乙的机械效率D甲图中动滑轮的重力为4N答案与解析：（1）甲图中n2，绳子自由端运动距离：s绳2h物20.6m1.2m；有用功为：W有甲Gh20N0.6m12J；总功为：W总甲F1s12N1.2m14.4J；机械效率为：83.3%，在不计绳重和摩擦的情况下，可以根据F（G+G动）求出甲图中动滑轮的重力，但由于题中没有说明不计绳重和摩擦，所以不能求出动滑轮的重力，故D错误；（2）乙图中n3，绳子自由端运动距离L绳3L物30.6m1.8m；有用功为：W有乙fL物15N0.6
