1、第 26 专项 机械功重难点专项分类训练点击重难点一、功1 功是作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。在国际单位制中的单位是焦耳(J)。2 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的距离。两个条件缺一不可。3 物体做功的本领是因为它具有能。做功的过程实质上就是能量转化的过程。力对物体做了多少功就有多少能量发生了转化。二、功率1 物体在单位时问内完成的功叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量，其单位是瓦特(W)、千瓦(kW)。2 功率的计算公式： FvtWP。评析中考点考点 1 学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他
2、们设计的三套方案，其中可行的是( )控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较测量出各自的体重、爬楼用的时问和爬楼的高度，算出功率进行比较A 只有 B 只有C 只有 D 解答辨析根据功率和功的计算公式 tGhWP，在爬楼的时间相同时，测量出各自的体重、爬上楼的高度，通过比较体重与爬上楼的高度的乘积的大小来比较，两者乘积越大，功率就越大；在爬楼的高度相同时，测量出各自的体重、爬楼用的时间，通过比较各自的体重除以爬楼用的时间的大小比较，其值越大，功率就越大；在测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度时就
3、可算出各自的功率，即可比较。所以他们设计的三套方案都可行。正确答案为 D。考点点评本题考查功、功率的计算和控制变量法在比较功率大小中的应用。考点 2 节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功 ，克服炮筒阻力及空气阻力做功职，高压燃气对礼花弹做功职，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( )A 礼花弹的动能增加量为 W3+W2+W1B 礼花弹的动能增加量为 W3一 W2一 W1C 礼花弹的机械能增加量为 W3一 W1D 礼花
4、弹的机械能增加量为 W3一 W2一 W1思路点拨发射礼花弹是通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中，此时火药的化学能转化为内能再转化为礼花弹的机械能，当礼花弹在炮筒内运动的过程中，礼花弹的动能的增加量为高压燃气对礼花弹做的功 W3减去礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做的功 W1和克服炮筒阻力及空气阻力做的功 W2。解答辨析选 B。考点点评本题考查能量的转化和转移，功和能的关系及相关计算。考点 3 沪杭高速铁路开工建设时，嘉兴一村民的别墅正好位于规划线路上。为了节约拆迁成本，他采用了整体平移的新技术，为“高铁”建设让路，如图。(1)平移过程中，用推力为 410
5、6牛的机械推动别墅缓慢平移了 50 米，机械对别墅做了多少功?(2)这幢别墅的质量达 2106千克，而地面能承受的最大压强不能超过 5105 帕，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积?(g=10 牛千克)思路点拨(1)当用机械推动别墅平移时，根据功的计算公式 W=Fs 可计算机械对别墅做的功。(2)为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积的计算可根据公式 SFp解答辨析(1)W=Fs=4106牛50 米=210 8焦。(2)F=G =mg 2106千克10 牛千克=210 7牛。SFp， 2574012米帕牛 答：(1)机械对别墅做功 2 108焦。(2)支承面至少要 40 米 2的面积。考点点评
6、本题考查做功的因素和功的计算及压力、压强和受力面积的关系。聚焦失分点易错 1 庆“六一”趣味运动会中，小敏和小王分别把图甲中三个质量均为 l 千克、边长为 30 厘米的均质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块， 每人至少要做功 焦。比赛中小敏快于小王完成堆叠，则堆叠过程中小敏做功的功率 (填“大于” 、 “等于”或“小于”)小王。(g=10 牛千克)对症下药将图甲中三个质量均为 l 千克、边长为 30 厘米的均质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。每人至少要做的功是叠放 2 和 3 时克服重力所做的功，在搬动 1 时不做功。把重物提高的高度为重心上升的高度。W=Fs=
7、G 1h1+G2h2=mlgh1+m2gh2=1 千克0.3 米l0 牛千克+1千克0.6 米l0 牛千克=9 焦。由于比赛中小敏快于小王完成堆叠，小敏所用的时间少，则堆叠过程中小敏做功的功率将大于小王。提分练习1 青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为 l.5W，则你在考试的 2h 内，心脏做功约为 J。用这些功可以让一个质量为 50kg 的物体匀速升高 m。(g取 10 Nkg)易错 2 重 l5 牛的木块在大小为 5 牛的水平拉力的作用下，l0 秒内在水平面上沿拉力方向前进 2 米，拉力做功为 焦，功率为 瓦。在此过程中，重力对木块做功为 焦。对症下药本题在计算拉力做功时易将
8、重力和拉力混淆。解题时需根据做功的两个必要因素即力与物体在力的方向上通过的距离的乘积来求解。W=Fs=5 牛2 米=10 焦，瓦秒焦 10tWP，重力做功 W=Gh=15 牛0 米=0 焦。提分练习2 掷实心球是初中生体育测试项目之一。某同学将质量为 2 千克的实心球从地上拿起，用双手举高 2 米后用力抛出，球恰好落在 9 分线上。在举高过程中该同学克服实心球的重力做功 焦(g 取 10 牛千克)。探究与思考探究 过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，它的运动包含了许多科学原理。儿童节小柯第一次乘坐过山车。(1)小柯坐在过山车上，感到天旋地转，这时他是以 作为参照物的。(2)过山车的设计者通过计算
9、受力因子，来衡量座椅施加给游客的力，让这些力既使游客感到刺激又不会受伤。游 客 自 身 的 重 力座 椅 施 加 给 游 客 的 力受 力 因 子 小柯同学的质量为 50 千克，当他坐在过山车上行驶到轨道底部时，座椅受到的压力为重力的两倍。如果此时他与座椅的接触面积为 500 厘米 2，求此时他对座椅的压强。(g 取10 牛千克)(3)开始时，过山车车厢需先被机械装置推上坡顶。小柯同学坐完过山车后，向管理员了解到如图所示的一组数据。请你帮助小柯计算一下，整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功。(不计车厢的长度)解答辨析(1)小柯坐在过山车上，感到天旋地转，这时他是以自已作为参照物的。(不唯
10、一)(2)G=mg=50 千克10 牛千克=500 牛。F=2G=2500 牛=1 000 牛。帕米 牛 205.1SFp(3)W=Fs=15000 牛50 米=7.510 5焦。考点点评利用过山车的运动考查运动的判断、压强的计算及推力所做的功。解题时注意：(1)当他坐在过山车上行驶到轨道底部时，座椅受到的压力为重力的两倍。(2)求整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功时，要注意力和距离的方向要一致。跟踪练习人类从鸟类飞行得到启 示发明了飞机，从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。某 大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示，设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示)，获 2009 年全国汽车创新设计大赛最高奖
11、项。这款概念车小巧实用，并可根据人数组合乘车舱，有利于缓解城市交通拥堵。(1)如果“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为 500 千克，以 5 米秒的速度在城市中行驶。 “都市蚂蚁”车在运行过程中受到的阻力是总重的 0.4 倍，则发动机的输出功率至少为多大(g 取 10 牛千克)?(2)航模社的同学想将此概念车改装成“水陆两栖蚂蚁车” 。若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮，且至少有三分之一的体积露出水面，则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?(3)针对“都市蚂蚁”概念车，从有利于节能减排的角度提出一条建议。专项集训能力提升1 小强推着小车，30s 内在水平地面上匀速前进了 15m，则小车的速度为
12、 ms。如果水平推力为 10N，在此过程中小强对小车做的功为 J，功率为 W。2 下列情景中，重力对小球做功的是( )A 小球由高处落下B 小球在地面上静止C 小球沿水平轨道运动D 小球悬挂在天花板上不动3 如图所示，建筑工人用滑轮提升重 320 牛的泥袋，滑轮重加牛，不计摩擦与绳重。在拉力的作用下，物体以 0.1 米秒的速度匀速上升，则建筑工人的拉力为 牛。在 10 秒内建筑工人所做的功为 焦耳。4 杭州湾跨海大桥是目前世界上最长的跨海大桥，全长约 36km。(1)若一辆小车以 90kmh 的速度匀速通过大桥，所需的时间约为 。(2)在建桥过程中，我国自主研制的巨型“天一号”起吊运架船要把
13、2180t 的箱梁提升30m，至少需做 的功。(g 取 10Nkg)5 上海世博会浙江馆内有一只直径为 8 米的“青瓷巨碗” ，内装 6 吨“水” 。在灯光下，青瓷碗内碧波荡漾，伴随着悠扬悦耳的丝竹，游客宛若置身如画江南。(1)游客看到碧波荡漾的“水”面，是因为“水”面对灯光的 。(2)周绕“青瓷巨碗”的是一个巨大的环形升降台，游客在升降台上站成一圈，升降台上升后可以同时看到“青瓷巨碗”内的景象。在某次升降中，升降台把 80 名游客匀速升高 3 米，若每位游客的质量以 60 千克计算，则升降台在这次上升过程巾对游客所做的功为 焦。(g 取 10 牛千克)6 杭州湾跨海大桥在建造过程中多项成果具
14、有世界一流水平，其中一项是自行设计制造了 2400 吨液压箱梁纵移台车。若该台车将 2000 吨整体预制好的箱梁竖直上移 l0 米，在此过程中该台车对箱梁做的功为 焦(g 取 l0 牛千克)。7 改革开放以来，我国城乡面貌发生了日新月异的变化，民众的住房条件得到了很大的改善。建造某幢公寓楼，所用建筑材料的总重为 6108牛。此公寓楼楼顶到地面的高度为 40 米。(1)若此公寓楼房基与地面的接触面积为 l 103米 2，则该搂对地基产生的压强为多少帕?(2)若每天要把 l.2106牛的水从地面送送到楼顶，至少应对这些水做多少功?若把l.2106牛的水从地面送到楼顶所用的时间为 8000 秒，送水
15、的功率至少为多少瓦?冲击高分1 如图所示，定滑轮重 2N，动滑轮重 1N。物体 A 在拉力 F的作用下，ls 内将重为 8N 的物体 A 沿竖直方向匀速提高了 0.2m。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是( )A 绳子自由端移动的速度为 0.6 msB 滑轮组的机械效率为 80C 拉力 F 的功率为 l.8WD 拉力 F 的大小为 5N2 阅读短文，回答问题。2008 年 5 月 12 日汶川发生强烈地震，党和政府十分关心灾区人民的生命安危，使用了很多最新的科技设备进行救援。(1)生命探测仪：光学生命探测仪是将一根柔软细长的光纤管伸进瓦砾堆中扭动前行，搜救人员利用观察器可以看清瓦砾深处
16、的情况。光沿弯曲的光纤传播是利用了光的 原理。热红外生命探测仪利用感知 差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也能确定生命体的位置。声波生命探测仪有 36 个“耳朵”声探头，即使幸存者不能说话，只要轻轻敲击使周围物体 发出微小的声音，就能够被它“听”到，甚至心脏微弱的颤动，它也能探测到。(2)小气垫：用新型高强度材料制成，比枕头大不了多少。没充气时，将它塞进倒塌楼板间很小的缝隙中，然后充气使其内部压强达到 8 个大气压。若它正上方的楼板和气垫的接触面积为 0.2m2，则用它可以顶起重 N 的楼板。(3)液压钳：可以不费力地钳断倒塌房屋中交错盘绕的粗钢筋。可以断定，利用它工作时，人对液压钳做的功(
17、)A 小于液压钳对钢筋做的功B 一定等于液压钳对钢筋做的功C 不小于液压钳对钢筋做的功D 和液压钳对钢筋做的功无关3 在倒塌房屋的废墟中搜救被困人员，重型吊机起到了重要的作用。如图所示的重型吊机在某次起吊中，吊起了 20000 千克的重物(钢绳的重和摩擦不计，取 g=10 牛千克)。(1)当重物匀速上升时，钢绳受到的拉力为多少牛?(2)若重物以 0.1 米秒的速度匀速竖直上升 15 秒，重型吊机对重物所做的功为多少焦?(3)在重物以 0.1 米秒的速度匀速竖直上升的过程中，重型吊机对重物做功的功率为多少瓦?4 随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小灵的爸爸最近也购买了一辆轿车。
18、(1)通过查看说明书得知轿车车身的质量为 1 025kg。当车上载有 l75kg 的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为 4.0102 m2。试求轿车对地面的压强。(g 取 10Nkg)(2)若轿车以 90 千瓦的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度 v 与时间 t 的关系如图所示。则在 05 秒时间内，轿车发动机做功多少?轿车运动过程中受到的阻力是多少?5 杭州市天子岭废弃物处理总场负责处理市内老城区的全部生活垃圾。他们在某处用推土机处理一些建筑垃圾，已知其中的混凝土块重 20 吨，与地面的摩擦力为 5104牛，推土机的作业功率为 100 千瓦，推土机从开始水平推动混
19、凝土块后，用时 30 秒将其推进填埋坑，共消耗柴油 250 克(柴油热值为3.3107焦千克，g 取 10 牛千克)。(1)混凝土块到填埋坑的距离是 米；(2)推土机对混凝土块所做的功是 焦；(3)推土机的机械效率约为 。6 随着城市建设进程的加快，萧山城内出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分。某电梯公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示。忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为1 000kg。(g 取 10Nkg)(1)电梯在匀速运动阶段上升的高度 h1是多少?拉力 F1做了多少功?(2)电梯在加
20、速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值。已知在加速阶段，电动机的拉力 F2做了 32000J 的功。求加速阶段电动机拉力 F2的大小。(3)电梯开始向上运动后经过 64s，电动机的拉力的平均功率是多大?答案提分练习1 10800 21.6 2 40跟踪练习(1)1.0104瓦 (2)0.75 米 3 (3)略专项集训能力提升1 0.5 150 5 2 A 3 170 3404 (1)0.4h (2)6.54108J 5(1)反射 (2)1.44 10 5 6 2.0 108 7 (1)6 105帕(2)4.8107焦 610 3瓦冲击高分1 C 2 (1)反射温度 振动 (2)1.6210 5 (3)C 3 (1)2105牛 (2)310 5焦 (3)2 10 4瓦4 (1)3.0105Pa (2)4.5 105J 3.0 103N 5 (1)60 (2)3106 (3)36.46 (1)48m 4.8105J (2)2104N (3)8103N
