初中物理有关《功》的中考题分类例析一、功和功率的概念及其计算例1.（05年吉林省）小明用F＝20N的水平推力推着重力为200N的自行车在水平路面上匀速前进了S＝3m，则小明对自行车做功为________J，重力做功为________J。解析：做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。已知本题中小明对自行车的推力及推力方向上移动的距离，故小明对自行车做的功为W＝FS＝20×3＝60J虽然有重力作用在自行车上，但自行车没有在重力方向上移动，故重力没有做功。答案60；0。例2.（05年威海市）如图1所示，在F＝500N的竖直拉力作用下，将重为1450N的物体以v物＝0.2m/s的速度匀速提升h＝2m的高度，则拉力做功的功率为________W。图1解析：由图可知，承担物重的绳子的段数为n＝3段。绳子自由端移动的速度为拉力做功的功率为P＝Fv＝500×0.6＝300W答案300W二、机械效率的计算例3.（05年河北省）小红同学在利用如图2所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重8N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计的示数是2.5N，在实验过程中，对物体做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是________。图2解析：由题意可知，作用于绳自由端的拉力F＝2.5N，物体重为G＝8N，物体上升的高度为h＝0.2m则对物体做的有用功为W有＝Gh＝8×0.2＝1.6J由于承担物重的绳子段数为4段，则绳子自由端被拉动的距离为S＝4h＝4×0.2＝0.8m所以外力对滑轮组所做的总功为W总＝FS＝2.5×0.8＝2J故滑轮组的机械效率为答案：2.5N；1.6J；80%三、功和功率及机械效率等多知识点交叉的综合题例4.（05年哈尔滨市）一个工人用如图3所示的滑轮组在t＝4s内把重G＝350N货物匀速提起h＝1m，所用拉力为F＝100N，则拉力做功的功率是________W，此滑轮组的机械效率是________。图3解析：由图可知有5段绳子承担物重，所以绳子自由端移动的距离为S＝5h＝5m则拉力做的功为W总＝FS＝100×5＝500J故拉力的功率为P＝W/t＝500/4＝125W拉力做的有用功为W有＝Gh＝350×1＝350J所以此滑轮组机械效率为答案：125；70%。例5.（05年辽宁省）为完成某水下工种，施工队要把一质量为m＝4.74×103kg的钢制工件从水中提起，所用起重机吊臂上的滑轮组如图4所示。（不计摩擦、绳重及水的阻力，g＝10N/kg，ρ铜＝7.9×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：图4（1）工件浸没在水中所受到的浮力？（2）在工件没有露出水面前且匀速上升时，滑轮组的机械效率为，则拉力F为多大？（3）当工件被拉出水面后在空中匀速上升h'＝2m的过程中，拉力F做了多少功？解析：（1）工件排开水的体积为V排＝V钢＝m/ρ钢＝4.74×103/（7.9×103）＝0.6m3工件浸没时受到水的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103×10×0.6＝6000N（2）工件的重力G钢＝ρ钢V钢g＝7.9×103×0.6×10＝4.74×104kg工件在水中时所受拉力F拉＝G钢－F浮＝4.74×104－6×103＝4.14×104N设工件在水中上升的距离为h，则绳的自由端在拉力F的方向上通过的距离为3h，由此可得机械效率解得F＝F拉/（3）＝4.14×104/(3×0.8)＝17250N（3）设动滑轮重为G动，依题设滑轮组所做额外功与总功的比W额外/W总＝（G动h'）/（F·3h'）＝20%解得G动＝3×17250×20%＝10350N所以当工件在空中匀速上升h'＝2m时拉力做功为W拉＝（G钢＋G滑轮）×h'＝（4.74×103×10＋10350）×2＝115500J
