一、中考要求
本讲涉及的主要考点有：
1、做功的两个必要因素及功的计算；
2、机械效率的概念和计算；
3、滑轮组机械效率的测量；
4、功率的概念和计算。
在中考试题中，本讲内容以填空、选择、实验、计算等题型出现，分值约占4%—6%。
二、中考真题回放
例1、（天津）（多选）如图所示，2008年8月15日北京奥运会上，身高168cm、体重75kg的我国举重运动员曹磊，挺举成绩为154kg，并用时1.5s成功抓举起128kg的杠铃．最后以总成绩282kg获得女子75公斤级奥运会冠军，下列选项中，对曹磊将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是（ ）
A．她此次挺举对杠铃做功约为3200J
B．她此次挺举对杠铃做功约为6800J
C．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为1700W
D．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为4800W
答案：AC
解析：
举重时杠铃上升的高度约2m，故由求功公式可得挺举做功W挺=m挺gh=154×10×2=3080J，接近A选项；抓举做功W抓=m抓gh=128×10×2=2560J， ，接近C选项．
例2、（成都）如图所示，工人利用动滑轮在10s内将重为100N的重物（包括桶）沿竖直方向匀速向上提升了5m．若该动滑轮重10N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．提升过程中，绳的拉力F做了500J的功
B．提升过程中，绳的拉力F做了550J的功
C．提升过程中，绳的拉力F做功的功率是50W
D．该滑轮装置的机械效率是100%
答案：B
解析：
在提升重物的过程中，不考虑绳重及摩擦，由动滑轮的特点可知 ，F通过的距离s=2h=2×5m=10m，F做的功：W=F×s=55N×10m=550J，F的功率： ，该装置的效率：
例3、（南昌）如图所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬白底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min 20s．
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如图所示哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适，理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80%，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10 N/kg）
答案：
（1）156W
（2）D滑轮组 拉力方向向下且更省力250N
例4、（江苏苏州）在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息．
物体所受重力G/N |
作用在绳子自由端的拉力F/N |
滑轮组做的有用功W有用/J |
拉力做的总功W总/J |
500 |
200 |
1000 |
1200 |
（1）通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在下图的虚线框中画出该滑轮组的组装示意图．
（2）用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少？
（解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案必须明确写出数值和单位）
答案：
（1）3 见解析图 （2）900J
解析：
（2）由表中数据，W总=W有＋W额
即F·3h=（G物＋G动）·h
200N×3=（500N＋G动）
所以G动=100N
当G物=800N时，
W总=（G物＋G动）·h′=（800N＋100N）×1m=900J
例5、（潍坊市）俯卧撑是同学们经常做的健身活动。做俯卧撑时，身体俯卧、伸直，两手用力撑地，使身体上半部抬起，直至两臂伸直。此过程中可将人做看成以脚的着地点为支点的杠杆。张扬同学身高1.80m，体重700N，30s内做了30个俯卧撑，假定他的重心在他身体的中心上，请你估算一下张扬同学做功的功率。
思路点拨：
将撑“俯卧撑”的过程转换成物理模型，与将圆木一端抬起、放下的过程相同。求“做俯卧撑所做的功”与求“将圆木一端抬高所做的功”一样。
将圆木一端抬高的过程中，拉力是变化的，不能直接求解，拉力在抬高圆木的一端时，将圆木重心提高，拉力对圆木做的功等于克服重力做的功，即WF=WG，WG=Gh，其中h是圆木重心升高的高度。因此，知道了重心的高度，就可以求出拉力做的功。
计算时，先估计该同学手臂的长度，判断做俯卧撑时，身体重心的最大高度，算出克服重力做的功即可求出一次俯卧撑该同学做的功。
答案点击：
张扬同学身高1.8m，估计他的手臂长度约为0.7m。因为身体重心设在身体中心，所以当手臂撑直时如图乙，身体重心高度
做一次俯卧撑，该同学做的功W0=Gh=700N×0.35m=245J。
该同学30s做30次俯卧撑，即每1秒做功245J。
所以张扬同学做功的功率P=245W。
点评：
这是一道与同学们日常生活密切相关的问题。如何将实际问题与平时训练的典型物理模型结合，是值得认真地思考、体会的。在估算类的问题中，对于一些物理量的实际大小，如何做到估计合理，需要平时对这些物理量有基本的认识。
本题在题中已将“俯卧撑”比做一个“杠杆”。如果题中没有明确讲，如何将实际问题转化为物理上的某种类型（或模型），这一问题难度很大。平时需要多关注这类问题，培养自己将实际问题转换成熟悉的物理模型的能力。
例6、（扬州市）大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（ ）
A．200J B．300J
C．400J D．500J
思路点拨：
该同学在提升物体的过程中，使用了定滑轮，且不计绳重和摩擦，这样的定滑轮是理想机械，该同学只对物体做功，没有额外做功。
根据功的原理：对于理想机械，W直接=W使用，
所以该同学使用定滑轮做的功W= W直接=Gh=100N×2m=200J。
答案点击：A
点评：
该同学向右拉绳提升物体的过程中，人的拉力方向不是水平的且不断变化，不能直接运用Fs求解。对于不能直接求解而又需要求解的问题时，可以寻找所求的物理量与其他相关的物理量之间的等量关系，间接求解。
例7、如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度匀速前进了1m，物体A所受的阻力为车重的0.1，此时测力计a的示数为120N，测力计b的示数为50N。根据已知条件，你能求出哪些物理量呢？
分析：
本题是开放题，能求出的物理量要尽可能地写出来。如何做到这一点呢？首先应抓住几个点，以点带面。题中给出两个测力计，测出了力，显然力是一个点，带出的面是：拉力、重力、支持力、摩擦力等。由测力计a的示数不是测力计b示数的3倍知，此滑轮组机械效率不是100%，则机械效率为点。带出的面是：有用功、总功等。物体A移动的速度和距离题中已给出，通过有用功和总功可以求出拉力做功的功率和绳子自由端的拉力做功的功率。
解答：
（1）木块A所受的拉力FA=120N
（2）木块A所受的摩擦力f=FA=120N
（3）木块A所受的重力G=10f=1200N
（4）木块A移动1m所用的时间
（5）拉力FA对木块A所做的功W有=FAs=120N×1m=120J
（6）绳子自由端拉力F绳=50N
（7）绳子末端移动的距离s绳=3s=3m
（8）拉力F绳对滑轮组做功W总=Fs=50N×3m=150J
（9）滑轮组做功的机械效率
（10）拉力FA做功的功率
（11）拉力F绳做功的功率
（12）木块受到的支持力N=G=1200N
（13）木块对地面的压力F压=G=1200N
注意：
本题在解题时可抓住几条脉络，如以力作线索：拉力一摩擦力—重力—支持力—压力，再如以功作线索：有用功—总功—机械效率—有用功率—总功率，可以找出尽可能多的可求的物理量。
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