(陜西地區(qū))2017中考物理總復(fù)習(xí)考點(diǎn)跟蹤突破微專(zhuān)題五功功率機(jī)械效率的綜合計(jì)算檢測(cè)

1、微專(zhuān)題五功 功率 機(jī)械效率的綜合計(jì)算一、計(jì)算公式1總功的計(jì)算方法：(1) 定義法：W總 Fs；(2) W總 W有 W額 ；W額W有(3) 公式法：W總 或W總 。1 2有用功的計(jì)算方法：(1) 定義法：W有 Gh；(2) W有 W總 W額 ；(3) 公式法：W有 W總 · 。3額外功的計(jì)算方法：(1) 定義法：W額 G額h， W額 f 額· s；(2) W額 W總 W有 ；(3) 公式法：W額 W總· (1 ) 。W有 W有 Gh G4機(jī)械效率： W總 ， W有 W額 ， Fs， nF。二、分清使用時(shí)不同的狀態(tài)1利用滑輪組豎直提升重物的三種情況：(1) 理想情況：

2、不計(jì)動(dòng)滑輪重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，即W額 0。F G 物 / n， 1 ， Gh Fs(2) 半理想情況：計(jì)動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，即W額 G動(dòng) · h。F ( G物 G動(dòng) )/ n， G物 /( G物 G動(dòng) )(3) 實(shí)際情況：計(jì)動(dòng)滑輪的重力、繩重和繩與滑輪間的摩擦( 題目不說(shuō)明，表明要考慮) 。 G物 / Fn， F G物 / n2利用滑輪組水平拉物體，此時(shí)克服物體受到的摩擦力做功為有用功，與物重、滑輪重?zé)o關(guān)；將上述公式中的G物 換成 f 就行了。理想情況：W有 fs ， F f / n實(shí)際情況： f/ Fn， F f/ n3使用斜面提升物體時(shí)，克服物

3、體重力做功為有用功，拉力 擦做的功是額外功。F 做的功是總功，克服摩W有 Gh， W總 FL， W額 fL，Gh Gh FL或 Gh fL類(lèi)型一利用滑輪組拉物體1 (2016，邵陽(yáng) )在一次車(chē)輛故障處置過(guò)程中，拖車(chē)所用裝置簡(jiǎn)化如圖所示。為了盡快疏通道路，交警只用了30 s 的時(shí)間，指揮拖車(chē)在水平路面上將質(zhì)量是1.5 t 的故障車(chē)勻速拖離了現(xiàn)場(chǎng)。若故障車(chē)被拖離的速度是6 m/s ，繩子自由端的拉力F是500 N，該裝置的機(jī)械效率是80%。求：( 導(dǎo)學(xué)號(hào))(1) 故障車(chē)在30 s 內(nèi)通過(guò)的路程。(2) 拉力 F 在 30 s 內(nèi)所做的功。(3) 故障車(chē)在被拖離過(guò)程中受到的阻力。s解： (1)由 v

4、 t得故障車(chē)在30 s 內(nèi)通過(guò)路程s 車(chē) vt 6 m/s× 30 s 180 m (2)由圖可知n 3，繩子自由端移動(dòng)的距離s 繩 3s 車(chē) 3× 180 m 540 m，拉力F 在 30 s 內(nèi)所做的功 W Fs 繩 500 N× 540 m 2.7 × 105 J ( 3)由圖知，n 3，水平滑輪組的機(jī)械效率W有用W總fs 車(chē) fs 車(chē) f ，所以故障車(chē)在被拖離過(guò)程中受到的阻力f 3F 3× 500 N× 80% 1Fs繩F× 3s車(chē)3F 200 N2 (2016 ，南寧 ) 如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的

5、物體。已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1 倍， 物體被勻速拉動(dòng)的距離為1 m。 當(dāng)物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦。求：(1) 物體質(zhì)量為2 kg 時(shí)，在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力。(2) 動(dòng)滑輪的重力。(3) 若物體質(zhì)量為10 kg ，以 0.1 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F 的功率。(導(dǎo)學(xué)號(hào))解： (1 )f 0.1G 0.1mg 0.1 × 2 kg × 10 N/kg 2 N (2)W有 f ·s 2 N× 1 m 2 J ，W有W有2 JW額 G動(dòng) × h G動(dòng) ×

6、1 m，由得 50%，解得G動(dòng) 2 N (3)當(dāng) mW總W有 W額 2 J G動(dòng) × 1 m 10 kg 時(shí)，拉物體前進(jìn)的力F0.1G總 0.1 × 10 kg × 10 N/kg 10 N， F × ( 10 N 2 N ) 4 N ， P F·v F× 3v 物 4 N × 3× 0.1 m/s 1.2 W 類(lèi)型二利用組合機(jī)械提升物體3 (2016 ，陜師大附中模擬) 某工人用如圖所示的裝置把一重為1200 N的箱子從斜面底端勻速拉到頂端用時(shí)10 s，已知斜面長(zhǎng)6 m、高2 m，此裝置的機(jī)械效率為80%(滑輪重

7、、繩重、滑輪與繩之間的摩擦均不計(jì)) 。求：( 導(dǎo)學(xué)號(hào))( F G動(dòng) )3(1) 拉力F。(2) 拉力F 做功的功率。(3) 箱子和斜面間的摩擦力。解： (1)由圖可知滑輪裝置是一個(gè)動(dòng)滑輪，繩端移動(dòng)的距離s2s 2× 6 m 12 m；有用功 W 有用 Gh 1 200 N × 2 m 2 400 J2 400 J80%× 12 m250 N (2) 拉力做的功W總 FsW有W有W有W總 Fs 可得，所以F s W總 250 N× 12 m 3 000 J ，拉力的功率P t3 000 J10 s300 W ( 3)因?yàn)閃總 W有用 W額 ，所以克服摩擦力

8、做的額外功W額 W總 W有用3 000 J 2 400 J 600 J ，根據(jù)W Fs 可得，摩擦力f W額 600 J 100 Ns 6 m4 (2016 ，攀枝花)配重M單獨(dú)置于水平地面上靜止時(shí)，對(duì)水平地面壓強(qiáng)為3× 105 Pa，將配重M用繩系于杠桿的B端，在杠桿的A端懸掛一滑輪組，定滑輪重150 N，動(dòng)滑輪重90N，杠桿AB的支點(diǎn)為O， OA OB 5 3，由這些器材組裝成一個(gè)重物提升裝置，如圖所示，當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為210 N的物體以0.4 m/s 的速度勻速上升時(shí)，杠桿在水平位置平衡，此時(shí)配重M對(duì)地面壓強(qiáng)為1× 105Pa。 ( 杠桿與繩的重量、滑輪組的

9、摩擦均不計(jì)，g 取10 N/kg)(1) 求滑輪組的機(jī)械效率。(2) 配重 M的質(zhì)量是多少千克？(3) 為使配重M不離開(kāi)地面，人對(duì)繩的最大拉力是多少牛頓？( 導(dǎo)學(xué)號(hào))W有G物 h210 N× h1解： (1)W總 G物hG動(dòng)h 210N×h 90N×h70% (2)繩子末端拉力F 人 2(G 物1G動(dòng) )2×(210N90N)150 N，杠桿A端受到定滑輪拉力FAG定 3F 人 150 N3×150N600N，根據(jù)杠桿的平衡條件FA×OAFB·OB，M對(duì)B端拉力FBOA×FA5× 600N1 000OB

10、3F mg GM FBmg 1 000 NN，設(shè)配重M的質(zhì)量為m、與地面的接觸面積為S， M放在水平地面時(shí)，由p S S得 S1× 105 Pa，mg 3× 105 Pa，以上 兩式聯(lián)解得m 150 kg (3) 當(dāng)SM對(duì)地面的壓力剛好為零時(shí)，則GM×OBFA大·OA，F(xiàn)A大OB×GM3×150kg×10 N/kg 900OA 5N，由FA大 G定 3F 人大 有 900 N 150 N 3F 人大 ， F 人大 250 N類(lèi)型三綜合5 (2016 ，達(dá)州 ) 某工人使用如圖甲所示的滑輪組勻速提升浸沒(méi)在水中的實(shí)心物體A，拉力

11、的功率隨時(shí)間的變化如圖乙所示，已知?jiǎng)踊喌闹亓?0 N，物體勻速上升的速度始終為 1 m/s 。 (不計(jì)繩重，摩擦及阻力， 水 1× 103 kg/m 3， g 取 10 N/kg) 求：(1) 物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力。(2) 物體的密度。(3) 物體浸沒(méi)在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。( 導(dǎo)學(xué)號(hào))解： (1)由圖甲可知，n 2，則拉力F 拉繩的速度v 2vA 2× 1 m/s 2 m/s ；由圖乙可知，圓柱體A離開(kāi)水面后拉力F的功率P420 W，由P Fv得，繩子自由端的拉力FP420 W210 N；不計(jì)繩重、摩擦及阻力，拉力F1( GAG輪) ， A的重力GA2Fv 2

12、 m/s2 G輪 2× 210 N 60 N 360 N ；由圖乙可知，圓柱體A浸沒(méi)水中拉力F 的功率P 300 W，由PFv 得，繩子自由端的拉力FP300W150 N ，不計(jì)繩重、摩擦及阻力，拉力F1v 2 m/s21(GA F 浮 G輪 )， 150 N 2( 360 N F 浮 60 N )，解得F 浮 120 N (2)由 F 浮 水 gV排 得 AV V 排 F浮水g120 N1× 103 kg/m 3× 10 N/kg 2 3GA360 N1.2× 10m； A的質(zhì)量mA g 10 N/kg ma36 kg33(3)物體浸沒(méi)在水中時(shí)滑輪組的

13、機(jī)械36 kg， A的密度A VA 1.2× 102 m3 3× 103kg/m3效率W有用W總( GA F浮 ) hGA F浮360 N 120 N× 100% 80%GAF 浮 G輪 )hGAG輪F浮360 N 60 N 120 N6 (2016 ， 南充 ) 某人站在水平高臺(tái)上用如圖所示的滑輪組提升重物，不計(jì)繩重和摩擦。第一次他勻速提升重物G1 150 N 時(shí)，人豎直向上拉繩的力為F1，人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)為p1；第二次他勻速提升另一重物G2 270 N 時(shí)，人豎直向上拉繩的力為F2，人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)為p2。兩次物體勻速上升的速度均為0.5 m/s ，人的重力G人 500 N ，且p1 p2 14 15。求：(1) 若人的雙腳與高臺(tái)的總接觸面積為4× 10 2 m2，當(dāng)人站在高臺(tái)上沒(méi)有拉繩時(shí)，人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)。(2) 第一次提升重物時(shí)，克服物體重力做功的功率。(3) 第二次提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率。( 導(dǎo)學(xué)號(hào))解： (1)p人 F人G人 500 N221.25× 104Pa(2) PG1·v150N×0.5 m/s75 WS S 4× 10 m（ 3）人對(duì)繩拉力F1（GG動(dòng)） ， 人對(duì)高臺(tái)的壓力F壓 G人1（ GG動(dòng)） ， 對(duì)高臺(tái)壓強(qiáng)pF壓33S1G人 (G G動(dòng)