(陕西地区)2017中考物理总复习考点跟踪突破微专题五功功率机械效率的综合计算检测

1、微专题五功 功率 机械效率的综合计算一、计算公式1总功的计算方法：(1) 定义法：W总 Fs；(2) W总 W有 W额 ；W额W有(3) 公式法：W总 或W总 。1 2有用功的计算方法：(1) 定义法：W有 Gh；(2) W有 W总 W额 ；(3) 公式法：W有 W总 · 。3额外功的计算方法：(1) 定义法：W额 G额h， W额 f 额· s；(2) W额 W总 W有 ；(3) 公式法：W额 W总· (1 ) 。W有 W有 Gh G4机械效率： W总 ， W有 W额 ， Fs， nF。二、分清使用时不同的状态1利用滑轮组竖直提升重物的三种情况：(1) 理想情况：

2、不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额 0。F G 物 / n， 1 ， Gh Fs(2) 半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额 G动 · h。F ( G物 G动 )/ n， G物 /( G物 G动 )(3) 实际情况：计动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮间的摩擦( 题目不说明，表明要考虑) 。 G物 / Fn， F G物 / n2利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物 换成 f 就行了。理想情况：W有 fs ， F f / n实际情况： f/ Fn， F f/ n3使用斜面提升物体时，克服物

3、体重力做功为有用功，拉力 擦做的功是额外功。F 做的功是总功，克服摩W有 Gh， W总 FL， W额 fL，Gh Gh FL或 Gh fL类型一利用滑轮组拉物体1 (2016，邵阳 )在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示。为了尽快疏通道路，交警只用了30 s 的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t 的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6 m/s ，绳子自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率是80%。求：( 导学号)(1) 故障车在30 s 内通过的路程。(2) 拉力 F 在 30 s 内所做的功。(3) 故障车在被拖离过程中受到的阻力。s解： (1)由 v

4、 t得故障车在30 s 内通过路程s 车 vt 6 m/s× 30 s 180 m (2)由图可知n 3，绳子自由端移动的距离s 绳 3s 车 3× 180 m 540 m，拉力F 在 30 s 内所做的功 W Fs 绳 500 N× 540 m 2.7 × 105 J ( 3)由图知，n 3，水平滑轮组的机械效率W有用W总fs 车 fs 车 f ，所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f 3F 3× 500 N× 80% 1Fs绳F× 3s车3F 200 N2 (2016 ，南宁 ) 如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的

5、物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1 倍， 物体被匀速拉动的距离为1 m。 当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：(1) 物体质量为2 kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力。(2) 动滑轮的重力。(3) 若物体质量为10 kg ，以 0.1 m/s 的速度匀速运动时，拉力F 的功率。(导学号)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额 G动 × h G动 ×

6、1 m，由得 50%，解得G动 2 N (3)当 mW总W有 W额 2 J G动 × 1 m 10 kg 时，拉物体前进的力F0.1G总 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 类型二利用组合机械提升物体3 (2016 ，陕师大附中模拟) 某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s，已知斜面长6 m、高2 m，此装置的机械效率为80%(滑轮重

7、、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计) 。求：( 导学号)( F G动 )3(1) 拉力F。(2) 拉力F 做功的功率。(3) 箱子和斜面间的摩擦力。解： (1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳端移动的距离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总 FsW有W有W有W总 Fs 可得，所以F s W总 250 N× 12 m 3 000 J ，拉力的功率P t3 000 J10 s300 W ( 3)因为W总 W有用 W额 ，所以克服摩擦力

8、做的额外功W额 W总 W有用3 000 J 2 400 J 600 J ，根据W Fs 可得，摩擦力f W额 600 J 100 Ns 6 m4 (2016 ，攀枝花)配重M单独置于水平地面上静止时，对水平地面压强为3× 105 Pa，将配重M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150 N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O， OA OB 5 3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s 的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1× 105Pa。 ( 杠杆与绳的重量、滑轮组的

9、摩擦均不计，g 取10 N/kg)(1) 求滑轮组的机械效率。(2) 配重 M的质量是多少千克？(3) 为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？( 导学号)W有G物 h210 N× h1解： (1)W总 G物hG动h 210N×h 90N×h70% (2)绳子末端拉力F 人 2(G 物1G动 )2×(210N90N)150 N，杠杆A端受到定滑轮拉力FAG定 3F 人 150 N3×150N600N，根据杠杆的平衡条件FA×OAFB·OB，M对B端拉力FBOA×FA5× 600N1 000OB

10、3F mg GM FBmg 1 000 NN，设配重M的质量为m、与地面的接触面积为S， M放在水平地面时，由p S S得 S1× 105 Pa，mg 3× 105 Pa，以上 两式联解得m 150 kg (3) 当SM对地面的压力刚好为零时，则GM×OBFA大·OA，FA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类型三综合5 (2016 ，达州 ) 某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力

11、的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60 N，物体匀速上升的速度始终为 1 m/s 。 (不计绳重，摩擦及阻力， 水 1× 103 kg/m 3， g 取 10 N/kg) 求：(1) 物体浸没在水中时受到的浮力。(2) 物体的密度。(3) 物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。( 导学号)解： (1)由图甲可知，n 2，则拉力F 拉绳的速度v 2vA 2× 1 m/s 2 m/s ；由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P420 W，由P Fv得，绳子自由端的拉力FP420 W210 N；不计绳重、摩擦及阻力，拉力F1( GAG轮) ， A的重力GA2Fv 2

12、 m/s2 G轮 2× 210 N 60 N 360 N ；由图乙可知，圆柱体A浸没水中拉力F 的功率P 300 W，由PFv 得，绳子自由端的拉力FP300W150 N ，不计绳重、摩擦及阻力，拉力F1v 2 m/s21(GA F 浮 G轮 )， 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的质量mA g 10 N/kg ma36 kg33(3)物体浸没在水中时滑轮组的

13、机械36 kg， A的密度A VA 1.2× 102 m3 3× 103kg/m3效率W有用W总( GA F浮 ) hGA F浮360 N 120 N× 100% 80%GAF 浮 G轮 )hGAG轮F浮360 N 60 N 120 N6 (2016 ， 南充 ) 某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物G1 150 N 时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2 270 N 时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2。两次物体匀速上升的速度均为0.5 m/s ，人的重力G人 500 N ，且p1 p2 14 15。求：(1) 若人的双脚与高台的总接触面积为4× 10 2 m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强。(2) 第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率。(3) 第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。( 导学号)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）人对绳拉力F1（GG动） ， 人对高台的压力F压 G人1（ GG动） ， 对高台压强pF压33S1G人 (G G动