微专题五 功、功率、机械效率的综合计算

22简单机械的功功机械效率的综合计算包括利用滑轮组提升物体水平拉物体和利用斜面提升物体等，是中考命题的重要考点．．利用滑轮组提升物体分三种情况：G(1)理想情况：不计动滑轮重力、计绳重和绳与轮之间的摩擦，即W＝，＝，nη＝1，Gh＝Fs(2)半理想情况考虑动滑轮的重力计绳重和绳与滑轮之间的摩擦＝G，G＋GF＝，＝.G＋G(3)实际情况：考虑动滑轮的重力绳重和绳与滑轮之间的摩(题目没有说明，表明要G考虑，η＝，＝η．利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、轮重无关．＝fs，＝Fs＝nFsF．利用斜面提升物体分两种情况：(1)理想情况：不考虑机械自重和擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功，即Fs＝Gh.(2)非理想情况：考虑机械自重及擦W＝Gh＝Fs，＝，η＝＝类型一利用滑轮组提升物体．(2016桂林随着层筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg.电梯某次搭载一位质量为70kg的客上楼，轿厢启上升的路程与时间关系如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：(1)当该乘客站立在静止的轿厢内，双脚的受力面积为500cm，乘客对轿厢的压强为多少帕？(2)电动机在电梯启动上升12s内消耗的电能是多少焦？已电动机对轿厢所做的功等于其P－图与时间轴所围成的阴影部分面积大)(3)电梯配重的质量为多少千克？

480%ttt2m/s3Am/s33AAA3323AAA480%ttt2m/s3Am/s33AAA3323AAAF(1)乘客对轿厢的压力FGmgkg×N/kgN，客对轿厢的压强p＝S1＝14000(2)2s做功＝××7000＝7000后10s做的功W500×10m12＝Pt＝4000W×10＝40000J，12s内的功＝W＋＝7000＋＝47000，147000s20m消耗的电能′＝＝(3)s的度＝＝＝2，由P＝＝＝v得动机对轿厢的拉力F＝＝＝2000N和乘客的总力G＝m＝(780kg＋kg)×10＝8500N重的重力G＝G－2000N＝G6500NN，重质量m＝＝＝kgg10N/kg2(2016达)某工人使用如图甲所示滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A拉力的功率随时间的变化的图象如图乙所示知动滑轮的重力为物体匀速上升的速度始终为1m/s.(计绳重，摩擦及阻力ρ＝1×kg/m，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效率．(1)由图甲可知，n，则拉力F的度v＝＝×1m/s＝2m/s，图乙可知，圆P′柱体A离水面后拉力F的率P＝，＝v得，绳子自由端的拉力F＝＝＝210，不计绳重、摩擦及阻力，拉力′＝＋G)＝F－G＝2×210NAAP－N＝360N由图乙可知，圆柱体A浸在水中时拉力F功率P＝，F＝＝1＝150，不计绳重、摩擦及阻力，拉FG－＋G)，150N×NFm/sA

F120＋N)F＝120N因为浸没＝＝＝ρg×10kg/m×

＝×

2

GNkg；的质量m＝＝＝，的度＝＝＝3×10kg/mAgV×物体浸没在水中时机械效率η＝－120N＝N＋N120N类型二利用滑轮组水平拉物体

（）－＝＝＝（F＋G）G＋G－FAA

t222t222．(2016邵阳在一车故障处置过程中，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的时间指拖车在水平路面上将质量的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s绳子自由端的拉力F是，该装置的机械效率是求：(1)故障车在30s内通过的路程(2)拉力F在30s内做的功．(3)故障车在被拖离过程中受到的力．s(1)由＝得障车在s内过路程s＝tm/s×＝(2)图可知＝，绳子自由端移动的距离＝3s＝×180＝540m拉力F在30s内做的功W＝N×540m×

5

Jfsfsf(3)由图知n3，水平滑轮组的机械效η＝＝＝＝，所以故障车在F×sF被拖离过程中受到的阻力f＝3×(2015遂)某兴趣小组用如图甲所示的轮(物体与动滑轮用绳子接匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子拉断，每次物体拉动的距离均为2m．通过实验绘出了该滑轮组机械效随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙所示(计绳重和绳与滑轮间的摩)：(1)动滑轮的重力．(2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的度速运动时，该滑轮组的有用功率．(3)一个重500N的学利用该滑轮组想独自用竖直向下的力拉断绳子，请你通过计算分析他能否实现．因为＝

Wf＝＝＝，所以动滑轮重力为＋Wfs＋GsfG

＝

f－f111η1

＝N－×Nf＝200N(2)滑轮组机械效率为η＝80%时，根据η＝得，物50%2f＋Gη×N体受到的摩擦力为＝＝＝800N所滑轮组的有用功率为P＝f－－2

＝800N×＝当物体与地面间摩擦力达到最大＝1600N时，作用在绳子自由端3的拉力为＝(＋)＝×NN)＝，因为F＝N>＝，33所以中学生无法拉断绳子类型三利用组合机械提升物体人用如图所的装置把一重为1200N的子从斜面底端匀速拉到顶端用时，已知斜面长6m、高，此装置的机械效率为滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计．求：

t1055M5AM5MMMBAt1055M5AM5MMMBA(1)拉力F.(2)拉力F做的功率．(3)箱子和斜面间的摩擦力．(1)由图可知滑轮装置是一个动滑，绳端移动的距离′＝s＝×＝12；有用功

W2400J＝GhN×2m根据η＝＝可所F＝＝＝′ηs′80%×m(2)力做的功＝＝250N×12＝J的率P＝＝300因为＝＋，以克服摩擦力做的额外功W＝－＝－J＝JJ，根据＝得，摩擦力＝＝＝100Ns6m6．，攀枝花)配重M单置于水平地面上静止时，对地面压强为310Pa将配重M用系于杠杆的B端在杠杆的A端挂一滑轮，定滑轮重1，滑轮重，杆AB的点为，OA∶＝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210N的体以0.4m/s的速度匀速上升时在平位置平衡，此时配重M对面压强×杠与绳的重量、滑轮组的摩均不计(1)求滑轮组的机械效率．(2)配重M的量是多少？(3)为使配重M不开地面人对绳的最大拉力是多少？(1)根据图示可知n＝，则＝(＋G)×(210N＋N)＝150N；滑轮的机械GN效率η＝＝＝＝＝70%22NFG(2)设配重的底面积为，由p＝可3×10＝①当物体匀速上升时，作用S在杠杆A端的力＝F＋G＝3×＋150N＝600N，杠杆平衡条件可得F×＝AF×，即F＝AB

F×OA600N5FG－＝＝N，由＝可1×Pa＝＝OB3G－NGGN②，联立