(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.pdf

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；(3)公式法：W额W有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：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。(1)定义法：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：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额 0。FG物/n，1，GhFs(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，FG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，Ff/n实际情况：f/Fn，Ff/n3使用斜面提W有升物W额体时，克服物体重力做功为有用功，拉力擦做的功是额外功。Gh，W总fL，Gh Gh FL或fL GhF做的功是总功，克服摩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，交警只用了挥拖车在水平路面上将质量是速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是拉力F是械效率是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 vt得故障车在30 sm/s 30 s 180 m(2)由图30 s 的时间，指1.5 t 的故障车匀6 m/s，绳子自由端的500 N，该装置的机s车 vt 6内通过路程可知n 3，绳子自由端移动的距离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 10 J(3)由图知，W 有用3，水平滑轮组的机械效率 5s绳 3s车nW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 500N 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 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F 0.1Gkg 10 N/kg 10 N，F1 2 3(F总0.1 10 G动)31 (10 N 2 N)4 N，P Fv F 3v物 4 N 3 0.1 m/s 1.2 W3类型二 利用组合机械提升物体3(2016，陕师大附中模拟的装置把一重为1200 N 的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s，已知斜面长装置的机械效率为 80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。求：(导学号)某工人用如图所示6 m、高2 m，此(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 s 2s 2 6m 12 m；W有W有W有有用功 W有用 Gh 1 200 N 2 m 2 400 JF总可得，所以2 400 J250 N(2)拉力做的功 W总 Fs80%12 mW3 000300 W(3)因为W总 W有用 W额，所以克服摩擦力做的额外功W额 W总 W有用J3 000 J 2 400 J 600 J，根据W Fs 可得，摩擦力fW 额600 J 100 Ns 6 mWFss4(2016，攀枝花)配重水平地面上静止时，对水平地面压强为将配重M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的组，定滑轮重150 N，动滑轮重90M单独置于3 105 Pa，A端悬挂一滑轮N，杠杆AB的支点为O，OAOB 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105Pa。(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，1g(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(导学号)取10 N/kg)最大拉力是多少牛顿？W有G物h210 N h解：(1)W总G物hG动h 21090N h70%(2)绳子末端拉力 F人 2(G物1G动)(210 N90N)定滑轮拉力FAG定 3F人21Nh150 N，150 N杠杆 A 端受到3150OB，MN600N，对 B 端拉力根据杠杆的平衡条件FB OAFA 5 600FAOA FBN 1 000OB 3N，设配重mg 1 000 NM 的质量为地面时，由mgF mg GM FBm、与地面的接触面积为 S，M 放在水平p 得SSS1 105 Pa，150 kg(3)当S 3 105 Pa，以上 两式联解得 mM 对地面的压力刚好为零时，则GMOB3 150 kgFA 大OA，FA 大 OBGM10 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56，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(201A，拉力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 10 kg/m，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)33解：(1)由图甲可知，n 2，则拉力F 拉绳的速度v 2vA 21 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P420W，由P Fv 得，绳子自由端的拉力F拉力 F2Fv 2 m/sP420 W1(GA210 N；不计绳重、摩擦及阻力，G轮)，A 的重力GA2 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P300WFv 得，绳子自由端的拉力150 N，不计绳重、摩擦及阻力，拉力v 2 m/sF1F2P1(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 AF浮120 N 2 3GA360 NV V排33水m；A 的质量 mA 1 10 kg/m 101.2 10gmA36 kg36 kg，A 的密度 A 2 3 3(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械103kg/m3g10 N/kg33VA1.210mW有效率 用W总(GA F浮)hGA F浮360 N 120 N 100%80%GA F浮 G轮)h GA G轮F浮360 N 60 N 120 N6某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，擦。第一次他匀速提升重物拉绳的力为F1，人对高台的压强为(2016，南充)不计绳重和摩G1 150 N 时，人竖直向上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p1p2 14 15。求：(1)若人的双脚与高台的总接触面积为 4 10 m，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)22解：(1)p人 FGPG1v150S S 4 10 m（3）人对绳拉力F（G1（G G动3人人500N22 1.25 10 Pa(2)N0.5 m/s 75 WG动），人对高台的压力），对高台压强p3SF压 G人F压4113G人 GG人(G G3S动 G动)3N 1503 5001 650 N N G动3SG动3SS3 500 N 2701 770 N GN动次 提 G1 150N 时，p1理提 G227N 时，p2第0p13G人 G G3S动3SG动第二次提重物时，滑轮组效率p2 14G动 3015，三式N，则，且3SWG2hG2270综合联解2有N得90%2 W有 W额G2h G动h G2 G动270 N 30N