2022年春八年级物理全册第十章机械与人专题训练四功功率与机械效率的综合计算分层精炼新版沪科版.docx

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1、专题训练( 四 ) 功、功率与机械效率的综合计算对于功、功率与机械效率的综合计算问题,需要拆解开来进行计算:关于功的计算,关键是要找到作用在物体上的力F和物体在力的方向上通过的距离s,再根据W=Fs进行计算,因此在具体的计算过程中,一定要分析清楚哪些力在哪些过程中做功;关于功率的计算,主要是要找到功W与做功的时间t,再根据P=Wt进行计算,计算过程中要注意P=Fv的应用;对于机械效率的计算,主要找到有用功W有和总功W总,分析清楚哪个力做总功,哪个力做有用功,对于滑轮组而言,同时还要分析清楚绳子自由端移动的距离、速度与物体移动的距离、速度的关系。类型1功和功率的计算1.如下图,重为20 N的物体

2、从斜面的顶端A滑下,假设AC=3 m,AB=5 m,那么物体从A端滑到B端时,重力对物体所做的功为60J,支持力对物体做的功为0J。2.新能源汽车因节能、环保等优点深受广阔家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。该车的总质量为1.6103 kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功9.6106J,功率为16kW( g=10 N/kg )。3.如下图,光滑斜面ABAC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部所用时间相同,所需拉力分别为F1和F2,所做的功的功率分别为P1和P2。那么,( A )A.F1F2,P1=P2B.F1F

3、2,P1F2,P1P2D.F1F2,P1=P24.一辆汽油和电力混合动力轿车,仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90 km/h匀速行驶时,输出功率P=50 kW。当驾驶员看到前方65 m处有超速拍照装置( 限速70 km/h ),在保持输出功率不变的情况下,立即启动充电装置给电池充电,到达轿车减速的目的。轿车行驶3 s后,速度减为v2=70 km/h,在这一段时间内,轿车的平均速度v=72 km/h。求:( 1 )轿车所受阻力的大小;( 2 )通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照?( 3 )如果重力为G的轿车,以速度v爬上长L、高h的坡,爬坡的效率为,求该轿车爬坡时的实际功率( 用符号表示,写

4、出推导过程 )。解:( 1 )轿车的速度v1=90 km/h=25 m/s因轿车匀速行驶受到的阻力和牵引力是一对平衡力,由P=Wt=Fst=Fv可得,轿车受到的阻力f=F=2103 N( 2 )轿车行驶的平均速度v=72 km/h=20 m/s轿车通过的路程s=vt=20 m/s3 s=60 m因60 m乙,P甲P乙B.甲乙,P甲P乙C.甲P乙D.甲乙,P甲P乙类型3机械效率的计算7.如下图,每个滑轮均重12 N,用滑轮组拉着重600 N的物体A沿水平方向匀速移动,在40 s内物体移动了8 m,拉力F做的功为1280 J( 不计绳重及机械内部摩擦 )。那么拉力F的功率为32W,滑轮组的机械效率

5、为92.5%。8.动滑轮也可以看成一个变形的费力杠杆。如下图,用竖直向上的拉力F通过动滑轮提升重物G。( 1 )请在图中标出动滑轮的支点O,并作出拉力F的力臂l1;答案:如下图( 2 )用大小为10 N的拉力F,将重为4 N的物体G匀速竖直向上提升1 m,在此过程中,该动滑轮的机械效率为80%。9.如下图,斜面长5 m,高2 m,某人用沿斜面方向的拉力F,将一个质量为100 kg的货物由斜面底端匀速拉到顶端,运动过程中克服摩擦力做功1000 J( g=10 N/kg ),以下说法正确的选项是( D )A.机械效率为75%B.F=300 NC.摩擦力为50 ND.拉力做的总功为3000 J10.

6、工人用图示装置在10 s内将质量为45 kg的货物匀速提升2 m,此过程中拉力的功率为120 W( g取10 N/kg )。( 1 )求有用功;( 2 )求滑轮组的机械效率;( 3 )假设工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为300 N,额外功占总功的20%,求工人提升的货物所受的重力。解:( 1 )货物的重力G=mg=45 kg10 N/kg=450 N有用功W有=Gh=450 N2 m=900 J( 2 )拉力做的总功W总=Pt=120 W10 s=1200 J滑轮组的机械效率=100%=100%=75%( 3 )由题图可知,n=3此时的机械效率=1-20%=80%又=100%=Gh

7、Fs100%=GhFnh100%=GnF100%所以提升货物的重力G=nF=80%3300 N=720 N11.如下图,有一质量不计且外表光滑的轻质杠杆,左端可绕O点转动,杆上系有一悬挂重物的轻绳,轻绳可在杆上自由滑动。杆的右端用一竖直向上的动力F拉着。当轻绳向右匀速滑动时,杠杆始终在水平位置保持静止。( 1 )设悬挂重物的轻绳从杆的最左端水平向右匀速滑动,试推导说明动力F与滑动时间t成正比;( 2 )如果杆的质量是重物质量的18,当轻绳固定在杠杆的中点时,拉力始终竖直向上,使用杠杆提起重物的机械效率是多少?解:( 1 )杠杆的支点为O,受力如下图设动力臂为l,根据杠杆平衡条件可得,F阻l阻=Fl那么F=l阻由v=st可得,l阻=vt将代入可得,F=vtF阻=G=mg,由题意可知,和v不变,那么动力F大小与滑动时间t成正比( 2 )提升重物的有用功W有=Gh=mgh,用杠杆提升重物的额外功W额=G杆h=18mghW总=W有+W额=mgh+18mgh=98mgh=100%=mgh98mgh100%88.9%