2015屆中考物理(陜西)總復(fù)習(xí)：微專題五+功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算（精編版）

1、微專題五功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算一、利用滑輪組提升物體利用滑輪組提升物體， 分三種情況：g物1. 理想情況：不計(jì)動(dòng)滑輪重力、不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦， 即 w 額 0， f n ， 1， gh fs。2. 半理想情況： 考慮動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪之間的摩擦，即 w 額g 動(dòng) h，（ g物g動(dòng)）g物物動(dòng)fn， （ g g） 。3. 實(shí)際情況：考慮動(dòng)滑輪的重力、繩重和繩與滑輪之間的摩擦(題目沒有說明，表明要g物g物考慮 )， 即 fn ， f n?！纠?2013，荊州 )用如圖所示的滑輪組提升重物，當(dāng)作用在繩子自由端的拉力為100 n時(shí)， 能勻速提起重力為240 n 的物體 ， 不計(jì)

2、繩重和摩擦， 求：(1) 動(dòng)滑輪重力為多少？(2) 若繞繩能承受的最大拉力為200 n， 則該滑輪組的最大機(jī)械效率為多大？(g【解析】 (1) 不計(jì)繩重和摩擦， 知道拉力和物重的大小， 利用 f 13物 g 動(dòng))求動(dòng)滑輪的重力；3(2)已知繞繩能承受的最大拉力，根據(jù) f1(g 物 g 動(dòng))求出能承受的最大物重，再利用w有用ghg總 w fs 3f求滑輪組的最大機(jī)械效率?！敬鸢浮?(1) 因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，1所以 f 3(g 物 g 動(dòng))1即 100 n 3(240 n g 動(dòng))，所以動(dòng)滑輪的重力g 動(dòng) 60 n。(2)因?yàn)槔@繩能承受的最大拉力為200 n ，13所以 f 最大 (g 最大 g

3、 動(dòng))1即 200 n 3(g 最大 60 n)g 最大 540 n ，則滑輪組的最大機(jī)械效率w有用w總g最大3f最大540 n 3× 200 n 90%?！緦?duì)應(yīng)練習(xí)】1. (2014 ，重慶 )工人借助如圖所示的裝置， 在 20 s 時(shí)間內(nèi)將重為700 n 的貨物勻速提升了 4 m，已知他對(duì)繩子的拉力為500 n 。該過程中 ，工人所用裝置的機(jī)械效率為 70% ，工人對(duì)繩子拉力的功率為 200 w 。2. (2013 ，佛山 )如圖所示 ， 物體 a 在大小為 10 n 的拉力 f 作用下 ，以 0.3 m/s 的速度向右勻速運(yùn)動(dòng) (不計(jì)滑輪與細(xì)繩的摩擦及重力 ) ，若物體 a 與

4、桌面間的摩擦力為 1 n ， 下列說法錯(cuò)誤的是 (d)a 拉力 f 做功的功率是3 w b物體 b 的質(zhì)量是2.7 kgc. 物體 b 上升的速度是0.1 m/sd. 物體 a 運(yùn)動(dòng) 1 s， 則物體 b 克服重力做功3 j3. (2013 ，襄陽 )用如圖所示的滑輪組提升貨物， 已知?jiǎng)踊喼?0 n ，貨物重 360 n， 上升速度是0.3 m/s ，拉力 f 的功率是180 w( 不計(jì)繩重 )。求：(1) 滑輪組的機(jī)械效率。(2) 貨物上升3 m 的過程中 ， 克服摩擦力做的功。解： (1)1 s 內(nèi)貨物升高的高度h 0.3 m，w 有 gh 360 n× 0.3 m 108 j

5、， w 總 p 總 t180 j， w有 108 j60%w總180 j(2)貨物上升3 m 的時(shí)間 t h3 m 10 s， w 總 p 總 t 180 w × 10 s 1 800 j ， w 有v0.3 m/sgh 360 n × 3 m 1 080 j， 提升動(dòng)滑輪做的功w 動(dòng) g 動(dòng) h 30 n × 3 m 90 j， 克服摩擦力做的功wfw 總w 有w 動(dòng) 630 j二、利用滑輪組水平拉物體利用滑輪組水平拉物體，此時(shí)克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，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。f理想情況： w 有 fs，f n；ff

6、實(shí)際情況： fn ， f n?！緦?duì)應(yīng)練習(xí)】4(2014 ，德陽 )如圖所示 ，在 20 n 的水平拉力f 作用下 ，重 200 n 的物體沿水平地面 向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48 n ，則滑輪組的機(jī)械效率為 80% ； 若物體的速度為0.2 m/s， 則 1 min 內(nèi)拉力做的功為 720 j。5(2014，泰安 )一輛質(zhì)量是 3.5× 103 kg 的汽車不慎陷入泥濘地面 ， 汽車司機(jī)組織人們用如圖所示的滑輪組將汽車拖出。已知整個(gè)過程中 ， 水平拉力 f 是 1× 103 n， 汽車沿水平方向勻速移動(dòng)了 2 m， 滑輪組的機(jī)械效率為 90%。求：(1

7、) 拉力 f 做的總功。(2) 有用功為多大？(3) 汽車受到的阻力大小。解：(1) 當(dāng)汽車沿水平方向勻速移動(dòng)了2 m 時(shí)，繩子末端移動(dòng)6 m，根據(jù) w 總 fs 1× 103n× 6 m6× 103 jw有用(2) 根據(jù) ， w w總有用 w總 90%× 6×103 j5.4× 103 j(3) w 有用 f 拉 s 車，f 拉2.7× 103 nw有用s車 2.7× 103n ，由于車勻速運(yùn)動(dòng)，所以車受到的阻力f f 拉6 如圖甲所示 ， 重為 16 n 的物體 a 在拉力 f 的作用下 ，5 s內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)了0

8、.5 m。拉力 f 做的功隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。己知?jiǎng)踊喼?.5 n ，物體 a 在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力f 為物重 g 的 0.25 倍。求：甲乙(1) 拉力 f 的功率。(2) 拉力 f 的大小。(3) 克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例。解： (1)由圖象可知 ， 5 s 內(nèi)拉力 f 做功 2.5 j， 拉力做功的功率pw2.5 jt 5 s 0.5 w(2) 由圖象可知 ， s 2h，繩末端移動(dòng)速度v 2v 物 2×s物t 2×0.5 m5 s 0.2 m/s， 做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 由 p fv 得 fp0.5 w 2.5 n v 0.2 m/s(

9、3) 克服繩重及摩擦做的額外功w 額 w 總 w 有 w 動(dòng)，由于物體a 做勻速運(yùn)動(dòng) ，拉力 f f 0.25g 0.25× 16 n 4 n ， 則克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例為w額外 w總w總 w有 w動(dòng)w總 fs繩 fs物 g動(dòng)s物fs繩 2.5 n× 2×0.5 m 4 n× 0.5 m0.5 n ×0.5 m2.5 n× 2× 0.5 m 110三、利用斜面提升物體利用斜面提升物體分兩種情況：1. 理想情況： 不考慮機(jī)械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功fs 等于直接搬上去所做的功 gh， 即 fsgh。2. 非理想情況：考慮機(jī)械自重及摩擦， w 有 gh， w 總 fs， w 額 fs，【對(duì)應(yīng)練習(xí)】w有 gh。w總fs7 (2014， 呼和浩特 )已知斜面傾角為30°， 斜面高為2 m。小兵同學(xué)用繩子沿斜面將重為 400 n 的木箱由斜面底端勻速拉到頂端。拉力大小為300 n ， 繩重不計(jì)。求：(1)小兵對(duì)木箱做的有用功。(2)斜面的機(jī)械效率。(3)斜面對(duì)物體施加的摩擦力。