北京中考物理功和機(jī)械效率專題復(fù)習(xí)【教師版】

1、v1.0可編輯可修改北京中考物理功和機(jī)械效率專題復(fù)習(xí).解答題(共15小題)1.用如圖所示的滑輪組將 480N的物體以s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N (不計(jì)摩擦和繩重).求:(1)滑輪組的機(jī)械效率.(2)拉力的功率.(3)若用該滑輪組將重600N的物體勻速提升 2m時(shí)，拉力所做的功為多少n=3解答：解：(1)由圖知，使用該滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù),滑輪組的機(jī)械效率:W有X 100%也 X 100%的總 FGhX100%= ° X100%FX34 x 100%=80%200NX 34(2)繩子自由端移動(dòng)的速度:v' =3v=sX3 =s,拉力的功率:(3)二.不計(jì)摩

2、擦和繩重， .F=工(G+Gt),3.G 動(dòng)=3F-G=3X 200N- 480N=120N)當(dāng)提起G =600N的物體時(shí)拉力：F' =- (G +G 動(dòng))，3=上(600N+120N =240N,這時(shí)拉力做的功：W =F' s' =F' X3h' =240NX 3X2m=1440J答：(1)滑輪組的機(jī)械效率為 80%(2)拉力的功率 180叫(3)拉力所做的功為1440J.20s的時(shí)間把重為120N的土從井中2.在農(nóng)村常有家庭挖井取水.小明同學(xué)用如圖(甲)所示的滑輪組提土，他用勻速提升5ml拉力彳的功 W隨時(shí)間t的變化圖象如圖(乙)所示.求：(1)有用

3、功；(2)滑輪組的機(jī)械效率;(3)拉力的大?。?4)拉力的功率.考點(diǎn)：功的計(jì)算；有用功和額外功；滑輪(組)的機(jī)械效率；功率的計(jì)算.專題：計(jì)算題；壓軸題.分析：(1)已知土的重力和上升的高度，根據(jù)W=Ght出克服土的重力做的功，即為有用功；(2)由乙圖直接讀出 20s內(nèi)拉力做的功即為總功，根據(jù)刀=弓亙求出滑輪組的機(jī)械效率；(3)由圖可知繩子的有效股數(shù)為2,根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù) W=Fs求出拉力的大小;(4)根據(jù)P*求出拉力的功率.解答：解：(1)有用功:W=Gh=120隙 5m=600J(2)由乙圖可得：W甘=800J,滑輪組的機(jī)械效率：r=_H=75%W 總 800J(3)繩端

4、移動(dòng)的距離：s=nh=2X 5m=10m拉力的大?。篎-=L=80N;E 10lD(4)拉力的功率：P="=40wt 20s答：(1)有用功為600J;(2)滑輪組的機(jī)械效率為75%(3)拉力的大小為 80N;(4)拉力的功率為 40W3.如圖1所示，重為8N的物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)了.拉力 F做的功隨時(shí)間變化的圖象如圖 2所示.己知?jiǎng)踊喼兀矬w 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的倍.求：(1)拉力F的功率.(2)拉力F大小.(3)克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例.解：(1)由圖象知，拉力做的功 W的，所用的時(shí)間是 5s所以拉力的功率為 P組&am

5、p;&!=；,t(2)繩子拉下的長(zhǎng)度為 S=2h=2X =1m作用在繩子上的拉力為 f=W=2* 5J = ；S Im(3)拉動(dòng)物體做的有用功為Wt用=fS1=X8NX =2J拉力做的總功為 W總,=FS2=X 1m=額外功為 W#=W總一Wf用=-2J=對(duì)動(dòng)滑輪做的功為 W力=Gh=X =克服繩重及摩擦所做的額外功為W =Ws - W動(dòng)=-=-1克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例為©一四生1=10%阿£ 5J4.人們利用如圖所示的滑輪組將浸沒在河底的實(shí)心物體A打撈上來，物體A的密度為X 10 3Kg/m3,體積為100dm3.在5000N的拉力F作用下，物體

6、A在2s內(nèi)勻速豎直上升 2m (物體未露出水面)，不計(jì)水的阻力，g=10N/Kg.求：(1)物體A受到的浮力.(2)拉力F做功的功率.(3)滑輪組的機(jī)械效率.v1.0可編輯可修改分析:(1)知道物體 A的體積(浸沒水中排開水的體積)利用阿基米德原理求物體A受到的浮力;(2)由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,則拉力F移動(dòng)的距離S=2h,利用 W=FSjt拉力F所做的總功，又知道做功時(shí)間，利用 P三求拉力F做功的功率;t(3)知道物體A的體積和密度，利用 G=mg= Vg求物體A的重力，知道拉力大小，禾U用閃有用(G-F遵)hY=解答:解:(1)物體A受到的浮力F浮為:F浮=p水gV排=x 103

7、kg/m3x 10N/kgx 100X 10=1000N;(2)拉力F移動(dòng)的距離S為:S=2h=2X 2m=4m拉力F所做的總功W總為:W甘=FS=5000NK 4m=20000J則拉力F做功的功率P為:P=2b=10000W=10kW/(3)物體A的重力G為:G=mg=物 gV 物=x 103Kg/m3x 10N/Kgx 100X 10=9000N,滑輪組的機(jī)械效率:Y=X100%（G - F浮）hx 100%FSG-F浮2HX100%9000N-1000H2X5000NX100%!更=老求滑輪組的機(jī)械效率.5.如圖所示，現(xiàn)將一重 G=8100N的實(shí)心鋁塊在水中勻速上提 h=2m (未露出水

8、面)，已知每個(gè)滑輪重 G=900N,不計(jì)繩重和各種摩擦，不計(jì)水的阻力.已知鋁的密度p鋁=xi03kg/m3,水的密度p水=xi03kg/m3, g取10N/kg.求：(1)滑輪組的機(jī)械效率多大(2)若繩端拉力的功率為P=540W則鋁塊上升的速度為多大解答：解：(1) :鋁塊重G=p鋁vg,鋁塊的體積：v_ Gi =幻 0-.v=一iPtasrx io3kg/m3xiou/kg在水中鋁塊受到的浮力：F 浮=p 水 vg= X 10 3kg/m3 x x 10N/kg=3000N,滑輪組對(duì)鋁塊的拉力：F=G F浮=8100N- 3000N=5100N使用滑輪組做的有用功：W用=Fh=5100NX

9、2m=10200J不計(jì)繩重和各種摩擦，使用滑輪組做的額外功：W總=叫用 +%=Fh+G輪 h=10200J+1800J=12000J ,滑輪組的機(jī)械效率：X 100%=。2 叫 X 100%=85%閃有用W額=6輪 h=900NX 2m=1800JW總 12OOOJ心(2)由題知 P 總=_=540VV做功時(shí)間：tJ丁 二一，P 總 540W鋁塊上升的速度:v=tTi-goaoj54州14答：(1)滑輪組的機(jī)械效率 85%(2)鋁塊上升的速度為s.6.建筑工地上，某施工人員利用如圖6所示的滑輪組勻速提升重物.若不計(jì)摩擦和繩重.求:(1)利用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1200N的物體時(shí)，所用的拉力是

10、500N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80%拉力做功的功率是750W/求重物在1min內(nèi)勻速上升的高度(2)當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1800N的物體時(shí)，拉力是多少解答： 解：(1)由題意知，拉力在 1min做的功為： W總=Pt=750VW<60s=45000J根據(jù)W甘=Fs得s=-一 =90mF BOON由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔(dān)物重，所以 s=3h1 ll貝U hs=x 90m=30m3 3答：重物在1min內(nèi)上升的高度是30m.(2)因?yàn)榛喗M由3段繩子承擔(dān)物重，所以F=(G物+G動(dòng))3G 動(dòng)=3X500N- 1200N=300N貝U F' =_ (G物'+G動(dòng))工

11、X ( 1800N+300N =700N33答：當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1800N的物體時(shí)，拉力是 700N.7.為打造環(huán)三中心城市，寧德市政府投入巨資，對(duì)市區(qū)南北主干道進(jìn)行改造，施工中，一工人利用如圖所示的滑輪組，要15s內(nèi)將480N的重物勻速拉到 3m高處，所用的拉力是 300N.求：(1)有用功是多少(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少(3)拉力的功率是多少解答： 解：(1)有用功 Wr用=6卜=480隙3 m=1440J;布答：有用功是1440J;tAv(2)拉力移動(dòng)的距離 S=2h=2X 3m=6m& 吊拉力做的總功 W總=FS=300NK 6m=1800J滑輪組的機(jī)械效率是 Y

12、=用X 100%卷胃 X 100%=80%答：滑輪組的機(jī)械效率是80%(3)拉力的功率是 P=120Wt 15s答：拉力的功率是 120Wm=360kg,8 .如圖所示，某建筑工地用電動(dòng)機(jī)和滑輪組把建筑材料從地面提升到工作平臺(tái)上.已知建筑材料的質(zhì)量用t=20s的時(shí)間把建筑材料勻逮提升了h=4mi滑輪組的機(jī)械效率為90% g取10N/Kg.求這段時(shí)間內(nèi)(1)建筑材料上升的速度V；(2)電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F；(3)電動(dòng)機(jī)拉繩子的功率P.(2)本題是利用滑輪組提升重物，一個(gè)動(dòng)滑輪,分析：(1)已知建筑材料運(yùn)動(dòng)的距離(上升的高度)和所用的時(shí)間，利用速度計(jì)算公式V至計(jì)算得出;一個(gè)定滑輪，從圖上可以看出動(dòng)

13、滑輪上有兩段繩子，故拉力移動(dòng)的距離等于 2倍物體上升的高度，即 s=2h;此時(shí)，WxGh, Wfe=Fs,再利用機(jī)械效率Y=w有用代入后分析計(jì)算得出拉力F；P里計(jì)算t(3)利用求出的拉力 F和s、h之間的關(guān)系可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)拉繩子做的功，又已知時(shí)間，禾1J用得出.解答:解：m=360kg, t=20s , h=4nr|(1)上升的速度 v= n=卜=罩=s ；t t 2Cs(2)建筑材料的重力 G=mg=360kgi0N/kg=3600N電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F000N;(3)電動(dòng)機(jī)拉繩子做的功： W=Fs=2Fh=2 2000NX 4m=16000J電動(dòng)機(jī)拉繩子的功率 p£=800W1

14、20s9 .在小型建筑工地，常用簡(jiǎn)易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組.某次將總重為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時(shí)40s,卷?yè)P(yáng)機(jī)提供的拉力 F為2500N.求在此過程中:(1)有用功；(2)拉力F的功和功率;(3)滑輪組的機(jī)械效率.解答：解：(1)拉力F所做的有用功：W=Gh=4000NC 10m=4< 10 4J.(2)拉力F移動(dòng)的距離：s=2h=2X 10m=20m拉力F所做的總功：W甘=Fs=2500N< 20m=5< 10 4J.拉力F做功的功率：P= - = ", =1250Wt 40s(3)滑輪組的機(jī)械效率：閃

15、有Y=-X 100% 印總d x 1 門口 T=-x 100%=80%5X 104J答：(1)力F所做的有用功是 4X104J；(2)拉力F做的功和功率分別是 5X104J、1250叫(3)滑輪組的機(jī)械效率是80%10 .重為160N、底面積為的物體落入干涸的深井底部.已知物體的密度為X 10 3 kg/m3, g=10N/kg ,不計(jì)繩重和摩擦.(1)求物體對(duì)井底的壓強(qiáng)；(2)使用圖所示滑輪組，當(dāng)施拉力F=100N時(shí)物體恰能勻速上升，求此滑輪組的機(jī)械效率；(3)若在井內(nèi)注入水，仍用此滑輪組使物體以1m/s的速度在水中勻速上升，求拉力的功率.(不計(jì)水對(duì)物體的阻力)分析：(1)物體對(duì)井底的壓力等

16、于物體重，知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求物體對(duì)井底的壓強(qiáng);(2)由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,則拉力端移動(dòng)的距離 s=2h,知道拉力和物重大小，禾1J用刀"有=6 h=G h= G求滑輪組的機(jī)械效率;W總 Fs F2h 2F(3)由題知，不計(jì)繩重和摩擦，則F=1 (G+GO,據(jù)此求出動(dòng)滑輪重；|2|知道物體重和物體的密度，利用G=mg= Vg求物體的體積，再利用阿基米德原理求出物體受到水的浮力，不計(jì)繩重、摩擦、水的阻力，則 F' =1 (G物+G動(dòng)-F浮)，據(jù)此求出拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的速度,2利用P=Fv求拉力做功功率.解答：解：(1)物體對(duì)井底的壓力:F=G=1

17、60NJ物體對(duì)井底的壓強(qiáng)：p=i= 11' =4X 103Pa；0. 04 ro2(2)由圖可知，n=2,則拉力端移動(dòng)的距離 s=2h, n一一 一80%科總 Fs F2h m 2X WON(3) 不計(jì)繩重和摩擦,100N= (160N+)解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=40N-G=mg= Vg,160M，物體的體積:V=P 物? 1. 6X 103kg/m3X lONAg，在水中受到的浮力:F 浮=p 水 gV排=0水 gV物=X10 kg/m x 10N/kg x =100N此時(shí)拉力：F' =1 (G 物+G 動(dòng)F 浮)J(160N+40NF 100N) =50N,22拉力端移動(dòng)的速度

18、：v=2v 物=2X 1m/s=2m/s)，拉力做功功率：P=F v=50NX 2m/s=100W答：(1)求物體對(duì)井底的壓強(qiáng)為4X103Pa；(2)此滑輪組的機(jī)械效率為80%(3)拉力的功率為 100W11.用如圖所示的滑輪組在20s內(nèi)將重600N的物體從地面豎直提高 4m,所用的拉力是 250N,在這個(gè)過程中，求:(1)有用功是多少(2)拉力的功率是多少(3)滑輪組的機(jī)械效率是多少解答：解：(1)拉力F所做的有用功：W=Gh=600隙 4m=2400J;(2)拉力F移動(dòng)的距離：s=4h=4X 4m=16m拉力F所做的總功：W甘=Fs=250NX 16m=4000J拉力F做功的功率：P=&q

19、uot;=200W t 20 s(3)滑輪組的機(jī)械效率：Y =X 100%N4O°:x 100%=60%W 總 4000Jv1.0可編輯可修改答：(1)力F所做的有用功是2400J;(2)拉力F做功的功率是 200W(3)滑輪組的機(jī)械效率是 60%12.工人師傅利用圖裝置在5s內(nèi)將一個(gè)重為4500N的物體A沿水平方向勻速向左拉動(dòng) 2ml已知作用在繩自由端的拉力F為400N,物體的底面積為，若物體滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小是物重的倍.求：(1)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)；(2)拉力F做的功和功率；(3)滑輪組的機(jī)械效率.解答： 解：(1)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng):p=l= L/=3000Pa;(2)拉力

20、F做的功：W甘,=Fs=400N>< 3X 2m=2400J拉力F做功的功率：P 總 0m=480wt 5s(3)克服摩擦力做的有用功:W =fs=GX X s=4500NX X 2m=1800J滑輪組的機(jī)械效率：答：(1)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)為 3000Pa；(2)拉力F做的功為2400J,功率為480皿 (3)滑輪組的機(jī)械效率為 75%點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵知道克服摩擦力所做的功為有用功.13.如圖所示，用滑輪組勻速提起重1000N的物體，10s內(nèi)繩子的自由端拉下 16m,此過程所做白額外功是 800J,若繩重和摩擦不計(jì)，求：(2)滑輪組的機(jī)械效率

21、;(3)動(dòng)滑輪的總重.解答： 已知：物重 G=1000N時(shí)間t=10s ,拉力移動(dòng)距離 s=16m, n=4,額外功 W額=800J求：(1)拉力F的功率P=; (2)滑輪組的機(jī)械效率 刀=;(3)動(dòng)滑輪的總重 6動(dòng)=解：(1)由圖可知，繞過動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)為4根，因?yàn)槔K子移動(dòng)的距離與物體上升的高度之間的關(guān)系是：s=4h,則物體上升的高度：h=.±=L=4m,4 4克服物體重力做的功：W有1=Gh=1000NT 4m=4000J拉力做的功： W甘=叫用+Wfc=4000J+800J=4800J ,所以拉力的功率：P=' - =4-=480Wt 10s(2)滑輪組的機(jī)械效率：Y="有用X100%=1叫 ><100險(xiǎn)%火 S 4800J(3)'-W 額=6動(dòng) h,動(dòng)滑輪的總重為：G動(dòng)金匹=200N.h 4iti答：(1)繩自由端拉力的功率是480W(2)滑輪組的機(jī)械效率是 (3)動(dòng)滑輪的總重是 200N.14 .如圖所示，是一個(gè)從隧道中運(yùn)礦石的裝置圖，用滑輪組拉著重800N的貨車A在50s內(nèi)沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng) 10m,貨車受到的摩擦力是車