人教版八年級(jí)下學(xué)期物理 專題訓(xùn)練（八） 機(jī)械效率的計(jì)算

1、人教版八下物理 專題訓(xùn)練（八） 機(jī)械效率的計(jì)算如圖所示，建筑工人用滑輪組將重為 480N 的物體勻速提升 5m，所用的拉力為 300N，不計(jì)繩重及滑輪摩擦，求這個(gè)過(guò)程中：(1) 工人做的有用功。(2) 滑輪組的機(jī)械效率。在物理拓展課上，李博同學(xué)模擬某建筑工地上塔吊的工作情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組來(lái)提升裝修材料，若他用 250N 的拉力在 20s 內(nèi)將 450N 的材料提升了 10m，求：（不計(jì)繩重和滑輪摩擦，g 取 10N/kg）(1) 拉力的功率。(2) 提升 450N 材料時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率。(3) 若繩子能承受的最大拉力為 400N，此滑輪組的機(jī)械效率最大可提高到多少。在如圖甲所示

2、的滑輪組中，每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩重和摩擦。每次均緩慢勻速豎直向上拉繩子將重物勻速提升到相同的高度。如果物重從 200N 開(kāi)始逐漸增加，直到繩子被拉斷，圖乙記錄了在此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力的增加而變化的圖象。問(wèn)：(1) 每個(gè)動(dòng)滑輪的重力是多少？(2) 繩子能承受的最大拉力是多少？(3) 當(dāng)物體重 800N 時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多少？小華用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)貨箱，已知貨箱的質(zhì)量為 60kg，在 F=50N 的拉力作用下，貨箱以 0.1m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)貨箱的滑動(dòng)摩擦力 f 為貨箱重的 0.2。求：（g 取 10N/kg）(1) 貨箱的重力。(2) 拉力 F 的功率。

3、(3) 貨箱運(yùn)動(dòng) 1min，克服摩擦力所做的有用功。(4) 此滑輪組的機(jī)械效率。一輛質(zhì)量為 1.5103kg 的汽車(chē)陷入一泥濘路段，司機(jī)師傅利用滑輪組和周?chē)鷹l件，組裝了如圖所示的拖車(chē)裝置。已知汽車(chē)通過(guò)泥濘路段需移動(dòng) 8m 距離，汽車(chē)在泥濘路段受到的阻力為車(chē)重的 0.1，滑輪組的機(jī)械效率為 80%，g 取 10N/kg。在將車(chē)勻速拖離泥濘路段過(guò)程中，求：(1) 做的有用功(2) 作用在繩子自由端的拉力。類型二 斜面機(jī)械效率的計(jì)算如圖所示，斜面長(zhǎng) s=10m，高 h=4m。用沿斜面方向的拉力 F，將一個(gè)重為 150N 的物體由斜面底端勻速拉到頂端，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力做了 200J 的功。則：

4、(1) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服物體的重力做功多少焦？(2) 此時(shí)斜面的機(jī)械效率 多大？(3) 拉力 F 是多大？(4) 物體與斜面之間的摩擦力是多大？工人用杠桿將重為 180N 的物體勻速提升 0.5m，做了 100J 的功。求：(1) 提升物體做的有用功。(2) 杠桿的機(jī)械效率。如圖所示，在水平路面上行駛的汽車(chē)通過(guò)滑輪組拉著重 G=9104N 的貨物 A 沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)。貨物 A 的速度為 v=2m/s，經(jīng)過(guò) t=10s，貨物 A 豎直上升 h=10m。已知汽車(chē)對(duì)繩的拉力 F 的功率 P=120kW，不計(jì)繩重、滑輪重和滑輪摩擦，求：(1) t 時(shí)間內(nèi)汽車(chē)對(duì)繩的拉力所做的功。(2) 汽車(chē)對(duì)繩的拉力

5、大小。(3) 斜面的機(jī)械效率。答案1. 【答案】(1) 2400J (2) 80% 【解析】(1) 工人做的有用功：W有=Gh=480N5m=2400J。(2) 由圖可知，承重繩子的段數(shù) n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離：s=nh=25m=10m，拉力所做的總功：W總=Fs=300N10m=3000J，滑輪組的機(jī)械效率：=W有W總100%=2400J3000J100%=80%。2. 【答案】(1) 375W (2) 60% (3) 75% 【解析】(1) 由圖知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s=nh=310m=30m，拉力做的總功：W總=Fs=250N30m=7500J，則拉力的功率：P=W總

6、t=7500J20s=375W。(2) 提升 450N 材料時(shí)所做有用功：W有=Gh=450N10m=4500J，滑輪組的機(jī)械效率：=W有W總100%=4500J7500J100%=60%。(3) 由 F=1n(G+G動(dòng)) 可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=nFG=3250N450N=300N；提升的最大物重：G=nFG動(dòng)=3400N300N=900N；此滑輪組的最大機(jī)械效率：=W有W總=GhFs=G3F=900N3400N=0.75=75%。3. 【答案】(1) 100N (2) 500N (3) 80% 【解析】(1) 由圖乙可知：當(dāng)物體重 200N 時(shí)，機(jī)械效率為 50%。不計(jì)繩重和摩擦，由公式

7、 =W有W總=GhGh+G動(dòng)h=GG+G動(dòng) 變形得：G動(dòng)=GG=200N50%200N=200N，由圖甲可知，有兩個(gè)動(dòng)滑輪，所以每個(gè)動(dòng)滑輪重 100N。(2) 當(dāng)繩子要被拉斷時(shí)拉力最大，由圖乙可知，在物重為 1800N 時(shí)繩子恰被拉斷，則 F=G+G動(dòng)n=1800N+200N4=500N。(3) 當(dāng)物體重 800N 時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率： =W有W總=GG+G動(dòng)=800N800N+200N=0.8=80%。4. 【答案】(1) 600N (2) 15W (3) 720J (4) 80% 【解析】(1) 貨箱所受重力：G=mg=60kg10N/kg=600N。(2) 由圖知，n=3，則繩子自由端

8、移動(dòng)的速度： v繩=3v=30.1m/s=0.3m/s，拉力的功率：P=Fv繩=50N0.3m/s=15W。(3) f=0.2G=0.2600N=120N，由 v=st 得，貨箱移動(dòng)的距離： s=vt=0.1m/s60s=6m，克服摩擦力所做有用功： W有=fs=120N6m=720J。(4) 1min 內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離： s繩=3s=36m=18m， W總=Fs繩=50N18m=900J，則滑輪組的機(jī)械效率： =W有W總100%=720J900J100%=80%。5. 【答案】(1) 1.2104J (2) 625N 【解析】(1) 汽車(chē)在泥濘路段受到的阻力：f=0.1mg=0.11.

9、5103kg10N/kg=1.5103N；將車(chē)勻速拖離，由二力平衡條件可得，滑輪組對(duì)車(chē)的拉力：F拉=f=1.5103N；所做有用功：W有=F拉s車(chē)=1.5103N8m=1.2104J。(2) 由圖可知 n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩=3s車(chē)=38m=24m，由 =W有W總 可得總功： W總=W有=1.2104J80%=1.5104J；則作用在繩子自由端的拉力： F=W總s繩=1.5104J24m=625N。6. 【答案】(1) 600J (2) 75% (3) 80N (4) 20N 【解析】(1) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服物體的重力做的功： W有=Gh=150N4m=600J。(2) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

10、做的總功： W總=W有+W額=600J+200J=800J，斜面的機(jī)械效率： =W有W總100%=600J800J100%=75%。(3) 由 W=Fs 可得，拉力大?。?F=W總s=800J10m=80N。(4) 物體與斜面之間的摩擦力： f=W額s=200J10m=20N。7. 【答案】(1) 90J (2) 90% 【解析】(1) 提升物體做的有用功： W有=Gh=180N0.5m=90J。(2) 杠桿的機(jī)械效率： =W有W總100%=90J100J100%=90%。8. 【答案】(1) 1.2106J (2) 2104N (3) 75% 【解析】(1) 由 P=Wt 可得，t 時(shí)間內(nèi)汽車(chē)對(duì)繩的拉力所做的功：W=Pt=1.2105W10s=1.2106J。(2) 10s 內(nèi)貨物移動(dòng)的距離：s物=vt=2m/s10s=20m，由圖知，n=3，