2023人教版八2023級(jí)物理下冊(cè)1專訓(xùn)2機(jī)械效率的計(jì)算-完整版課件

1.使用機(jī)械使物體升高，有用功W有＝Gh；

使用機(jī)械使物體水平移動(dòng)，有用功W有＝fs物。2.使用機(jī)械，總功是利用機(jī)械所做的功，

W總＝Fs或W總＝Pt。1訓(xùn)練角度滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算【中考·遵義】搬運(yùn)工人用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重120N的物體勻速提升3m，所用的拉力為50N，不計(jì)繩重及摩擦。求：(1)滑輪組的機(jī)械效率；(2)動(dòng)滑輪的重；(3)若用該滑輪組同時(shí)拉4個(gè)這樣的物體，

拉力為多大？例1(1)由圖可知，n＝3，

滑輪組的機(jī)械效率(2)動(dòng)滑輪的重G動(dòng)＝nF－G物＝3×50N－120N＝30N。(3)物體總重G總＝120N×4＝480N，

拉力F＝(G總＋G動(dòng))/n＝(480N＋30N)/3＝170N?！窘狻?.【中考·淮安】如圖所示，工人用500N的拉力F，將重為900N的木箱勻速提升3m，所用時(shí)間為20s，求：(1)拉力F做的有用功；(2)拉力F做功的功率；(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率?！就愖兪健俊窘狻?1)拉力F做的有用功為：W有＝Gh＝900N×3m＝2700J；(2)拉力F做的總功為：W總＝Fs＝Fnh＝500N×2×3m＝3000J；功率為：P＝

＝150W；(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為：η＝

＝90%。2.【中考·南寧】如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動(dòng)的距離為1m。當(dāng)物體質(zhì)量為2kg時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦。(g取10N/kg)求：(1)物體質(zhì)量為2kg時(shí)，在水平面上受

到的滑動(dòng)摩擦力；(2)動(dòng)滑輪的重力；(3)物體質(zhì)量為10kg，以0.1m/s的速度

勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的功率?！窘狻?1)物重G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，滑動(dòng)摩擦力f滑＝0.1G

＝0.1×20N＝2N。(2)由題意η＝W1/W＝

f滑/(G動(dòng)＋f滑)，即50%＝2N/(G動(dòng)＋2N)，解得G動(dòng)＝2N。(3)當(dāng)m1＝10kg時(shí)，拉力F＝(G動(dòng)＋f滑1)/3＝(2N＋0.1×10kg×10N/kg)/3＝4N，功率P＝F×3v＝4N×3×0.1m/s＝1.2W。2訓(xùn)練角度其他機(jī)械機(jī)械效率的計(jì)算【中考·威?！咳鐖D所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長(zhǎng)為3m，高為0.9m，實(shí)際推力為300N，求：(1)物體與斜面之間的摩擦力多大？(2)該斜面的機(jī)械效率。例2【解】(1)由題條件可知，斜面長(zhǎng)s＝3m，斜面高h(yuǎn)＝0.9m，物體重G＝600N，推力F＝300N，有用功：W有＝Gh＝600N×0.9m＝540J，推力做的總功：W總＝Fs＝300N×3m＝900J，額外功：W額外＝W總－W有＝900J－540J＝360J，由W額外＝fs得摩擦力：f＝

＝120N；(2)斜面的機(jī)械效率：η＝

＝60%?！就愖兪健?.如圖所示的電動(dòng)升降臺(tái)的機(jī)械效率是50%，升降臺(tái)用60s把300kg的重物勻速提升10m，g取10N/kg。求這個(gè)過(guò)程中：(1)升降臺(tái)對(duì)重物做的功。(2)升降臺(tái)對(duì)重物做功的功率。(3)升降臺(tái)電動(dòng)機(jī)做的總功。【解】(1)升降臺(tái)對(duì)重物做的功W有＝Gh＝300kg×10N/kg×10m＝30000J。(2)升降臺(tái)對(duì)重物做功的功率P＝

＝500W。(3)升降臺(tái)電動(dòng)機(jī)做的總功W總＝

＝60000J。3訓(xùn)練角度組合機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算【中考·濰坊】建筑工人要向樓上運(yùn)送重物，為了省力，他在一個(gè)斜面上安裝了一個(gè)滑輪組，做成如圖所示的裝置，斜面的傾角為30°且固定在水平面上。運(yùn)送重物時(shí)，工人用400N的力拉繩子，重為500N的重物在20s內(nèi)沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)6m，求此過(guò)程中：(1)重物的速度大小；(2)工人提升重物做的有用功；(3)該裝置的機(jī)械效率。例3【解】(1)重物的速度大小(2)重物上升的高度

所做的有用功W有＝Gh＝500N×3m＝1500J。(3)繩子自由端移動(dòng)的距離s繩＝2s＝2×6m＝12m，

工人做的總功W總＝Fs繩＝400N×12m＝4800J。

該裝置的機(jī)械效率4訓(xùn)練角度組合機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算【中考·濱州】把一棱長(zhǎng)為10cm，質(zhì)量為8kg的正方體實(shí)心金屬塊，放入水平放置裝水的平底圓柱形容器中。如圖甲所示，金屬塊下沉后靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接觸)，水的密度是1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：例4(1)金屬塊的密度；(2)金屬塊受到的浮力；(3)金屬塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；(4)若用圖乙所示的滑輪組，把金屬塊在水中勻速提升300cm(金屬塊未露出水面，忽略水對(duì)物體的阻力)，此過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率為70%，那么繩子自由端的拉力F大小是多少？【解】(1)金屬塊的體積：V

金＝(10cm)3＝1000cm3＝1×10－3m3，則金屬塊的密度ρ金＝

＝8×103kg/m3；(2)由于金屬塊下沉后靜止在容器底部，則V排＝V金＝1×10－3m3，所以F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×1×10－3m3×10N/kg＝10N；(3)金屬塊的重力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N，金屬塊對(duì)容器底的壓力：F＝G－F?。?0N－10N＝70N，受力面積：S＝(10cm)2＝100cm2＝0.01m2，金屬塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p＝

＝7×103Pa；(4)若用圖乙所示的滑輪組把金屬塊在水中勻速提升，

由圖可知繩子承重的股數(shù)n＝2，根據(jù)機(jī)械效率η＝

可得：繩子自由端的拉力：F＝

＝50N。5訓(xùn)練角度機(jī)械效率定義的拓展【中考·黃岡】電動(dòng)蛙式打夯機(jī)是利用沖擊和沖擊振動(dòng)來(lái)夯實(shí)、平整場(chǎng)地的機(jī)械，由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、偏心塊、夯架、夯錘等組成(如圖所示)。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在旋轉(zhuǎn)著的偏心塊離心力作用下，夯架繞后軸上下擺動(dòng)，當(dāng)夯架向下擺動(dòng)時(shí)夯錘就夯擊土層，向上擺動(dòng)時(shí)使打夯機(jī)前移，故每夯擊一次，機(jī)身即向前移動(dòng)一次。下表是某型號(hào)電動(dòng)蛙式打夯機(jī)的部分參數(shù)(設(shè)夯錘夯擊土層的能量全部用于夯實(shí)土層)。例5電動(dòng)機(jī)功率3kW夯錘夯擊土層的能量400J/次夯錘著地面積600cm2前進(jìn)速度8～13m/min夯擊次數(shù)120次/min(1)若打夯機(jī)以10m/min的平均速度沿直線前進(jìn)，則10min前進(jìn)了多少米？(2)為了估算某次夯錘夯擊土層時(shí)的沖擊力，小明將重為4N、底面積為1cm2的圓柱體豎直平放在被夯擊土層上，土層被壓下的深度與夯錘夯擊的深度相同，則此次夯擊時(shí)的平均沖擊力為多少牛？(3)施工時(shí)，若打夯機(jī)前移消耗的能量為200J/次，則打夯機(jī)的機(jī)械效率是多少？(電動(dòng)機(jī)消耗的為總能量，用W＝Pt求電動(dòng)機(jī)消耗的能量)【解】(1)s＝vt＝10m/min×10min＝100m。(2)p＝

＝4×104Pa，由題意知，夯錘夯擊時(shí)對(duì)土層的壓強(qiáng)等于圓柱體對(duì)土層的壓強(qiáng)，故夯擊時(shí)的平均沖擊力為：F′＝pS′＝4×104Pa×600×10－4m2＝2.4×103N。(3)打夯機(jī)工作1min時(shí)，W有＝(400＋200)J/次×120次＝7.2×104J，W總＝W電＝Pt＝3000W×60s＝1.8×105J，則打夯機(jī)的機(jī)械效率：η＝

＝40%?！就愖兪健?.【中考·德州】如圖①是一艘完全依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的船，該船長(zhǎng)30m，寬15m，排水量60t，船的表面安裝有太陽(yáng)能電池板，接收太陽(yáng)能的功率為1.6×105W，若接收的太陽(yáng)能只用來(lái)驅(qū)動(dòng)船前進(jìn)。在一次航行中，從某一時(shí)刻開(kāi)始，太陽(yáng)能船受到水平方向的牽引力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，船的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。(g取10N/kg)求：(1)滿載時(shí)太陽(yáng)能船受到的浮力；(2)第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功；(3)第50s到第100s的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，太陽(yáng)能船的機(jī)械效率。【解】(1)滿載時(shí)太陽(yáng)能船受到的浮力：F?。紾排＝m排g＝60×103kg×10N/kg＝6×105N；(2)第50s到第100s內(nèi)，由圖甲可知牽引力F＝8×104N，