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专题12 功 功率 机械效率
1.(2020安徽)如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m,高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%,力F所做的功为________J。
【答案】1500
【解析】
【详解】工人所做的有用功为
W有=Gh=600N×1.5m=900J
由
得
2.(2020安徽)在车站广场上,常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上,如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力,F推=20N,A、B一起做匀速直线运动。
(1)将旅行包B看成一个有质量的点,如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图;
(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,求力F推做功的功率。
【答案】(1)
(2)16W
【解析】
【详解】(1) A、B一起做匀速直线运动,即旅行包B静止在拉杆箱A上,只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用,如图所示
(2)推力做的功
W=Fs=160J
推力做功的功率
答:(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,推力做功的功率为16J。
3.(2019安徽).用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端.已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为_________________
【答案】70%
【解析】
【详解】使用斜面时做的有用功:
=4.9N×1m=4.9J,拉力所做的功:
=3.5N×2m=7J,斜面的机械效率:
.
.4.(2019安徽)如图所示,水平地面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力下作用下,向左做匀速直线运动,在5s的时间内通过的距离为2m.求物体运动过程中
(1)所受摩擦力的大小;
(2)拉力F做功的功率.
【答案】(1)10N (2)4W
【解析】
【详解】(1)用10N的水平拉力,拉着物体向左做匀速直线运动,物体处于平衡状态,则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,故f=F=10N;
(2)拉力F做的功:
=10N×2m=20J,拉力F做功的功率:
.
5.(2018安徽)如图所示,当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时,可使重680N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为_______________.
【答案】85%
【解析】分析:已知拉力、物重,利用可计算滑轮组机械效率。
解答:由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数:n=2,由得,滑轮组的机械效率:
故答案为:85%。
【点睛】本题考查机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活应用,相对比较简单。
4.(2017安徽)如图所示,当水平拉力F=50N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.6m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中
A.拉力F做功为30J
B.物体重力做功为120J
C.拉力F做功的功率为12W
D.该装置的机械效率约为60%
【答案】C
【解析】
考点:功的计算 机械效率 功率的计算学科@网
5.(2016安徽)某家用轿车,重为1.5×104N,当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h,消耗汽油 3kg,期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg,在此过程中,求:
(1)车通过的路程;
(2)牵引力做功的功率;
(3)汽车发动机的效率。
【答案】(1)36km(2)2.4×104W(3)31.3%
【解析】
试题分析:(1)由速度公式v=s/t可得s=vt=72km/h×0.5h=36km;(2)由于车受到的阻力为车重的0.08倍,可得阻力f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N,又因为车匀速行驶,得牵引力大小等于阻力大小,即F=f=1.2×103N,做功功率P=W/t=FS/t=Fv=1.2×103N×20m/s=2.4×104W;(3)车牵引力做功W有=Pt=2.4×104W×0.5×3600s=4.32×107J;车消耗汽油能量W=Q=qm=4.6×107J/kg×3kg=1.38×108J;得汽车发动机的效率η=
考点:速度、功率、效率
6.(2020·宁夏金凤·初三一模)工人用如图所示的动滑轮,将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m,人对绳自由端的拉力F为600N,不计绳重和摩擦.以下结论正确的是( )
A.动滑轮的有用功为600J
B.动滑轮的重力为400N
C.动滑轮的机械效率为83.3%
D.拉力F的功率为120W
【答案】C
【解析】
解:有用功为W有=Gh=1000N
,故A错误;物体移动1m,则绳子的自由端移动2m,所以拉力F所做的