14微专题三 简单机械综合计算-2021中考山东菏泽物理【智乐星中考·中考备战】精讲本配套Word

微专题三　简单机械综合计算 简单机械 有用功 额外功 总功 机械效率 W有用＝Gh W额外＝G动h W总＝Fs＝2Fh W总＝W有用＋W额外＝Gh＋G动h η＝＝＝ η＝＝＝ W有用＝Gh W额外＝G动h W总＝Fs＝F·nh W总＝W有用＋W额外＝Gh＋G动h η＝＝＝＝ η＝＝＝ W有用＝fs物 — W总＝Fs＝F·ns物 η＝＝＝＝ W有用＝Gh W额外＝fl W总＝Fl W总＝Gh＋fl η＝＝ η＝＝ 说明 不计绳重、绳子与滑轮之间的摩擦 1．(2020·龙东)如图所示，人用滑轮组拉着重810 N的物体使其沿竖直方向以0.1 m/s的速度匀速向上运动了5 s，人对绳子向下的拉力为300 N。求： (1)物体上升的高度。 (2)滑轮组的机械效率。 (3)拉力的功率。 2．(2020·黔南州)如图甲所示，某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图乙所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为80%。求：(g取10 N/kg) 甲　　　 　　乙 (1)在10 s内货箱上升的高度。 (2)货箱的重力。 (3)吊臂上电动机拉力F的大小。 (4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱，求此时滑轮组的机械效率。 3．(2019·深圳)如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m。用平行于斜面F＝50 N的拉力，将重力为G＝100 N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s。求： (1)有用功W有用。 (2)拉力做功的功率P。 (3)物体受到的摩擦力f。 (4)该斜面的机械效率η。 4．(2020·沈阳)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运质量为1.8×103 kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。求：(g取10 N/kg) 　　 (1)石材受到的阻力。 (2)在石材移动40 s的过程中，工人做的有用功。 (3)在石材移动40 s的过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 参考答案 1．解：(1)物体上升的高度 h＝vt＝0.1 m/s×5 s＝0.5 m。 (2)W有用＝Gh＝810 N×0.5 m＝405 J， s＝3h＝3×0.5 m＝1.5 m， W总＝Fs＝300 N×1.5 m＝450 J， 滑轮组的机械效率 η＝×100%＝90%。 ×100%＝ (3)拉力的功率 P＝＝90 W。 ＝ 2．解：(1)由v＝可得，在10 s内货箱上升的高度 h＝vt＝0.5 m/s×10 s＝5 m。 (2)货箱的重力 G＝mg＝3.6×103 kg×10 N/kg＝3.6×104 N。 (3)由图可知，承担物重的绳子段数n＝3， 该滑轮组的机械效率 η＝， ＝＝＝ 即80%＝。 解得F＝1.5×104 N， 即吊臂上电动机拉力的大小为1.5×104 N。 (4)忽略绳重和摩擦，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重力 G动＝3F－G＝3×1.5×104 N－3.6×104 N＝9×103 N， 依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱，此时货箱的重力 G′＝m′g＝4.1×103 kg×10 N/kg＝4.1×104 N， 忽略绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率 η′＝×100%＝82%。 ＝＝＝ 3．解：(1)有用功 W有用＝Gh＝100 N×3 m＝300 J。 (2)拉力所做的功 W总＝Fs＝50 N×8 m＝400 J， 拉力做功的功率 P＝＝40 W。 ＝ (3)额外功 W额外＝W总－W有用＝400 J－300 J＝100 J， 由W额外＝fs得，物体受到的摩擦力 f＝＝12.5 N。 ＝ (4)该斜面的机械效率 η＝×100%＝75%。 ×100%＝ 4．解：(1)石材的重力 G＝mg＝1.8×103 kg×10 N/kg＝1.8×104 N。 石材受到的阻力 f＝×1.8×104 N＝1 800 N。 G＝ (2)由乙图可得，在t＝10 s内石材移动的距离s＝1.0 m，则石材匀速运动的速度 v＝＝0.1 m/s， ＝ 石材在t′＝40 s移动的距离 s′＝vt′＝0.1 m/s×40 s＝4 m。 因为石材做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则滑轮组对石材的拉力 F拉＝f＝1 800 N， 工人做的有用功 W有用＝F拉s′＝1 800 N×4 m＝7 200 J。 (3)由η＝＝75%可得，绳子自由端做的总功 W总＝＝9 600 J， ＝ 由图知，n＝3，工人拉力端移动的距离 sF＝3s′＝3×4 m＝12 m， 由W总＝Fs可得，绳