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专题12 功功率机械效率
1、(2021·安徽)如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为______J。
【答案】320
【解析】
滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
总功
W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为
W有=W总η=400J×80%=320J
2、(2021·安徽)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中( )
A. 动能减少 B. 重力势能不变 C. 机械能增大 D. 机械能不变
【答案】C
【解析】
A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,故A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,故B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3、(2021·安徽)如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4次引体向上所用的时间为10s。求:
(1)小明完成1次引体向上所做的功;
(2)10s内小明做引体向上的功率。
【答案】(1)300J;(2)120W
【解析】
解:(1)小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度,则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
(2)10s内小明做了4次引体向上,则做引体向上的功率为
P=120W
答:(1)小明完成1次引体向上所做的功为300J;
(2)10s内小明做引体向上的功率为120W。
4、(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
5、(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。
6、(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:.
.7、(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:.
8、(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。
9、(2022·安徽·5分)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
【答案】(1)1000N;(2)6000W