内容正文:
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第一部分 考点过关
模块四 力学
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专题3 功、功率、机械效率的计算
五
功和机械能 简单机械
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刷难关
1.[2022湖北武汉中考] 用一个动滑轮在 内将一重为 的物体匀速向上提起
,拉力为 。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是( )
D
A. B. C. D.
【解析】 ,一个动滑轮上绳子的有效段数为2,
则拉力做的总功 ;动滑轮的机械效率
;拉力的功率 。
故D正确。故选D。
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2.[2023辽宁沈阳模拟,中] 如图所示,在 的水平拉力 的作
用下,重 的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面
C
A.拉力 的功率为 B. 内物体移动的距离为
C. 内所做的有用功为 D.该滑轮组的机械效率为
间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为 。则
( )
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【解析】 拉力 的功率为 ,故A错误;
滑轮组有3段绳子分担动滑轮所受的拉力,故物体移动的速度为
, 内物体移动的距离为
,故B错误;物体与地面间的滑动摩擦力为
, 内所做的有用功为
,故C正确; 内所做的总功为
,该滑轮组的机械效率为
,故D错误。故选C。
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刷有所得
在使用定滑轮、动滑轮或者滑轮组沿水平方向匀速拉动物体时,物体在滑轮的水平拉力下匀速移动,所做的有用功为连接滑轮与物体的绳上的拉力和物体在水平方向上移动的距离 的乘积,总功为作用在绳子自由端的拉力 和绳子自由端移动距离 的乘积。
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3.[2023江苏常州溧阳南渡中学一模] 随着科技的发展,有些餐厅利用机器
人送餐。某次送餐时,机器人与食物的总质量为 ,如果机器人在水
平路面上以 的速度沿直线匀速运动 ,机器人受到的阻力为
重力的0.1倍。机器人所受牵引力为____ ,重力做功为___ ,牵引力对
30
0
1 500
24
机器人做功为_______ ,
功率为____ 。 取
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【解析】 因机器人沿直线匀速运动时受到的牵引力和阻力是一对平衡力,故 机器人所受牵引力 ;由于机器人沿水平方向运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为 ;牵引力对机器人做的功 ,牵引力对机器人做功的功率 。
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4.[2023江西中考,中] 如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接
从地面搬进车厢省力多了。某同学用 的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱
子质量为 ,斜面长 ,斜面高 , 取 。 求:
利用斜面搬运
徒手搬运
(1)箱子受到的重力;
【答案】
【解析】 箱子受到的重力 ;
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(2)箱子受到的摩擦力;
【答案】
【解析】 推力所做的有用功 ,推力所做的总
功 ,沿斜面推动箱子,克服斜面对箱子的摩擦力
做的额外功 ,由 可得,箱子受到
的摩擦力 ;
(3)斜面的机械效率;
【答案】
【解析】 斜面的机械效率 ;
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(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
【答案】 斜面高度一定时,增加斜面长度(合理即可)
【解析】 斜面高度一定时,增加斜面长度、减小斜面的粗糙程度,都可以更省力。
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老师提醒
本题在求解箱子受到的摩擦力时,由于已知箱子在斜面上做匀速直线运动,所以知
道箱子受力平衡,于是很多考生会认为摩擦力大小等于推力大小,从而解答错误;
在求解此问时,需要注意箱子在斜面上做匀速直线运动时,受力示意图如图所示,
摩擦力大小不等于推力大小,目前无法直接通过受力分析求解摩擦力;但在此情景
中人克服摩擦力做额外功,所以可以先求得有用功和总功,利用总功减去有用功求
得额外功,再利用 求得 即可。
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5.[2022辽宁大连中考,中] 如图所示,某工人利用滑轮组将一个重
为 的货箱在 内匀速提升 。此过程中,绳子自由端所受
的拉力为 ,滑轮组的机械效率为 ,问:
(1)货箱上升的速度是多少?
【答案】
【解析】 将货箱在 内匀速提升 ,则货箱的速度 。
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(2)有用功是多少?
【答案】
【解析】 由题意可知,将重为 的货箱提升 ,所做的有用功 。
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(3)拉力 是多少?
【答案】
【解析】 根据 可知,拉力 做的总功 。
由图可知,滑轮组用3段绳子承担物重,故 。根据
可知