专题一 功、功率和效率的综合计算 ---2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

专题（一）机械效率的综合计算 考点一、用滑轮或滑轮组提升物体的计算 例1.沈阳地铁号线是即将建成运营的第六条地铁线路，建成后将有利于缓解道路交通压力、优化交通结构。如图是某处地铁施工时的起重机及其滑轮组的示意图。钢丝绳拉力由电动机提供，拉力做功的功率为，利用该滑轮组在内将质量为的沙土匀速吊出深的竖井。取求： 拉力移动的速度； 拉力的大小； 该滑轮组的机械效率。 练1.工人用图示装置在内将质量为的货物匀速提升，此过程中拉力的功率为取 求有用功． 求滑轮组的机械效率． 若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为，额外功占总功的，求工人提升货物的重． 练2.玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃，如图甲所示，先将个吸盘压在玻璃上，然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小，在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”，再通过电动机牵引滑轮组自由端的绳子就可以将玻璃吊起。图乙为“低压吸盘吊车”结构示意图，若吸盘及支架的总质量为，每个滑轮的质量为，不计抽气管和绳重，不计绳子与滑轮的摩擦，在某次吊装过程中，吊车将一块重为的玻璃以的速度吊高。求： 本次吊装过程中所做的有用功是多少？ 本次吊装过程中，电动机拉绳子自由端的拉力做功时的功率为多大？ 本次吊装过程中，该装置的机械效率是多少？ 考点二、用斜面提升物体时的计算 典例2.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，。求： 箱子受到的重力； 箱子受到的摩擦力； 斜面的机械效率； 使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。 练1.工人用沿斜面向上、大小为的推力，将质量为的货物从点匀速推至点；再用的水平推力使其沿水平台面匀速运动到点；图乙为物体从点经点到达点的图象。求： 水平推力做功的功率。 斜面的机械效率。 货物在斜面上运动时受到的阻力大小。 练2.胡明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高，长，箱子的重力为，胡明施加的沿斜面向上的推力是，箱子沿斜面向上运动的图象如图乙所示。求： 胡明推动箱子的速度； 推力所做的功； 斜面对箱子摩擦力的大小； 斜面的机械效率。 考点三、用杠杆提升物体的计算 典例3.小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，把重为的重物挂在杠杆的中点，用手竖直提起棒的一端，使物体缓慢匀速提升不计一切摩擦，如图所示． 不计杠杆自身重力和摩擦，求拉力的大小？如杠杆是一根重为、质量均匀的硬棒，若在内将重物提升了，则小明使用杠杆所做的有用功是多大？额外功克服杠杆自重做功多少？机械效率是多大？拉力的功率是多大？ 练1.如图所示的装置可以用来提升货物，为杠杆的支点，货物重为，长为的倍．在作用于端竖直向上的拉力的作用下，杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中重物上升的高度为，端上升的高度为，拉力克服杠杆自重所做的额外功为，不计支点处的摩擦阻力． 求拉力所做的有用功和拉力的大小． 若用此装置将另一重为的货物缓慢提升，求此时拉力所做的总功和杠杆的机械效率． 练2.如图所示，工人用一质量均匀的杠杆将重为的货物匀速提高，物体挂在杠杆的中点位置，工人所用的拉力为，方向始终竖直向上。求： 在此过程中总功为多少？ 杠杆的机械效率为多少？ 如果克服摩擦做功，则此杠杆的自重为多少？ 考点四、总组合机械提升物体的计算 典例4.如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重的货物沿斜面向上匀速运动。货物的速度为，经过，货物竖直升高。已知汽车对绳的拉力的功率，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： 内汽车对绳的拉力所做的功； 汽车对绳的拉力大小； 斜面的机械效率。 练1.甲、乙、丙三人用图中所示装置打捞水中重物。端点为、的木棒中点为，端点为、 的木棒中点为；两根木棒质地均匀，均为圆柱体，重力均为；重物的体积为、重力为；、、是三人对木棒施力的作用点，与之间、与重物之间均通过轻绳相连，打捞过程中两根轻绳始终紧绷，三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物，最终将重物打捞出水。不计轻绳的质量及水的阻力，， 重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少？ 重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对点的拉力大小为多少？ 若重物浸没在水中时，被提升的高度为，请计算整个装置在此过程中的机械效率。 练2.如图所示，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为，每个杠铃片的质量为若动滑轮下挂着两个杠铃片，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片，杠铃片在内上升了不计绳重和摩擦，取求： 杠铃片和动滑轮的总重；