第12章　简单机械－－机械效率的计算素养训练2023-2024学年人教版物理八年级下学期

人教版八年级下 第十二章　简单机械 第十二章　简单机械 机械效率的计算素养训练 名师点金 机械效率的计算，可以是滑轮组、杠杆、斜面的机械效率 的简单计算，也可以将机械效率与压强、浮力、功和功率 等知识点综合计算；解题时，应善于根据题中已知条件， 通过作图的方法构建模型，选择恰当的公式计算求解。 练点1滑轮组的机械效率 类型1竖直型滑轮组的机械效率 1.[2023·眉山]如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物 重力G物＝1 000 N，动滑轮重力G动＝200 N。在工人用力F 作用下，重物匀速上升，30 s达到规定高度6 m处。不计绳 重和机械之间的摩擦。求： 解：W总＝W有＋W额＝6 000 J＋1 200 J＝7 200 J， P＝＝＝240 W。 (1)拉力做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； 滑轮组的机械效率η＝＝≈83.3％。 (3)若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90％，则该 重物的重力是多少？ 解：90％＝，解得G物'＝1 800 N。 类型2水平型滑轮组的机械效率 2.如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物， 在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此 过程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接着使用滑轮 组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置 B，拉力F乙为80 N。求： (1)甲工人做的功； 解：W甲＝P甲t＝30 W×10 s＝300 J。 (2)该滑轮组的机械效率。 F甲＝＝＝150 N，η＝＝＝＝ ＝＝＝62.5％。 练点2斜面的机械效率 3.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100 N的 力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20 kg，斜面 长3 m，斜面高1.2 m，g取10 N/kg。求： (1)箱子受到的重力； 解：G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N。 (2)箱子受到的摩擦力； W总＝Fs＝100 N×3 m＝300 J，W有＝Gh＝200 N×1.2 m＝240 J，W额＝W总－W有＝300 J－240 J＝60 J。 f＝＝＝20 N。 (3)斜面的机械效率； 解：斜面的机械效率η＝＝＝80％。 (4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。 减小斜面的坡度、减小斜面的粗糙程度，都可以更 省力。 练点3杠杆的机械效率 4.如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝OC，B为OC的 中点。小明在C点施加始终竖直向上的拉力F将挂在A点的 重为180 N的物体匀速提升0.2 m，木棒的机械效率为90 ％，不计摩擦和绳子重。求： 解：W有＝Gh＝180 N×0.2 m＝36 J。 (2)拉力F所做的功； W总＝＝＝40 J。 (1)提升该物体做的有用功； (3)木棒的重力。 W额＝W总－W有＝4 J，当物体上升0.2 m时，B点(重心)将上升h'＝0.4 m，G木＝＝10 N。 练点4机械效率与压强综合 5.如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水 平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力 始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面 积为300 cm2，工人对地面的压强为2.0×104 Pa。此工人的 质量为70 kg，两个动滑轮的质量共为10 kg，绳重、绳与 滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10 N/kg。求： 解：F＝G－F支＝mg－pS＝700 N－600 N＝100 N。 (1)工人的手对绳的拉力大小； (2)工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； G动＝m动g＝10 kg×10 N/kg＝100 N， f＝nF－G动＝300 N。 (3)滑轮组在此次工作中的机械效率。 η＝＝＝＝＝75％。 练点5机械效率与浮力综合 6.邛海湿地公园湖边的一个圆 台形花岗石墩(如图甲所示)不慎落入1.9 m深的湖底，该石 墩的上表面积为0.9 m2，下表面积为0.4 m2，高为0.9 m， 质量为1.482 t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面，起 重机的功率为440 W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面 与水面相平共耗时50 s(如图乙所示)。花岗石密度ρ石＝ 2.6×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑石墩在水中运动受到 的阻力。求： (1)石墩的体积； 解：V＝＝＝0.57 m3。 (2)石墩上升过程中，起重机的效率； F浮石＝ρ水gV排石＝5 700 N， W有＝(mg－F浮石)h＝9.12×103 J，W总＝Pt＝2.2×104 J， η＝＝≈41％。 (3)若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触(如图丙所示)，湖 底对石墩的支持力。 解：F浮＝ρ水gV排＝2 100 N，G＝mg＝1.482×104 N。水对石墩圆柱形部分上表面