提分专练－利用公式计算多种机械的效率专项训练 2023-2024学年人教版物理八年级下册

利用公式计算多种机械的效率 专项训练 八年级物理（下）提分专练 教你一招 1.使用机械使物体升高，有用功W有＝Gh；使用机械使物体 水平移动，有用功W有＝fs物。 2.使用机械，总功是利用机械所做的功W总＝Fs或W总＝Pt。 3.机械效率η＝。 4.滑轮组提升重物机械效率的计算：(1)η＝、η＝、η＝ 这几个公式是通用公式；(2)若不计摩擦和绳重，则有η ＝。 ⁠ ⁠如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触 面积为0.14 m2，对地面的压强为3 000 Pa，用滑轮组匀速 提升物体A时，滑轮组的机械效率是84％，不计绳重和摩 擦，g取10 N/kg。求： (1)物体A的质量mA和动滑轮的质量m； (2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，在5 s的时间内，人拉力做的功是多少？ 解题方法： 物体A静止在地面上时，利用公式F压＝pS求出物体 对地面的压力，则易求其重力GA和质量mA。题中利用机械 提升物体，由于不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率η＝ ，由此可求动滑轮的质量；此时有nF＝GA＋G轮，则 可求拉力F和拉力F做的功。 解：(1)A对地面的压力F压＝pS＝3 000 Pa×0.14 m2＝420 N，物体A的重力GA＝F压＝420 N，物体A的质量mA＝＝ ＝42 kg。用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率η＝＝＝，即＝84％，解得G轮＝80 N，动滑轮的质量m＝＝＝8 kg。 (2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升5 s，则物体 A上升的高度h＝vt＝0.2 m/s×5 s＝1 m，由图可知n＝2，则 拉力端移动距离s＝2h＝2×1 m＝2 m，不计绳重和摩擦，则 有nF＝GA＋G轮，即2F＝420 N＋80 N，解得F＝250 N，人 拉力做的功W总＝Fs＝250 N×2 m＝500 J。 温馨提示：半理想型滑轮组机械效率的计算题中，摩擦力、 绳重忽略不计，但动滑轮重必须考虑，可用以下两个公式η ＝或η＝求机械效率；另外，解题常用到的关系 式有nF＝G物＋G轮。 训练1：滑轮组的机械效率的计算 1.[2023·常州]2022年4月，一头质量为180 kg的海豚在昌江棋 子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗。救援过程 中，利用如图所示的滑轮组，在40 s时间内，救援人员用 500 N的拉力F拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向 匀速提升2 m。g取10 N/kg，问此过程中： 解：W有＝G豚h＝m豚gh＝180 kg×10 N/kg×2 m＝3.6×103 J。 (1)滑轮组对海豚做的有用功有多大？ (2)拉力F做功的功率有多大？ 解：W总＝Fs＝500 N×8 m＝4×103 J，P＝ ＝＝100 W。 (3)滑轮组的机械效率有多大？ 解：η＝＝＝90％。 2.[2023·广西]某校科技小组设计了如图所示的一套从水中打 捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50 N，物体A 的密度为1.5×103 kg/m3，体积为0.04 m3。通过该滑轮组把 A从水中匀速提升(A始终未露出水面)，不计绳 重、摩擦及水的阻力，ρ水＝1×103 kg/m3， g取10 N/kg。求： (1)A浸没在水中所受的浮力； 解：F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m3＝400 N。 (2)A露出水面前，滑轮组的机械效率； 解：G＝mg＝1.5×103 kg/m3×0.04 m3×10 N/kg＝600 N，η＝＝＝ ＝80％。 (3)若人的重力为625 N，与水平地面的接触面积为500 cm2，人对地面的压强。 解：由图知n＝2，F＝＝ 125 N，F压＝625 N－125 N＝500 N，p＝＝ ＝104 Pa。 训练2：其他机械的机械效率的计算 3. [2023·荆州]以“‘荆歌’铁马，奔 向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心 鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L＝3 m 的斜面把质量为240 kg的重物匀速推到h＝1 m高处，如图 所示，工人所用推力F＝1 000 N，g取10 N/kg。求： (1)推力做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)工人将另一质量为300 kg的重物匀速推到同一高度，为 了省力，换用长度为5 m的斜面，此时重物与斜面间的摩 擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20 s，工人推力 做功的功率。 解：(1)W有＝mgh＝240 kg×10 N/kg×1 m＝2 400 J。 (2)W总＝Fs＝1 000 N×3 m＝3 000 J， η＝＝＝80％。 (3)W额＝W总－W有＝3 000 J－2 400 J＝600 J，f＝＝ ＝200