第十一章 简单机械和功－－机械效率的计算与测量考点训练 2023-2024学年苏科版物理九年级上册

机械效率的计算与测量 考点训练 第十一章 简单机械和功 【2023 黔东南州】如图所示,是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景.物体M的棱长为1 m,密度为2.8 103 kg/m3,用7 500 N的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升2 m. 忽略绳重、绳与滑轮的摩擦 和滑轮与轴的摩擦. 水= 1.0 103 kg/m3,g取10 N/kg, 求: 1 2 (1)物体M上升后,还未露出水面时受到的浮力. 解:物体M上升后还未露出水面时,排开液体的体积V排=V=a3=1 m3, 浮力F浮= 水gV排=1.0 103 kg/m3 10 N/kg 1 m3=104 N. 3 (2)物体M上表面在水面下0.2 m时,它的下表面受到水的压力. 解:物体M上表面在水面下0.2 m时, 它的下表面在水中的深度h=1 m+0.2 m=1.2 m, 下表面受到水的压强p= 水gh= 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 1.2 m=1.2 104 Pa, 下表面受到水的压力F=pS=pa2= 1.2 104 Pa (1 m)2=1.2 104 N. 4 (3)物体M上升后,在未露出水面前,此滑轮组的机械效率. 解:物体重力G=mg= Vg= 2.8 103 kg/m3 1 m3 10 N/kg=2.8 104 N, 滑轮组的机械效率 = 100%= 100%= 100%= 100%=80%. 5 【点方法】 公式法是解答物理计算题的基本方法,本章涉及的公式有F1l1=F2l2、W=Fs、P=、P=Fv、 = 100%等;利用公式法解物理计算题应注意从已知条件入手,根据题干给定的物理量和要求量,利用物理公式或等量关系建立关系式,最后求出要求量. 【2023 威海】为了建设精致城市,每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草,为城市增添一抹绿色.如图所示,工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置. 2 木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平,与栏杆M接触点为O;用沙袋将木棒B端压在栏杆N上,在木棒A端吊装滑轮组.OA∶OB=1∶2,每个沙袋重300 N,每个滑轮重24 N.(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计) (1)若A点受到竖直向下的拉力为1 000 N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置几个沙袋? 解:由图可知,O为杠杆AB的支点,由杠杆平衡条件可得FA OA=FB OB,解得FB= FA= 1 000 N=500 N,杠杆保持水平,B点的压力大小等于沙袋的重力,则沙袋的总重力G总=FB=500 N, 所需沙袋的个数n=G总G沙=500 N300 N≈2. 9 (2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为376 N的花架匀速提升5 m.求: ①滑轮组的机械效率. 解:不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率 = 100%= 100%= 100%= 100%=94%. 10 ②滑轮组对绳AC的拉力. 解:由图可知n=2,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力F= (G+G动)= (376 N+24 N)=200 N, 滑轮组对绳AC的拉力FA′=3F+G定= 3 200 N+24 N=624 N. 11 3 【2023 张家界】天门山盘山公路共计99道弯,似玉带环绕,层层叠起,直冲云霄,公路全长大约10 km,公路的海拔落差高度约1 000 m.为助力“2023年湖南省首届旅游发展大会”,实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城” 的目标要求,天门山景区购置了一 批新能源纯电动客车,客车满载时 总质量为6 000 kg. 现有一辆满载的新能源客车,以80 kW的恒定功率,4 m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶.行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变,g取10 N/kg,请完成下列问题: (1)整个过程中,电动机对客车和游客所做的有用功为多少? 解:客车和游客总重力G=mg= 6 000 kg 10 N/kg=6 104 N, 电动机对客车和游客所做的有用功 W有用=Gh=6 104 N 1 000 m=6 107 J. 14 (2)盘山公路的机械效率为多少? 解:整个过程所用时间t== =2.5 103 s, 总功W总=Pt=80 103 W 2.5 103 s=2 108 J. 盘山公路的机械效率 = 100%= 100%=30%. 15 (3)整个过程中,电动机的牵引力为多少?汽车受到的阻力为多少? 解:由P=Fv可知,电动机的牵引力F===2 104 N,额外功W额外=W总-W有用=2 108 J-6 107 J=1.4 108 J, 汽车受到的阻力f===1.4 104 N. 16 4 【2023 镇江模拟】如图甲所示,轻质杠杆在水平位置平衡.现利用该杠杆提升货物(如图乙所示),货物P重120 N