2024年中考物理一轮复习课件第1讲 简单机械和功 专项训练3 机械效率的综合计算

第1讲 简单机械和功 专项训练3　 机械效率的综合计算 九年级物理（上）专项训练 训练角度 1 水平使用滑轮组的机械效率 1．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组．为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s的时间，将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是5 m/s，绳子自由端的拉力F为500 N，地面对故障车的摩擦力为车重的0.08倍，g取10 N/kg.求： (1)拉力F在30 s内所做的功． 解：故障车在30 s内通过的路程s车＝v车t＝5 m/s× 30 s＝150 m，由图知n＝3，绳子自由端移动的距离 s＝3s车＝3×150 m＝450 m，拉力F在30 s内所做的功W总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J. (2)整个装置的机械效率． 2．【2023·苏州】用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提升10 s. 训练角度 2 竖直使用滑轮组的机械效率 (1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F. (2)实际中动滑轮重为40 N，人的拉力做功400 J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功． 拉力做的额外功W额外＝W总－W有用＝ 400 J－300 J＝100 J， 克服动滑轮重力做的额外功W动＝G动h＝ 40 N×1 m＝40 J， 克服绳重和摩擦所做的额外功Wf＝ W额外－W动＝100 J－40 J＝60 J. 3．如图所示，小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端O固定，物体挂在杠杆中点A处，摩擦忽略不计．在杠杆另一端B处用手竖直提起，使物体缓慢匀速升高． 训练角度 3 杠杆的机械效率 (1)若不计杠杆自重，把重20 N的物体甲匀速提起0.1 m，求拉力F做功多少． 解：若不计杠杆自重，拉力所做的功等于直接提升物体甲所做的功W＝W有用＝Gh＝20 N×0.1 m＝2 J. (2)若杠杆是一根自重为5 N、材料均匀的硬棒，匀速提起另一物体乙时杠杆的机械效率为80%，现将物体乙提升的高度h为0.1 m，求拉力F′的大小． 4．甲、乙、丙三人用如图所示装置打捞水中重物．端点为A、B的木棒中点为C，端点为D、H的木棒中点为E； 两根木棒质地均匀，均为圆柱体，重力均为150 N；重物的体积为0.01 m3，重力为1 200 N；A、B、H是三人对木棒施力的作用点，C与D之间、E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，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) (1)重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少？ 解：重物浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3＝100 N. (2)重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为多少？ 解：重物浸没在水中时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力的作用处于平衡状态，又力的作用是相互的，则绳子作用在E点上的拉力FE＝G物－ F浮＝1 200 N－100 N＝1 100 N，作用在杠杆上E点的阻力F阻力＝FE＋G木棒＝1 100 N＋150 N＝1 250 N，以H点为支点， (3)若重物浸没在水中时，被提升的高度为1 m，请计算整个装置在此过程中的机械效率． 5．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度为1 m，斜面长度为3 m，现用 1 000 N的推力沿着斜面把重为2 700 N的重物匀速推到车上，求： 训练角度 4 斜面的机械效率 (1)对货物做的有用功． 解：推货物时做的有用功W有用＝Gh＝ 2 700 N×1 m＝2 700 J. (2)斜面的机械效率． 6．为了发展文化旅游事业，荆州市兴建文化主题园．园区建设中需要把重1 200 N的木箱A搬到高h＝2 m，长L＝10 m的斜面顶端．如图所示，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱A从斜面底端 匀速拉到斜面顶端，用时50 s， 已知拉力F的功率为80 W．求： (1)拉力F的大小． (2)该斜面的机械效率． (3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力． 解：地面对故障车的摩擦力f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1.5×103 kg×10 N/kg＝1 200 N，克服摩擦力做的有用功W有用＝fs车＝1 200 N×150 m＝1.8×105 J，整个装置的机械效率η＝×100%＝× 100%＝80%. 解：由图知n＝2，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳子自由端的拉力F＝G＝×300 N＝150 N. 解：物体上升的高度h＝vt＝0.1