2024年中考物理（苏科版）二轮复习专题特训：功、功率与机械效率的综合计算

专题特训　 功、功率与机械效率的综合计算 类型一　杠杆类 1. 如图所示，小明用一均匀杠杆OB将重为12N的货物匀速提升0.1m，已知AB长1m，AO长0.2m，小明所用拉力方向始终竖直向上，大小为3N. （1） 求小明做的有用功. 解：（1） 1.2J （第1题） （2） 求杠杆的机械效率. 解：（2） 66.7% （3） 若杠杆的重心位于杠杆OB的中点，且不计转轴O处的摩擦，求杠杆的自重. 解：（3） 2N 类型二　斜面类 2. （2022·宿迁）如图所示，小明拉着质量为30kg的行李箱匀速经过一段长度 s＝3m、高度h＝1m的斜坡路面，用时10s.若此过程中，拉力方向沿斜坡路面向上，大小为125N.行李箱放在水平地面上时与地面接触的面积为4×10－4m2，求： （g取10N/kg） （1） 行李箱静止放在水平地面上时受到的重力大小和对地面的压强. 解：（1） 300N　7.5×105Pa （第2题） （2） 小明对行李箱做的有用功和斜坡路面的机械效率. 解：（2） 300J　80% （3） 拉力F做功的功率. 解：（3） 37.5W 类型三　滑轮组类 3. 如图所示，用滑轮组将重为355N的物体在10s中匀速提升了2m，每个滑轮重均为50N，拉力F为150N. （1） 求有用功及拉力的功率. 解：（1） 710J　90W （第3题） （2） 若绳子能够承受的最大拉力为500N，提升物体的过程中 克服绳子重和摩擦所做的额外功始终为总功的10%，求滑轮组 的最大机械效率. 解：（2） 86.7% 4. （2021·泰安）如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率 P甲＝30W；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3m到达指定位置B，拉力F乙为80N.求： （1） 甲工人做的功. 解：（1） 300J （2） 该滑轮组的机械效率. 解：（2） 62.5% 类型四　组合机械类 5. 如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动.货物A的速度v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m.已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： （1） 10s时间内汽车对绳的拉力所做的功. 解：（1） 由P＝可得10s内汽车对绳的拉力所做的功 W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J （第5题） （第5题） （2） 汽车对绳的拉力. 解：（2） 10s内货物移动的距离 s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，由图知，n＝3，拉力端移动的距离s＝3s物＝3×20m＝60m，由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小F＝＝＝20000N （3） 斜面的机械效率. 解：（3） 不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力 F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，斜面的机械效率 η＝×100%＝×100%＝×100%＝75% 6. 图甲中的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动.（g取10N/kg） （1） 由“塔吊”结构图甲可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 　小　⁠（大/小）. 小　 （2） 用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向缓慢移动8m后即送达指定位置，求这一过程中“塔吊”对钢材做的功. 解：（2） 塔吊对钢材做功 W＝Gh＝mgh＝1.5×103kg×10N/kg×10m＝1.5×105J （3） “塔吊”通过电动机带动如图乙所示的滑轮组，竖直吊起物体.某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，此时滑轮组的机械效率为30%，求电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率. 解：（3） 由图可知，n＝2，由η＝×100%＝×100%＝×100%可知，F＝＝＝5×104N，已知v物＝1.5m/s，则绳子自由端移动的速度 v自由端＝2v物＝2×1.5m/s＝3m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率P＝Fv自由端＝5×104N×3m/s＝1.5×105W $$