机械效率专题-2023-2024学年人教版物理八年级下册

机械效率专题 一、滑轮机械效率 拉物体的绳子做有用功；自由端绳子做总功；滑轮自重、摩擦和绳重做额外功。 【第一类竖直方向提升重物时】 1、某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力将500N的材料以0.5m/s匀速提升了20s，（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。求： （1）20s内拉力所做的功； （2）提升500N材料时，此滑轮组的机械效率是多少； （3）若工人体重为650N，则工人使用此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。 【第二类水平方向拉物体时】 2、工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为2.4×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（g=10N/kg）求： （1）石材受到的阻力； （2）在石材移动过程中，工人做的有用功功率； （3）在石材移动过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 【第三类水中打捞物体时】 3、如图所示，用滑轮组提升水中的物体A（未露出水面），若物体的重为1400N，体积为60dm3，此时滑轮组的机械效率为80%，取g=10N/kg，不计绳重和摩擦以及水的阻力，求 （1）动滑轮重为多少； （2）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大； （3）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连，而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N，当物体露出水的体积多大时绳子会断。 二、斜面机械效率 克服物体重力做有用功；拉力做总功；克服物体摩擦力做额外功；物体所受支持力不做功 4、如图所示，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率匀速爬上高5m、长10m的斜坡，已知斜坡的机械效率为80%．求： （1）卡车爬坡时牵引力所做的总功； （2）卡车爬坡时所受的摩擦力； （3）卡车爬坡时的速度。 三、杠杆机械效率 杠杆阻力做有用功；杠杆动力做总功；杠杆自重、摩擦做额外功 5、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，重物挂在杠杆中点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。 （1）若不计杠杆自重，把重20N的物体甲匀速提起0.1m，求拉力F做功多少； （2）若杠杆是一根自重为5N、材料均匀的硬棒，匀速提起另一重物乙时杠杆的机械效率为80%，现将重物提升的高度h为0.1m，求拉力F′的的大小。 综合应用 6、图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流灯因素的影响），求： （1）长方体A的重力； （2）长方体A未露出水面时受到的浮力； （3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强； （4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率。 7、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所受摩擦力f=3000N。货物A的速度为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，求： （1）汽车对绳的拉力大小； （2）斜面的机械效率。 （3）滑轮的机械效率。 （4）整个装置的机械效率。 平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30 风能强度（×102J/m2•s） 4 8 12 16 20 24 8、某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．下表是不同风速下，风能强度值．（g=10N/kg） （1）帆船运动爱好者登上帆船时，船体下沉了0.05m3，则他的体重为多少N； （2）某次运动中，船帆承受的风压为50Pa，此时风对船帆的作用力； （3）在一次海面风速为15m/s的帆船运动中，船受到了300N的水平风力作用，假设船以8m/s的水平速度在海面上行驶，求帆船的风能利用率． 学科网（北京）股份有限公司 $$