2024年中考物理复习 专训2 计算多种机械的效率——公式法

专训2 计算多种机械的效率——公式法 九年级物理提分专训 典 例 剖 析 【2023·百色】如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500 N的物体在30 s内匀速提升到6 m高的楼上，已知动滑轮重为100 N，不计绳重及摩擦。求： 例 典 例 剖 析 (1)拉力F。 (2)拉力的功率。 (3)滑轮组的机械效率。(计算结果保留一位小数) 例 典 例 剖 析 解题秘方： 典 例 剖 析 训练角度 滑轮组的机械效率的计算 1 分 类 训 练 1. 【2023·六安期末】如图所示，质量为2×103 kg的汽车陷入泥泞地面，救援队用滑轮组将其匀速拉出。已知拖动过程中，水平拉力F是1×103 N，汽车受到地面的摩擦力是车重的0.12倍，汽车在20 s内沿水平方向匀速移动了4 m。(g取10 N/kg)求： (1)救援队所做的有用功。 解：根据题意可得，汽车受到地面的摩擦力 f＝0.12G＝0.12mg＝0.12×2×103 kg×10 N/kg＝2.4×103 N，救援队所做的有用功W有用＝fs车＝2.4×103 N×4 m＝9.6×103 J。 (2)拉力的功率。 (3)滑轮组的机械效率。 分 类 训 练 2. 如图所示，沿斜面将一个质量为6 kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40 N，升高的高度为0.5 m，AB的长度为1 m。(g取10 N/kg)求： 训练角度 斜面的机械效率的计算 2 (1)拉力做的有用功。 解：拉力做的有用功 W有用＝Gh＝mgh＝6 kg×10 N/kg×0.5 m＝30 J。 (2)斜面的机械效率。 (3)物体受到的摩擦力。 (4)请写出一条提高该斜面机械效率的方法。 解：提高斜面机械效率的方法：增大斜面的倾角(或者减小斜面与物体之间的摩擦)。 分 类 训 练 3.如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息： 训练角度 杠杆的机械效率的计算 3 物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 40 0.8 0.4 0.2 0.1 (1)若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小。 解：不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得：F×OB＝G×OA，即F×0.4 m＝40 N×0.8 m， 解得：F＝80 N。 (2)若实际拉力F为90 N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。(结果保留三位有效数字) 分 类 训 练 4. 【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，工人用木棒、滑轮、轻绳、沙袋组装提升装置。木棒放置在天桥 训练角度 组合机械的机械效率的计算 4 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，每个沙袋重为300 N，每个滑轮重为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？ (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。 ②滑轮组对绳AC的拉力。 (1)图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n＝3，不计绳重及摩擦，根据F＝(G物＋G动)求出拉力的大小。 (2)由图可知，s＝3h，根据W总＝Fs求出拉力做的功，再根据P＝求出拉力的功率。 (3)利用W有用＝Gh求出滑轮组对重物做的功(有用功)，再根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率。 解：(1)由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，则拉力 F＝(G物＋G动)＝(500 N＋100 N)＝200 N。 (2)拉力端移动的距离s＝3h＝3×6 m＝18 m， 拉力做功W总＝Fs＝200 N×18 m＝3 600 J， 拉力的功率P＝＝＝120 W。 (3)滑轮组对重物做的功 W有用＝Gh＝500 N×6 m＝3 000 J， 滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈83.3%。 解：由图可知，使用滑轮组承担汽车拉力的绳子股数n＝3， 拉力端移动距离s＝n s车＝3×4 m＝12 m， 拉力做的功W总＝Fs＝1×103 N×12 m＝1.2×104 J， 拉力的功率P＝＝＝600 W。 解：滑轮组的机械效率 η＝×100%＝×100%＝80%。 解：拉力F做的功W总＝Fs＝40 N×1 m＝40 J， 斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%。 解：额外功W额外＝W总－W有用＝40 J－30 J＝10 J， 物体在斜面上受到的摩擦力f＝＝＝10 N。 解：由表中数据可知：s＝0.