11.5 改变世界的机械 第2课时　机械效率的计算（习题课） 2023-2024学年教科版物理八年级下册

第十一章　机械与功 5. 改变世界的机械 第2课时　机械效率的计算（习题课） 1. 用如图所示的滑轮组匀速提升重为60N的物体，在绳子自由端移动6m 的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s。求： （1） 拉力F做功的功率。 解：（1） 拉力F做的功W总＝150J，则拉力F做功的功率 P＝＝＝30W 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2） 滑轮组的机械效率。 解：（2） 由图可知，n＝3，则物体上升的高度h＝＝＝2m， 拉力做的有用功W有用＝Gh＝60N×2m＝120J，滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％ 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3） 不计摩擦和绳重时，动滑轮的重力。 解：（3） 额外功W额外＝W总－W有用＝150J－120J＝30J，动滑轮 的重力G0＝＝＝15N 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2. 某人站在岸上，通过利用滑轮组拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸。如 图，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮组的自重忽略不 计），船重为1×105N，船移动时受到水的阻力是船重的1％。船受到滑 轮组的拉力始终沿水平方向。此人水平拉绳的力F人为240N，船靠岸的 速度是0.36km/h。求： （1） 滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1％） 第2题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解：（1） 由题知，F人＝240N，船受到的拉力等于水的阻力，即F＝f＝1％G＝0.01×1×105N＝1000N。从图中可知，动滑轮上绳子段数n＝5，滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝×100％≈83.3％ 第2题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2） 人拉绳的功率。 解：（2） v船＝0.36km/h＝0.1m/s。由P＝＝＝ Fv可知，人拉绳子的功率P＝F人v＝F人nv船＝ 240N×5×0.1m/s＝120W 第2题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3. 如图所示，斜面长s为5 m，高h为1 m，把重为5 000 N的物体匀速地拉 向斜面顶端，此时斜面的机械效率为80％，则： （1） 有用功是多少？ 解：（1） 有用功W有用＝Gh＝5000N×1m＝ 5000J 第3题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2） 所用拉力为多少？ 解：（2） 由η＝×100％得，总功W总＝ ＝＝6 250 J；由W总＝Fs得，拉力F ＝＝＝1 250 N 第3题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3） 物体受到的摩擦力为多少？ 解：（3） 此过程中的额外功W额外＝W总－W有用＝6250J－5000J＝1250J；由W额外＝fs得，摩擦力f＝＝＝250 N 第3题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4. 如图所示为一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点。在C 点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，细木棒的机械效率 为90％，不计摩擦。求： （1） 提升该物体做的有用功。 解：（1） 提升该物体做的有用功W有用＝G物h＝ 180N×0.2m＝36J 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2） 拉力所做的总功。 解：（2） 根据η＝×100％得，拉力所做的总功W总＝＝＝40J 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3） 细木棒的重力。 解：（3） 因为OC＝4OA，B为OC的中点，所以OB＝ 2OA，故当物体上升0.2m时，B点（细木棒的重心）将 上升0.4m，不计摩擦，根据η＝×100％＝×100％和W额外＝G木h'可得，90％＝×100％，解得细木棒的重力G木＝10N 第4题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5. （2023·德阳中江期末）在八年级物理拓展课上，小明同学模拟某建 筑工地上塔吊的工作情景，设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料。 他用250N的拉力，在20s内将450N的材料提升了10m。求：（不计绳重 和摩擦，g取10N/kg） （1） 拉力的功率。 解：（1） 375W 第5题 （2） 提升450N材料时，此滑轮组的机械效率。 解：（2） 60％ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3） 当绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的最大机械效率。 解：（3） 75％ 第5题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6. （2023·广元）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面 匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工 人双脚始终与水平地面接触，接触面积为300cm2，工人对地面的压强为 2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳 重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1） 工人的手对绳的拉力大小。 第6题