第12章 专题9 功、功率、机械效率综合计算-【宝典训练】2023-2024学年八年级下册物理10分钟小测课件（ 人教版）

第十二章　简单机械 专题九　功、功率、 机械效率综合计算 1．某同学质量是50kg，在惠州市体育中考“1min跳绳”测试中，她每次起跳的高度约0.06m，测试成绩是190次。求： (1)该同学起跳1次克服自身重力做的功； 解：该同学重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 该同学起跳1次克服自身重力做功W＝Gh＝500N×0.06m＝30J； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)1min内该同学克服自身重力做的功； 解：1min内该同学克服自身重力做功W总＝190W＝190×30J＝5700J； (3)1min内该同学做功的平均功率。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 2．端午节，小明骑电动车观看龙舟赛，全过程做直线运动，一共骑行了8min，v－t图线如图所示，骑行过程中受到的阻力不变，前5min运动了总路程的一半，在5～8min内电动车的输出功率恒为500W，求： (1)在5～8min内电动车的牵引力； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)在0～5min内克服阻力所做的功。 解：从图中可知，0～5min电动车做变速运动，5～8min电动车做匀速运动，且速度大小为10m/s。 故小明后半程做匀速直线运动的路程等于前5min运动的路程，为s＝vt＝10m/s×(8－5)×60s＝1800m； 5～8min内电动车做匀速直线运动，处于平衡状态，所受阻力f＝F＝50N，由骑行过程中所受阻力不变可知，在0～5min内阻力仍为50N。 在0～5min内克服阻力所做的功：W＝fs＝50N×1800m＝9×104J。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 3. 利用如图所示的滑轮组，用F＝1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动20s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求： (1)货物A在20s内移动的距离； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)这个过程中拉力F的功率； 解：由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度v＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s (3)水平地面对货物A的摩擦力大小。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 4．某项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)10s内电动机输出的总功。 解：根据W＝Pt得出10s内电动机输出的总功 为W总＝Pt＝600W×10s＝6000J。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)动滑轮所受的重力。 解：W有＝G物h＝m物gh＝70kg×10N/kg×6m＝4200J 额外功为W额＝W总－W有＝6000J－4200J＝1800J (3)此时滑轮组的机械效率η1。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率η2是90%，该建筑材料上升的速度是多少。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 5. 小庆用斜面把重物搬运到汽车上，汽车箱底板高度为1m，斜面长度为2m，现用力F沿着斜面把G＝1800N的物体匀速拉到车上。若实际拉力为F＝1200N，求： (1)工人师傅做的有用功。 解：工人师傅做的有用功：W有＝Gh＝1800N×1m＝1800J； (2)工人师傅做的总功。 解：工人师傅做的总功：W总＝Fs＝1200N×2m＝2400J； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (3)此斜面的机械效率。 (4)重物在斜面上受到的摩擦力。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 6．如图是一个提起重物的机械组成部分示意图，O是转动轴，不计绳重及摩擦，杠杆OA是重为G0的均匀杠杆，挂在OA中点B处的重物重力为G，已知G0＝30N，G＝150N。 (1)若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆的机械效率； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)为维持杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 解：由图可知，加在A点拉力的方向始终竖直向上， 阻力方向与物体重力方向相同，始终竖直向下， 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 7. 如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计，人的拉力足够大。求： (1)若工人用200N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做的功； 解：由图知，n＝2，拉力移动的距离： s＝2h＝2×6m＝12m， 拉力做功：W＝Fs＝200N×12m＝2400J； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 解：由图乙可知，建材的重为400N时， 滑轮组机械效率为50%，滑轮组的机械效率 (2)当所运送建材的重力为400N时，工人作用在绳子上的拉力； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (3)当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 8. (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且接触面积为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； 解：工人的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N， 由p＝ 可知，工人对地面的压力： F压＝pS＝2.0×104Pa×300×10－4m2＝600N， 由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力：F支＝F压＝600N， 由力的平衡条件可知，工人的手对绳的拉力： F＝G－F支＝700N－600N＝100N； 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 (2)工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； 解：两个动滑轮的重力：G动＝m动g＝10kg×10N/kg＝100N， 由图可知n＝4，因为不计绳重和摩擦时F＝ (f＋G动)， 所以地面对工件摩擦力：f＝nF－G动＝4×100N－100N＝300N； (3)滑轮组在此次工作中的机械效率。 第 ‹#› 页 专题九　功、功率、机械效率综合计算 返回首页 本节内容到此结束！ logo 解：1min内该同学做功的平均功率P＝＝＝95W。 解：根据P＝＝＝Fv可知5～8min内， 电动车受到的牵引力：F＝＝＝50N； 解：由v＝可知，货物A在20s内移动的距离 s物＝v物t＝0.1m/s×20s＝2m； 拉力做功的功率P＝＝＝Fv＝1000N×0.2m/s＝200W； 解：由η＝＝＝＝可知， 水平地面对货物A的摩擦力f＝ηnF＝75%×2×1000N＝1500N。 动滑轮所受的重力为G动＝＝＝300N。 解：此时滑轮组的机械效率η1＝×100%＝×100%＝70%。 解：由η＝＝＝得：90%＝　 解得G物＝2700N 另一批建筑材料上升的速度为v物＝＝＝＝0.2m/s。 解：斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%； 解：工人师傅做的额外功：W额＝W总－W有＝2400J－1800J＝600J， 由W额＝fs得重物在斜面上受到摩擦力：f＝＝＝300N。 解：设该机械工作时将重物提高h，不计绳重及摩擦，W有＝Gh， W额＝G0h，η＝＝＝＝≈83.3%； 所以其力臂之比＝＝， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2， 可得：F＝F1＝×F2＝×180N＝90N。 η＝＝＝＝， 则建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力为F＝＝＝400N 解：提升400N建材时，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计， 拉力F＝(G＋G动)，则动滑轮重：G动＝2F－G＝2×400N－400N＝400N， 滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计， 滑轮组的机械效率η＝＝＝， 当滑轮组的机械效率为80%时，η＝＝＝80%， 解得此时提升建材重力：G′＝1600N。 解：滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝75% $$