专题训练（一） 功、功率和机械效率的综合计算 ----2024-2025学年沪粤版物理九年级上学期

第十一章 机械功与机械能 1 第十一章 机械功与机械能 专题训练（一） 功、功率和机械效率的综合计算 2 类型一 用滑轮装置竖直提升物体 图ZT-1-1 1.如图ZT-1-1所示，工 人师傅利用滑轮将物体运上楼，该滑轮是 ____滑轮，若工人师傅用 的拉力， 将重为的物体匀速提升,用时 ， 则拉力的功率为_____ ，工人师傅做的 额外功为______ ，该滑轮的机械效率为 ____%。 定 100 1000 80 3 图ZT-1-2 2.建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如 图ZT-1-2所示。在匀速起吊重为 的物体时，物体在 内上升了 ，此过程中有用功为___________ ，钢 丝绳移动的速度为____ ；若滑轮组的 机械效率为 ，则额外功为___________ ，拉力为______，其功率为______ 。 3.6 2000 7200 4 图ZT-1-3 3.如图ZT-1-3所示是自 制滑轮组的简化图，小华利用此滑轮组用 时将小军匀速提升了 ，称得小 军的质量为 ，动滑轮组的质量为 。取 ，不计绳重和滑轮摩擦。 （1）小华的拉力是_____ 。 100 （2）小华拉力的功率是____ 。 （3）此过程中滑轮组的机械效率是______。 30 5 4.如图ZT-1-4甲所示，一个滑轮组竖直固定在天花板上，已 知每个滑轮重均为，滑轮组下端挂有重为的物体 ， 用力通过滑轮组竖直向上匀速提升物体，物体 向上运 动的速度为,力做功的功率与物体上升速度 之间的关系 图像如图乙所示，滑轮组对天花板的拉力为_____ 。若在 物体下再加挂 的重物，滑轮组的机械效率为______。 （滑轮摩擦与绳重忽略不计） 100 6 图ZT-1-4 7 图ZT-1-5 5.如图ZT-1-5所示，体重 为 的工人用滑轮组提升重物，已知重 物的重力 ，动滑轮的重力 。在工人竖直向下的拉力 的 作用下，重物匀速上升，用时 到达规 定高度 处。不计绳重和摩擦，求： 8 （1）工人对地面的压力。 [答案] 由图可知， ，不计绳重和摩擦，工人对绳子的 拉力: ， 绳子对工人的拉力 ， 工人受到地面的支持力： 。 由于地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用 力，所以工人对地面的压力 。 9 （2）拉力做功的功率。 [答案] 有用功： ； 额外功： ； 总功： ； 拉力做功的功率： 。 （3）滑轮组的机械效率。 [答案] 滑轮组的机械效率： 。 10 （4）若工人提升另一物体时，刚好不被拉离地面，且所有 设备承受力足够，此时滑轮组的机械效率是多少。 [答案] 工人刚好不被拉起时，绳端的拉力 ， 此时物体的重力： ，滑轮组的 机械效率： 。 11 图ZT-1-6 6.用如图ZT-1-6所示的滑轮组提升水中 的物体，的体积为 ，重为 。当物体 离开水面后，在竖直匀 速提升物体 的过程中，滑轮组的机械 效率为；物体 上升的速度为 ,卷扬机拉力的功率为 。不计绳 重和滑轮摩擦，取 ， 。求： 12 （1）动滑轮重 。 [答案] 滑轮组的机械效率： ， 解得动滑轮重 。 13 （2）卷扬机拉力的功率 。 [答案] 由图可知 ，则绳端移动的速度： ， 不计绳重和滑轮摩擦，卷扬机的拉力： ， 由 得，卷扬机拉力的功率： 。 14 （3）物体浸没在水中时受到的浮力 。 [答案] 物体 浸没在水中时受到的浮力： 。 15 （4）物体 露出水面前，此滑轮组的机械效率。 [答案] 物体 露出水面前，此滑轮组的机械效率： 。 16 类型二 用滑轮装置水平拉动物体 图ZT-1-7 7.如图ZT-1-7所示，用 的水 平拉力拉着重为 的物体,使 物体在水平地面上向左以 的速度匀速移动了 ， 15 物体所受摩擦力为，则拉力的功率为____ ，滑轮的 机械效率为______。 17 8.如图ZT-1-8所示，用滑轮组将汽车匀速拉出水平泥潭。汽 车的总质量为，轮胎与泥潭的总接触面积为 ，牵引绳末 端的拉力为，已知牵引绳末端在时间内移动了 ，滑轮 组的机械效率为 ，不计滑轮重和绳重。求： 图ZT-1-8 18 （1）汽车与泥潭间的摩擦力。 [答案] 由图可知， ，根据 可知，汽车 与泥潭间的摩擦力： 。 （2）汽车被牵引出泥潭的速度。 [答案] 绳末端移动的速度，根据 可知，汽 车被牵引出泥潭的速度： 。 19 （3）拖动汽车的功率。 [答案] 拉力做的总功为 ，拖动汽车的功率： 。 20 图ZT-1-9 9.如图ZT-1-9所示，利用轻质 滑轮匀速拉动水平地面上重 为的物体，使物体 在内向右移动了 ,若物 （1）弹簧测力计的示数。 [答案] 物体受到的摩擦力大小为 ，且匀速运动，故 绳子对的拉力 ，则弹簧测力计的示数为 。 体受到的摩擦力大小为，拉力的大小为 ，求： 21 （2）水平拉力 所做的功。 [答案] 物体在内向右移动了,则拉力 移动的距 离： , 水平拉力所做的功： 。 （3）水平拉力 所做有用功的功率。 [答案] 有用功： ， 有用功的功率： 。 22 （4）滑轮组的机械效率。 [答案] 滑轮组的机械效率： 。 23 类型三 用斜面拉物体 图ZT-1-10 10.在劳动实 践中，小孙在水平地面与车厢间用木 板搭一斜面，并用平行于斜面的推力 将重为 的货物匀速地从斜 面底端推到顶端，如图ZT-1-10所示。 已知斜面长，斜面高 ，斜面的机械效率 。下列叙述中正确的是( ) 24 A. 小孙推动货物所用推力大小为 B. 货物受到斜面的摩擦力大小为 C. 若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大 D. 若不变、 ，则斜面的机械效率将升高 √ 25 图ZT-1-11 11.如图ZT-1-11所示，一固 定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置 提升物体时的机械效率，用弹簧测力计 连接细绳，跨过定滑轮将重为 的物体 沿斜面向上匀速拉动 ,物体上升的 高度为,弹簧测力计的示数为 。 求： 26 （1）此过程中做的有用功。 [答案] 此过程中做的有用功： 。 （2）该装置的机械效率。 [答案] 拉力做的总功： ， 该装置的机械效率： 。 27 图ZT-1-12 12.某盘山公路全长 ,公路的海拔 落差高度为 ,其部分路段如图Z T-1-12所示。现有一辆满载的新能源 客车，以 的速度沿盘山公路从 山底匀速行驶至山顶，客车受到的牵 引力恒为，客车满载时的总质量为， 取 。问： 28 （1）整个过程中，发动机对客车所做的有用功是多少？ [答案] 客车满载时的总重力： ； 发动机对客车所做的有用功： 。 29 （2）盘山公路的机械效率是多少？ [答案] 牵引力做的总功： ， 盘山公路的机械效率： 。 30 （3）整个过程中，牵引力做功的功率是多少？ [答案] 整个过程所用时间： , 则牵引力做功的功率： 。 31 类型四 用杠杆提升重物 图ZT-1-13 13.用如图ZT-1-13所示的实验装置做 “研究杠杆的机械效率”实验时，将总 重为 的钩码挂在铁质杠杆上， 弹簧测力计作用于 点，现竖直向上 匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高 度为 ，弹簧测力计的示数为 ，其移动的距离为 32 （不计转轴 处的摩擦，钩码重不变），则此时杠杆的机械 效率 为______；若将钩码移动到 点，仍将钩码匀速提升 的高度，杠杆的机械效率为，则___（选填“ ”“ ” 或 “”） 。 $$