课时8.5机械效率-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 沪科版五四制2024）

第八章 简单机械　功和能 （原卷版） 课时8.5 机械效率 2022年课程标准 物理素养 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。 3.2.4 了解人类使用机械的历程，了解机械的使用对社会发展的作用。 物理观念：正确认识总功、有用功、额外功的含义。 科学思维：理解机械效率的概念。能用公式η = （W有用/W总）×100%进行简单计算。 科学态度与责任：能说出机械效率的物理意义，知道产生机械效率的原因，会改造简单机械，提高机械效率。 功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 　　在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。 　　在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。 1． 有用功：为了达到某一目的而必须做的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功。 公式：W有用＝Gh(提升重物)=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh。 2． 额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。 公式：W额= W总－W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)；斜面： W额=fL。 3． 额外功产生的主要原因：提升重物时，克服机械自重、容器自重等所做的功，以及克服机械的摩擦所做的功。 4． 总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。 公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。 5． 机械效率：物理学中，将有用功与总功的比值称为机械效率。 公式：η= ×100％η是一个没有单位的量，常用百分数表示。 6． 需要注意的几个问题： 1　 机械效率只有大小没有单位； 2　 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示； 3　 机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。 7． 计算机械效率的各种变形式. 1　 在竖直方向上提升物体,η＝＝＝＝ (对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度) 2　 注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . 3　 在水平方向上拉动物体,η＝＝ (s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的距离) 4　 机械效率与功率的区别 功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就 大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦. 机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高. 问题一：关系 【角度1】有用功和额外功 【典例1】．无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，可以（   ） A．减少有用功 B．增大有用功 C．减少额外功 D．增大总功 【变式】 “曲岸深潭一山叟，驻眼看钩不移手”，古往今来，无数钓鱼爱好者陶醉于这项活动之中。钓鱼时，某人不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水，在用绳子打捞水桶的过程中，下列所述中属于有用功的是（　　） A．把桶中水提高做的功 B．把桶和桶中的水提高做的功 C．把桶提高做的功 D．把绳子提高做的功 问题二：实验 【角度1】影响机械效率的因素 【典例1】 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（　　） A．辘轳是一个动滑轮 B．克服水重和桶重做的功是有用功 C．增大转动摇把的速度不能提高辘轳的机械效率 D．通过现代科技改良后，可以将辘轳的机械效率提高到100% 【变式】 如图所示是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮 B．提等量的水，水桶越重机械效率越高 C．利用这个装置能够省力 D．提水过程中当水桶静止时，人对水桶没有做功 问题三：计算 【角度1】机械效率的计算 【典例1】 工人用如图所示装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为780N B．绳子对物体做的功为 4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为72.5% 【变式】 如图所示，每个滑轮的重力均为100N，绳子的重力及滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，绳子B能承受的最大拉力为700N。重为600N的小明站在地面上用该滑轮组将重为500N的物体以0.2m/s的速度匀速提起，下列说法错误的是（　　） A．挂钩A处所受拉力为1000N B．人拉绳子的功率为120W C．滑轮组机械效率约为83.3% D．此人用该装置能达到的最大机械效率约为91.7% 【基础强化】 1、如图所示，物体A、B、C的质量mA＞mB＞mC，在同样大小的力F作用下，三个物体都沿力的方向分别移动了距离s，比较力F对三个物体所做的功（　　） A．（a）多 B．（b）多 C．（c）多 D．一样多 2、物块A静止在粗糙程度相同的水平桌面上，物块A受到水平拉力F的作用如图甲所示，拉力F和时间t的关系如图乙所示，物块A的速度v和时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是（    ） A．0~6s内，拉力F对物块A做了功 B．6~12s内，拉力F做功越来越快 C．拉力F在6~8s内做功的功率等于在8~10s内做功的功率 D．12~18s内，拉力F做的功是540J 3、山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路如图所示，这样车辆向上行驶时可以（　　） A．减小所必需的牵引力 B．减小所做的功 C．提高机械效率 D．提高发动机功率 4、如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙，物体的速度v与时间t的关系如图丙，以下说法正确的是（　　） ①0~2秒，物体处于静止状态，是因为推力小于摩擦力 ②2~4秒，物体受到的摩擦力为2N ③2~4秒，物体做匀速直线运动 ④4~6秒，推力F做的功为16J A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④ 5、（双选）两次水平拉动同一物体在同一水平面上分别做匀速直线运动，s-t图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度： B．两次拉力对物体做功的功率： C．4-6s两次拉力对物体所做的功： D．两次物体所受的拉力： 6、如图所示，供轮椅上下的斜坡长L=4m，高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 （精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为 N。 7、如图1所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图2所示，物体运动速度v与时间t的关系如图3所示。则0∼2s内物体受到的摩擦力大小为 N；t=3s时物体受到摩擦力 N；4∼6s内拉力F所做的功为 J。 8、如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，拉力F的大小将 （变大/变小/不变），杠杆的机械效率为 ；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （变大/变小/不变）（不考虑摩擦）。 9、如图所示是连接深圳和中山的“深中通道”，全长24km，其中有7km为沉管隧道，设计速度为100km/h。通车运行后，一辆总质量为2t的汽车以100km/h的速度匀速通过隧道，车轮与水平路面的总接触面积为0.08m2，当以100km/h的速度匀速行驶时，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。g取10N/kg。求： （1）汽车通过隧道需要的时间； （2）汽车静止在水平路面上时对路面的压强； （3）汽车在隧道内行驶时牵引力做的功。 10、在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答： （1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？ （2）游船在护城河中受到的浮力多大？ （3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？ （4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？ 11、如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重物全部在水中匀速上升时，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为75％。当重物离开水面后匀速上升过程中拉力为500N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体的重力； （2）物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率。 6 / 11 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注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . 3　 在水平方向上拉动物体,η＝＝ (s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的距离) 4　 机械效率与功率的区别 功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就 大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦. 机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高. 问题一：关系 【角度1】有用功和额外功 【典例1】 无人机应用广泛，现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换，来减轻机身重量。如图所示，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，将同一个快递包裹从地面运送到五楼，可以（   ） A．减少有用功 B．增大有用功 C．减少额外功 D．增大总功 【答案】C 【详解】将同一个快递包裹从地面运送到五楼，克服无人机自重做的是额外功，用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比，机身减轻了重量，所以，减少了额外功；克服包裹的重力做的功是有用功，与未替换前相比没有变化，即有用功不变；总功等于有用功和额外功之和，有用功不变，额外功减少，总功减少。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式】 “曲岸深潭一山叟，驻眼看钩不移手”，古往今来，无数钓鱼爱好者陶醉于这项活动之中。钓鱼时，某人不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水，在用绳子打捞水桶的过程中，下列所述中属于有用功的是（　　） A．把桶中水提高做的功 B．把桶和桶中的水提高做的功 C．把桶提高做的功 D．把绳子提高做的功 【答案】C 【详解】有用功的定义是完成一件事情而做的功，简单理解，有用功是与你的目的直接相关的；我们的目的就是为了把水桶提上来，所以克服水桶的重力做的功为有用功。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 问题二：实验 【角度1】影响机械效率的因素 【典例1】 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（　　） A．辘轳是一个动滑轮 B．克服水重和桶重做的功是有用功 C．增大转动摇把的速度不能提高辘轳的机械效率 D．通过现代科技改良后，可以将辘轳的机械效率提高到100% 【答案】C 【详解】A．辘轳是一个轮轴，在使用时轮半径大于轴半径，属于省力杠杆，使用辘轳汲水时可以省力，故A错误； B．汲水时的目的是为了把水提上来，因此克服水重所做的功是有用功，故B错误； C．增大转动摇把的速度，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功不变，因此机械效率不变，故C正确； D．任何机械在使用过程中都会有额外功，因此通过现代科技改良后，辘轳的机械效率也不会达到100%，故D错误。 故选C。 【变式】 ．如图所示是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮 B．提等量的水，水桶越重机械效率越高 C．利用这个装置能够省力 D．提水过程中当水桶静止时，人对水桶没有做功 【答案】D 【详解】AC．由图可知，井架上的滑轮不随重物一起移动，是定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离，也不费距离，但可以改变力的方向，故AC错误； B．提等量的水，水桶越重，说明额外功越多，机械效率越低，故B错误； D．提水过程中当水桶静止时，人对水桶有力的作用，但水桶没有在改力的方向上移动距离，故没有做功，故D正确。 故选D。 问题三：计算 【角度1】机械效率的计算 【典例1】 工人用如图所示装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为780N B．绳子对物体做的功为 4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为72.5% 【答案】A 【详解】A．不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，则 F拉+G动=nF 则绳子对物体的拉力为 F拉=nF-G动=2×400N-20N=780N 故A正确； B．物体的重力为1000N，升高的高度为2m，斜面与水平地面的夹角为30°，根据勾股定理知识可知，物体在斜面上移动的距离为 s物=4m 绳子拉物体的力为780N，则绳子对物体做的功为 W总=F拉s物=780N×4m=3120J 故B错误； C．绳子端移动的距离为 s绳=ns物=2×4m=8m 工人做功的功率为 故C错误； D． 整个装置的机械效率为 故D错误。 故选A。 【变式】 如图所示，每个滑轮的重力均为100N，绳子的重力及滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，绳子B能承受的最大拉力为700N。重为600N的小明站在地面上用该滑轮组将重为500N的物体以0.2m/s的速度匀速提起，下列说法错误的是（　　） A．挂钩A处所受拉力为1000N B．人拉绳子的功率为120W C．滑轮组机械效率约为83.3% D．此人用该装置能达到的最大机械效率约为91.7% 【答案】A 【详解】A．绳子自由端的拉力为 整个装置由两个定滑轮悬挂在上面，A处所受拉力为整个装置的重力与绳子自由端拉力总和的一半，即 故A错误，符合题意； B．人拉绳子的功率为 P=Fv=300N×2×0.2m/s=120W 故B正确，不符合题意； C．滑轮组机械效率约为 故C正确，不符合题意； D．对于同一组滑轮组，当重物重量越大时，滑轮组机械效率越高，绳子B能承受的最大拉力为700N，而重为600N的小明站在地面上拉，所以 故 G总max=2G人=2×600N=1200N 吊起的最大物重为 G物max=G总max-G动=1200N-100N=1100N 该装置能达到的最大机械效率为 η= 故D正确，不符合题意。 故选A。 【基础强化】 1、如图所示，物体A、B、C的质量mA＞mB＞mC，在同样大小的力F作用下，三个物体都沿力的方向分别移动了距离s，比较力F对三个物体所做的功（　　） A．（a）多 B．（b）多 C．（c）多 D．一样多 【答案】D 【解析】根据公式W=Fs，在同样大小的力F作用下，三个物体都沿力的方向分别移动了距离s，所以做功一样多，综上分析知，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2、物块A静止在粗糙程度相同的水平桌面上，物块A受到水平拉力F的作用如图甲所示，拉力F和时间t的关系如图乙所示，物块A的速度v和时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是（    ） A．0~6s内，拉力F对物块A做了功 B．6~12s内，拉力F做功越来越快 C．拉力F在6~8s内做功的功率等于在8~10s内做功的功率 D．12~18s内，拉力F做的功是540J 【答案】B 【解析】A．由丙图可知，0~6s内，物块A的速度一直为0，物块处于静止状态，拉力F对物块A没有做功，故A错误； B．由丙图可知，6~12s过程中，物块A为加速运动，由乙图可知，拉力大小是15N，根据；可知拉力F做功的功率越来越大，做功越来越快，故B正确； C．由丙图可知，6~12s过程中，物块A为加速运动，由乙图可知，拉力大小是5N，在6~8s内和在8-10s内拉力的大小都是15N，6~8s内速度小于在8-10s内速度，根据；拉力F在6~8s内做功的功率小于在8~10s内做功的功率，故C错误； D．由丙图可知，12~18s内，物块匀速直线运动，速度是6cm/s=0.06m/s；由乙图可知，拉力大小是10N，拉力F做的功W=F′s=F′vt=10N×0.06m/s×6s=3.6J；故D错误。故选B。 3、山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路如图所示，这样车辆向上行驶时可以（　　） A．减小所必需的牵引力 B．减小所做的功 C．提高机械效率 D．提高发动机功率 【答案】A 【解析】A．盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，故A符合题意； B．根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，故B不符合题意； C．从机械效率的公式 可知，有用功相同，盘山路越弯曲，额外功越多，总功就越大，机械效率越低，故C不符合题意； D．汽车的功率决定于汽车的发动机，每辆汽车都有自己的输出功率，是一个不变量，故D不符合题意。故选A。 4、如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙，物体的速度v与时间t的关系如图丙，以下说法正确的是（　　） ①0~2秒，物体处于静止状态，是因为推力小于摩擦力 ②2~4秒，物体受到的摩擦力为2N ③2~4秒，物体做匀速直线运动 ④4~6秒，推力F做的功为16J A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④ 【答案】D 【解析】①．由v﹣t图象可知，0～2秒，物体没有推动，物体处于平衡状态，受到的摩擦力与推力是一对平衡力，所以f＝F，故①错误； ②③．由v﹣t图象可知，在4s~6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由F﹣t图象可知在4s~6s拉力F＝2N，由平衡条件可得滑动摩擦力f＝F＝2N；由v﹣t图象可知，物体在2~4秒做加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力。而压力和接触面的粗糙程度都不变，物体受到的摩擦力仍是2N，故②正确，③错误； ④．由v﹣t图象可知，在4s~6s物体运动的速度v＝4m/s，由得，4s~6s物体运动的距离为s＝vt＝4m/s×(6s﹣4s)＝8m；则4~6秒推力F做的功为W＝Fs＝2N×8m＝16J；故④正确。故选D。 5、（双选）两次水平拉动同一物体在同一水平面上分别做匀速直线运动，s-t图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度： B．两次拉力对物体做功的功率： C．4-6s两次拉力对物体所做的功： D．两次物体所受的拉力： 【答案】CD 【解析】A．由图像可知，运动相同的时间，第一次通过的路程大于第二次通过的路程，根据公式可知，第一次的速度大于第二次的速度，即v1>v2，故A错误； BD．两次水平拉动同一物体在同一水平面上分别做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等。两次物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都相同，受到的摩擦力相同，所以拉力相同F1=F2，又因为v1>v2，根据公式P=Fv可知，P1>P2，故B错误，D正确； C．相同的时间，两次的功率P1>P2，根据公式W=Pt可知，4-6s两次拉力对物体所做的功W1>W2，故C正确。故选CD。 6、如图所示，供轮椅上下的斜坡长L=4m，高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 （精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为 N。 【答案】400 83.3% 20 【解析】拉力做的有用功W有用=Gh=200N×2m=400J 拉力F做的总功W总=Fs=120N×4m=480J 斜坡的机械效率 拉力做的额外功W额=W总﹣W有用=480J﹣400J=80J 由W额=fs可得，木箱受到的摩擦力。 7、如图1所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图2所示，物体运动速度v与时间t的关系如图3所示。则0∼2s内物体受到的摩擦力大小为 N；t=3s时物体受到摩擦力 N；4∼6s内拉力F所做的功为 J。 【答案】1 2 1.6 【解析】由图-3可知，0~2s内物体保持静止，由图-2可知此时的拉力大小为1N，此时拉力和摩擦力是平衡力，由二力平衡条件可知，此时物体受到的摩擦力f=F1=1N；由-3可知，在4~6s内物体做匀速直线运动，此时推力和摩擦力平衡，由图-2可知，此时拉力为2N，所以此时物体受到的摩擦力；当时，物体做加速运动，但由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以此时的摩擦力也为2N。由图-3可知，4~6s内物体做匀速直线运动，速度大小为0.4m/s，物体运动的距离为；由图-2可知，此时的拉力，拉力F做的功为。 8、如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，拉力F的大小将 （变大/变小/不变），杠杆的机械效率为 ；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （变大/变小/不变）（不考虑摩擦）。 【答案】不变 变大 【解析】因为拉力和重力方向刚好平行，而拉力的力臂和重物对杠杆作用力的力臂都是支点到两个力的垂直距离，即重合，所以根据平行线分线段成比例的特征，拉力在竖直向上拉的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，所以根据杠杆平衡条件，重物对杠杆的作用力不变，拉力也不变。 根据题意，，物体上升的高度 由功的计算公式可得 根据题意，，拉力移动的距离为 由功的计算公式可得 由机械效率的计算公式可得；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则所做的有用功不变，但杠杆向上移动的角度变小，杠杆向上移动的距离也变小，即克服杠杆自重所做额外功减小，在有用功不变，总功减小时，根据效率的公式，此时的效率变大。 9、如图所示是连接深圳和中山的“深中通道”，全长24km，其中有7km为沉管隧道，设计速度为100km/h。通车运行后，一辆总质量为2t的汽车以100km/h的速度匀速通过隧道，车轮与水平路面的总接触面积为0.08m2，当以100km/h的速度匀速行驶时，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。g取10N/kg。求： （1）汽车通过隧道需要的时间； （2）汽车静止在水平路面上时对路面的压强； （3）汽车在隧道内行驶时牵引力做的功。 【答案】（1）0.07h；（2）2.5×105Pa；（3）1.4×107J 【解析】（1）汽车通过隧道需要的时间 （2）汽车静止在水平路面上时对路面的压力 对路面的压强 （3）汽车在隧道内匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，汽车牵引力 牵引力做的功 答：（1）汽车通过隧道需要的时间为0.07h； （2）汽车静止在水平路面上时对路面的压强为2.5×105Pa； （3）汽车在隧道内行驶时牵引力做的功为1.4×107J。 10、在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答： （1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？ （2）游船在护城河中受到的浮力多大？ （3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？ （4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？ 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）所用时间约为 由公式得，黑虎泉站到泉城广场站河段的长度 （2）画舫游船质量为 画舫游船重力为 因为游船漂浮在水中，根据漂浮条件得，游船在护城河中受到的浮力 （3）牵引力对游船做的功 （4）牵引力对游船做功的功率 答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段长； （2）游船在护城河中受到的浮力是； （3）这次水上航行中，牵引力对游船做功是； （4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率是。 11、如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重物全部在水中匀速上升时，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为75％。当重物离开水面后匀速上升过程中拉力为500N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体的重力； （2）物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率。 【答案】（1）900N；（2）90％ 【解析】（1）由图得，滑轮组当重物全部在水中匀速上升时，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为75％不计绳重和摩擦， 得 由滑轮组省力特点得 解得 当重物离开水面后匀速上升过程中拉力为500N，由滑轮组省力特点得 则物体的重力 （2）不计绳重和摩擦，物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率 答：（1）物体的重力900N； （2）物体出水后匀速上升过程中滑轮组机械效率90％。 12、为提高快递配送效率，可使用物流机器人（如图）完成最后三公里的快速智能配送。若空载时该物流机器人质量为80kg，在一段200m的平直道路上匀速行驶。已知机器人所受阻力是重力的0.2倍。当该物流机器人空载时，求： （1）地面对该物流机器人的支持力； （2）匀速行驶时牵引力做的功。   【答案】（1）；（2） 【解析】（1）由题意知，机器人受到的重力与地面对机器人的支持力为一对平衡力，大小相等，方向相反，即 （2）已知机器人所受阻力是重力的0.2倍，即其受到的阻为大小为 机器人在平直道路上匀速行驶200m，可知机器人受到的牵引力与其受到的阻力为一对平衡力，即 ；由得，匀速行驶时牵引力做的功为。 答：（1）地面对该物流机器人的支持力为800N。 （2）匀速行驶时牵引力做的功。 8 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$