第9章 专题12 功、功率和机械效率的相关计算 -【勤径学升】2025-2026学年新教材八年级下册物理同步练测配套课件PPT（北师大版2024）

3/19/2025 3/19/2025 八年级物理 下册·北师版 3/19/2025 第九章 机械和功 专题12　功、功率和机械效率的相关计算 3/19/2025 9 2 1题图 3/19/2025 B 3/19/2025 D 3/19/2025 D 3/19/2025 15 80% 增大 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 B 3/19/2025 D 3/19/2025 60% 40 N 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 3/19/2025 杠杆类　　 如图所示，一根轻质木棒可以绕O点转动，在木棒的左端施力使木棒右端悬挂的重物P在5 s内匀速上升0.1 m。已知重物P的质量为9 kg，该过程中木棒的机械效率为90%，则使重物P上升所做的有用功为__J，拉力所做总功的功率为__W。(g取10 N/kg) 滑轮类　　 (哈尔滨)如图所示，用一个动滑轮把重力为100 N的沙袋从地面匀速提到 6 m高的楼上，所用拉力为60 N(绳重和摩擦不计)，下列说法正确的是( ) A．动滑轮重40 N B．绳子自由端通过的距离为12 m C．拉力做的有用功为720 J D．动滑轮的机械效率为8.3% 2题图 (河北)在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380 N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200 N，建筑材料在5 s内匀速上升5 m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是( ) A．动滑轮所受重力为10 N B．滑轮组所做的有用功为2 000 J C．工人所用拉力的功率为380 W D．滑轮组的机械效率为95% 3题图 (辽阳)用如图所示的滑轮组拉动重300 N的箱子，以0.2 m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是( ) 4题图 A．拉力F为80 N B．10 s内绳子自由端移动2 m C．3 s内箱子重力做功180 J D．拉力F的功率为16 W 在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25 N的拉力使重力为 300 N的物体A沿着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力为____ N，该装置的机械效率为______；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将____(选填“增大”“减小”或“不变”)。 5题图 (孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，工人的重力为640 N，与地面接触的总面积为4×10－2 m2，提升时间为20 s，重物上升高度为2 m。 6题图 (1)求提升时绳自由端的速度。 (2)若拉力F为150 N，求拉力的功率。 (3)若(2)问过程中所提货物重360 N，求滑轮组的机械效率。 (4)若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为2.0×104 Pa，求所提升货物的重力。 解：(1)重物上升速度：v物＝ eq \f(h,t)＝ eq \f(2 m,20 s)＝0.1 m/s， 由题图可知，n＝3，则提升重物时绳子自由端的速度：v绳＝3v物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s； (2)当拉力为150 N时，拉力的功率： P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(Fs,t)＝Fv＝150 N×0.3 m/s＝45 W； (3)当G物＝360 N时，滑轮组的机械效率： η＝ eq \f(Gh,Fs)＝ eq \f(Gh,Fnh)＝ eq \f(G,nF)＝ eq \f(360 N,150 N×3)＝80%； (4)当G物＝360 N时，F＝150 N，不计绳重和摩擦，拉力F＝ eq \f(1,3)(G物＋G动)，则动滑轮的重力： G动＝3F－G物＝3×150 N－360 N＝90 N， 当提升另一重物时，工人对高台的压力： F压＝pS＝2.0×104 Pa×4×10－2 m2＝800 N， 压力和支持力是一对相互作用力，则F压＝F支＝800 N， 此时人受到向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力，则有：G人＋F拉＝ F支，所以，人对绳子末端的拉力： F拉＝F支－G人＝800 N－640 N＝160 N， 由F拉＝ eq \f(1,3)(G物＋G动)得，此时所提升货物的重力：G物′＝3F拉－G动＝3×160 N－90 N＝390 N。 答：(1)绳自由端的速度为0.3 m/s；(2)当拉力为150 N时，拉力的功率为45 W；(3)当提升货物重360 N时，滑轮组的机械效率为80%；(4)所提升货物的重力为390 N。 (湖州)在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组，他用该滑轮组在4 s内将一个重力G＝100 N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2 m。人的拉力为18 N，物体移动时受到地面的摩擦力f＝0.35G，不计绳重及机械的摩擦。求： (1)人的拉力所做的功。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮受到的重力。 7题图 解：(1)由题图知n＝2，则绳端移动的距离： s绳＝ns物＝2×2 m＝4 m， 人的拉力所做的功：W＝Fs绳＝18 N×4 m＝72 J； (2)拉力F做功的功率：P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(72 J,4 s)＝18 W； (3)物体受到的摩擦力： f＝0.35G＝0.35×100 N＝35 N， 因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力： F拉＝f＝35 N， 不计绳重及机械的摩擦，由F＝ eq \f(1,n)(G动＋F拉)可得，动滑轮的重力：G动＝nF－ F拉＝2×18 N－35 N＝1 N。 答：(1)人的拉力所做的功为72 J；(2)人的拉力做功的功率为18 W；(3)动滑轮受到的重力为1 N。 斜面类　　 斜面的高与长如图所示，将重200 N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力为50 N，下列说法正确的是( ) A．拉力做功200 J B．额外功是200 J C．有用功是200 J D．重力没有做功 8题图 (兰州)如图所示，斜面长10 m，高4 m。用平行于斜面F＝50 N的拉力，将重100 N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是( ) A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50 N C．对物体所做的有用功为500 J D．该斜面的机械效率为80% 9题图 (德阳)如图所示，沿斜面把一个质量为12 kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力F＝100 N，斜面长2 m、高1 m，则其机械效率是______，物体所受摩擦力是________。(g取10 N/kg) 10题图 组合机械类　　 建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2×103 kg的物体，拉到长为100 m、高为50 m的斜面顶端。测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103 N，g取10 N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦。 11题图 (1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图。 (2)求对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率。 (3)若动滑轮重1 000 N，求物体所受的摩擦力。 (4)若拖拉机的最大输出功率为12 kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度。 (1)如答图所示 11题答图 解：(2)已知物体质量和斜面高，对物体做的有用功： W有用＝Gh＝mgh＝1.2×103 kg×10 N/kg×50 m＝6×105 J， 由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮， 即n＝2，将物体拉上斜面时，拖拉机通过的距离： s＝2L＝2×100 m＝200 m， 拉力总功：W总＝F拉s＝4×103 N×200 m＝8×105 J， 所以滑轮组与斜面组合的机械效率： η＝ eq \f(W有用,W总)×100%＝ eq \f(6×105 J,8×105 J)×100%＝75%； (3)根据W总＝W有用＋W额外可得额外功W额外＝W总－W有用＝8×105 J－6×105 J＝2×105 J， 不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦，克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功，所以W额外＝fL＋G滑h，所以物体所受摩擦力：f＝ eq \f(W额外－G滑h,L)＝ eq \f(2×105 J－1 000 N×50 m,100 m)＝1.5×103 N； (4)由P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(F拉s,t)＝F拉v可知，拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度：v＝ eq \f(P,F拉)＝ eq \f(12×103 W,4×103 N)＝3 m/s。 答：(2)对物体做的有用功为6×105 J，此时滑轮组与斜面组合的机械效率为75%；(3)物体所受的摩擦力为1.5×103 N；(4)拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度为3 m/s。 $$