北师大版八年级物理全册.第九章机械和功专题训练 (共2份打包)

[功、功率和机械效率的计算] 在进行功、功率和机械效率的计算时，需明确以下三点： 1．功的计算方法：(1)根据功的定义式进行计算：W＝Fs；(2)根据功率的定义变形式进行计算：W＝Pt；(3)根据有用功、额外功和总功的关系式进行计算：W总＝W有用＋W额外；(4)根据机械效率的变形式进行计算：W总＝。 2．功率的计算方法：(1)根据功率的定义式进行计算：P＝；(2)根据功率的定义拓展式进行计算：P＝Fv。 3．机械效率的计算方法：η＝。 ►类型一　利用滑轮组提升物体 1．工人用如图9－ZT－1甲所示的滑轮组运送建材上楼，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，机械摩擦及绳重忽略不计，g取10 N/kg。 图9－ZT－1 (1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？ (2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，则拉力的功率是多少？ (3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？ 2．用如图9－ZT－2甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重及摩擦力。求： 图9－ZT－2 (1)滑轮组提升重物所做的有用功。 (2)滑轮组提升重物的机械效率。 (3)动滑轮的重力。 ►类型二　利用滑轮组水平拉物体 3．2017·郴州 利用如图9－ZT－3所示的滑轮组，用F＝1000 N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动10 s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求： (1)货物A在10 s内移动的距离。 (2)整个过程中拉力F的功率。 (3)水平地面对货物A的摩擦力大小。 图9－ZT－3 4．小华用如图9－ZT－4所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60 kg，在F＝50 N的拉力作用下，货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2。求：(g取10 N/kg) (1)货箱的重力。 (2)拉力F的功率。 (3)货箱运动了1 min，克服摩擦力所做的功。 (4)此滑轮组的机械效率。 图9－ZT－4 ►类型三　利用斜面提升物体 5．2017·潍坊 如图9－ZT－5所示，斜面长s＝1.5 m，高h＝0.3 m。建筑工人将重G＝500 N的货箱，用绳子从底端匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150 N，忽略绳子重力。求： (1)该过程拉力F做的功。 (2)该装置的机械效率。 (3)货箱在斜面上受的摩擦力大小。 图9－ZT－5 ►类型四　生活中的机械 6．被批准为国家级新区的天府新区包括了资阳市的部分区域，其中简阳辖区内的三岔湖被誉为“西部百岛湖，天府新乐园”。为了配合天府新区的旅游开发建设，资阳旅游局拟购进一批旅游观光艇(如图9－ZT－6所示)，其部分技术参数如下表。求：(g取10 N/kg) 图9－ZT－6 商品名称 ××观光艇 商品外观 7.5 m×2.0 m×0.9 m 空艇质量 900 kg 发动机最大输出功率 45 kW 最大载客人数 20人 最大航速 45 km/h (1)观光艇以最大航速行驶20 min所通过的路程s。 (2)若观光艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器的效率为75%，则以最大航速行驶时受到水的平均阻力为多少。 详解详析 1．(1)建材的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N。 (2)由图可知，n＝2，则1 min内绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×12 m＝24 m， 拉力做的功：W＝Fs＝200 N×24 m＝4800 J， 拉力的功率：P＝＝＝80 W。 (3)由图像可知，当η＝50%时，物重G1＝400 N， 因为η＝＝＝＝， 所以50%＝，则G动＝400 N。 当η′＝60%时，η′＝， 即60%＝，则G′＝600 N。 2．(1)滑轮组提升重物所做的有用功：W有用＝Gh＝760 N×10 m＝7600 J。 (2)重物运动的时间：t＝＝20 s， 根据图乙可知，此时拉力做的总功是8000 J， 所以滑轮组提升重物的机械效率：η＝＝＝95%。 (3)滑轮组所做的额外功：W额外＝W总－W有用＝8000 J－7600 J＝400 J， 因W额外＝G动h，故动滑轮的重力：G动＝＝＝40 N。 3．(1)1 m　(2)200 W　(3)1500 N 4．(1)货箱的重力：G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N。 (2)拉力F移动的速度：v＝3v物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s，拉力F的功率：P＝Fv＝50 N×0.3 m/s＝15 W。 (3