2015年中考物理复习：微专题5　功、功率和机械效率的计算.DOC

微专题五功、功率和机械效率的计算 一、利用滑轮组提升物体利用滑轮组提升物体，分三种情况：1理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦，即W额0，F，1，GhFs。2半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W额G动h，F，。3实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明，表明要考虑)，即，F。【例】(2013，荆州)用如图所示的滑轮组提升重物，当作用在绳子自由端的拉力为100 N时，能匀速提起重力为240 N的物体，不计绳重和摩擦，求：(1)动滑轮重力为多少？(2)若绕绳能承受的最大拉力为200 N，则该滑轮组的最大机械效率为多大？【解析】(1)不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F(G物G动)求动滑轮的重力；(2)已知绕绳能承受的最大拉力，根据F(G物G动)求出能承受的最大物重，再利用求滑轮组的最大机械效率。【答案】(1)因为不计绳重和摩擦，所以F(G物G动)即100 N(240 NG动)，所以动滑轮的重力G动60 N。(2)因为绕绳能承受的最大拉力为200 N，所以F最大(G最大G动)即200 N(G最大60 N)G最大540 N，则滑轮组的最大机械效率90%。【对应练习】1(2014，重庆)工人借助如图所示的装置，在20 s时间内将重为700 N的货物匀速提升了4 m，已知他对绳子的拉力为500 N。该过程中，工人所用装置的机械效率为70%，工人对绳子拉力的功率为200W。2(2013，佛山)如图所示，物体A在大小为10 N的拉力F作用下，以0.3 m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若物体A与桌面间的摩擦力为1 N，下列说法错误的是( D )A拉力F做功的功率是3 WB物体B的质量是2.7 kgC物体B上升的速度是0.1 m/sD物体A运动1 s，则物体B克服重力做功3 J3(2013，襄阳)用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30 N，货物重360 N，上升速度是0.3 m/s，拉力F的功率是180 W(不计绳重)。求：(1)滑轮组的机械效率。(2)货物上升3 m的过程中，克服摩擦力做的功。解：(1)1 s内货物升高的高度h0.3 m，W有Gh360 N0.3 m108 J，W总P总t180 J，60%(2)货物上升3 m的时间t10 s，W总P总t180 W10 s1 800 J，W有Gh360 N3 m1 080 J，提升动滑轮做的功W动G动h30 N3 m90 J，克服摩擦力做的功WfW总W有W动630 J二、利用滑轮组水平拉物体利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物换成f就行了。理想情况：W有fs，F；实际情况：，F。【对应练习】4(2014，德阳)如图所示，在20 N的水平拉力F作用下，重200 N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48 N，则滑轮组的机械效率为_80%_；若物体的速度为0.2 m/s，则1 min内拉力做的功为_720_ J。5(2014，泰安)一辆质量是3.5 103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1103 N，汽车沿水平方向匀速移动了2 m，滑轮组的机械效率为90%。求：(1)拉力F做的总功。(2)有用功为多大？(3)汽车受到的阻力大小。解：(1)当汽车沿水平方向匀速移动了2 m时，绳子末端移动6 m，根据W总Fs1103 N6 m6103 J(2)根据，W有用W总90%6103 J5.4103 J(3)W有用F拉s车，F拉2.7103 N，由于车匀速运动，所以车受到的阻力fF拉2.7103 N6如图甲所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5 s内匀速运动了0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示。己知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍。求：甲乙(1)拉力F的功率。(2)拉力F的大小。(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。解：(1)由图象可知，5 s内拉力F做功2.5 J，拉力做功的功率P0.5 W(2)由图象可知，s2h，绳末端移动速度v2v物220.2 m/s，做匀速运动时，由PFv得F2.5 N(3)克服绳重及摩擦做的额外功W额W总W有W动，由于物体A做匀速运动，拉力Ff0.25G0.2516 N4 N，则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为三、利用斜面提升物体利用斜面提升物体分两种情况：1理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功Gh，即FsGh。2非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W有Gh，W总Fs，W额fs，。【对应练习】7(2014，呼和浩特)已知斜面倾角为30，斜面高为2 m。小兵同学用绳子沿斜面将重为400 N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为300 N，绳重不计。求：(1)小兵对木箱做的有用功。