北京中考物理功和机械效率专题复习【教师版】

1、北京中考物理功和机械效率专题复习一解答题（共15 小题）1用如图所示的滑轮组将480N 的物体以 0.3m/s 的速度匀速提起， 绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重） 求：（ 1）滑轮组的机械效率（ 2）拉力的功率（ 3）若用该滑轮组将重 600N 的物体匀速提升 2m 时，拉力所做的功为多少？解答： 解：（ 1）由图知，使用该滑轮组承担物重的绳子股数，n=3 滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80% ；（ 2）绳子自由端移动的速度：v=3v=0.3m/s ×3=0.9m/s ，拉

2、力的功率：P=Fv=200N ×0.9m/s=180W ；（ 3）不计摩擦和绳重， F= （ G+G 动）， G 动=3F G=3×200N 480N=120N ，当提起 G=600N 的物体时拉力：F= （ G+G 动），=（600N+120N ） =240N ，这时拉力做的功：W =Fs=F×3h=240N ×3×2m=1440J 答：（ 1）滑轮组的机械效率为 80%；（ 2）拉力的功率 180W ；（ 3）拉力所做的功为 1440J2在农村常有家庭挖井取水小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s 的时间把重为120N 的土从井中

3、匀速提升5m，拉力做的功W 随时间 t 的变化图象如图（乙）所示求：（ 1）有用功；（ 2）滑轮组的机械效率；（ 3）拉力的大小；（ 4）拉力的功率考点 ： 功的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算专题 ： 计算题；压轴题分析：（ 1）已知土的重力和上升的高度，根据W=Gh 求出克服土的重力做的功，即为有用功；（ 2）由乙图直接读出20s 内拉力做的功即为总功，根据=求出滑轮组的机械效率；（ 3）由图可知绳子的有效股数为2，根据 s=nh 求出绳端移动的距离，根据W=Fs 求出拉力的大小；（ 4）根据 P=求出拉力的功率解答：解：（ 1）有用功：W 有=Gh=120N 

4、15;5m=600J ；（ 2）由乙图可得：W 总=800J，滑轮组的机械效率：=75% ；（ 3）绳端移动的距离：s=nh=2 ×5m=10m ，拉力的大小：F=80N ；（ 4）拉力的功率：P=40W 答：（ 1）有用功为 600J；（ 2）滑轮组的机械效率为75%；（ 3）拉力的大小为 80N；（ 4）拉力的功率为 40W 3如图 1 所示，重为8N 的物体 A 在拉力 F 的作用下， 5s 内匀速运动了图 2 所示己知动滑轮重0.5N ，物体 A 在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力求：（ 1）拉力 F 的功率0.5m拉力f 为物重F 做的功随时间变化的图象如G的 0.5倍（ 2

5、）拉力 F 大小（ 3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例解：（ 1）由图象知，拉力做的功W=2.5J时，所用的时间是5s所以拉力的功率为P=0.5W ；（ 2）绳子拉下的长度为 S=2h=2×0.5m=1m作用在绳子上的拉力为F=2.5N ；（ 3）拉动物体做的有用功为W 有用 =fS1=0.5×8N ×0.5m=2J拉力做的总功为W 总=FS2=2.5N ×1m=2.5J额外功为W 额=W 总 W 有用=2.5J 2J=0.5J对动滑轮做的功为W 动 =G 动 h=0.5N ×0.5m=0.25J克服绳重及摩擦所做的额外功为W =W 额

6、 W 动 =0.5J 0.25J=0.25J克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为=10%4人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A 打捞上来，物体A 的密度为 9.0×103Kg/m3，体积为100dm3在 5000N 的拉力 F 作用下，物体 A 在 2s 内匀速竖直上升2m（物体未露出水面） ，不计水的阻力， g=10N/Kg 求：（ 1）物体 A 受到的浮力（ 2）拉力 F 做功的功率（ 3）滑轮组的机械效率分析：（ 1）知道物体A 的体积（浸没水中排开水的体积）利用阿基米德原理求物体（ 2）由图知，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F 移动的距离S=2h，利用A 受

7、到的浮力；W=FS 求拉力 F 所做的总功，又知道做功时间，利用P=求拉力 F 做功的功率；（ 3）知道物体A 的体积和密度，利用G=mg= Vg求物体A 的重力，知道拉力大小，利用=求滑轮组的机械效率解答：解：（ 1）物体 A 受到的浮力F 浮 为：F 浮 =水 gV 排33×100×10 3 3=1.0×10 kg/m ×10N/kgm=1000N ；（ 2）拉力 F 移动的距离S 为：S=2h=2 ×2m=4m ，拉力 F 所做的总功W 总 为：W 总=FS=5000N ×4m=20000J，则拉力 F 做功的功率P 为：P=1

8、0000W=10kW；（ 3）物体A 的重力G 为：G=mg= 物 gV物3=9.0×10 Kg/m3×10N/Kg ×100×10 33m=9000N ，滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%=80% 5如图所示，现将一重G1=8100N 的实心铝块在水中匀速上提h=2m （未露出水面） ，已知每个滑轮重G2=900N ，不计绳重和各种摩擦， 不计水的阻力 已知铝的密度铝 =2.7×1033，水的密度水 =1.0×1033，g 取 10N/kg 求：kg/mkg/m

9、（ 1）滑轮组的机械效率多大？（ 2）若绳端拉力的功率为 P=540W ，则铝块上升的速度为多大？解答：解：（ 1）铝块重G1=铝 vg ，铝块的体积：v=0.3m3，在水中铝块受到的浮力：F 浮 =水 vg=1.0 ×103kg/m3×0.3m3×10N/kg=3000N ，滑轮组对铝块的拉力：F=G1 F 浮 =8100N 3000N=5100N ，使用滑轮组做的有用功：W 有用 =Fh=5100N ×2m=10200J ，不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：W 额=G 轮 h=900N ×2m=1800J ，W 总=W 有用 +W

10、额=Fh+G 轮 h=10200J+1800J=12000J，滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=85% ；（ 2）由题知 P 总=540W ，做功时间：t=，铝块上升的速度：v=0.09m/s 答：（ 1）滑轮组的机械效率85%；（ 2）铝块上升的速度为0.09m/s6建筑工地上，某施工人员利用如图6 所示的滑轮组匀速提升重物若不计摩擦和绳重求：（ 1）利用这个滑轮组匀速提升重为 1200N 的物体时，所用的拉力是 500N，此时滑轮组的机械效率是 80%，拉力做功的功率是 750W ，求重物在 1min 内匀速上升的高度？（ 2）当用这个滑轮组匀速提升重为180

11、0N 的物体时，拉力是多少？解答：解：（ 1）由题意知，拉力在1min 做的功为： W 总 =Pt=750W ×60s=45000J根据 W 总 =Fs 得 s=90m由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h则 h=s=×90m=30m答：重物在1min 内上升的高度是30m（ 2）因为滑轮组由3 段绳子承担物重，所以F=（ G 物 +G 动 ）G 动=3×500N 1200N=300N则 F= （G 物 +G 动 ） =×（ 1800N+300N ） =700N答：当用这个滑轮组匀速提升重为1800N 的物体时，拉力是700N7为打造环三中心城

12、市，宁德市政府投入巨资，对市区南北主干道进行改造，施工中，一工人利用如图所示的滑轮组，要 15s 内将 480N 的重物匀速拉到 3m 高处，所用的拉力是 300N 求：（ 1）有用功是多少？（ 2）滑轮组的机械效率是多少？（ 3）拉力的功率是多少？解答：解：（ 1）有用功W 有用=Gh=480N ×3m=1440J ；答：有用功是1440J；（ 2）拉力移动的距离 S=2h=2×3m=6m ；拉力做的总功 W 总 =FS=300N ×6m=1800J ；滑轮组的机械效率是=×100%=×100%=80% ；答：滑轮组的机械效率是80%；（ 3）拉力的功率是 P=120W ；答：拉力的功率是120W 8如图所示，某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上已知建筑材料的质量m=360kg ，用 t=20s 的时间把建筑材料匀逮提升了h=4m ，滑轮组的机械效率为90%， g 取 10N/Kg 求这段时间内（ 1）建筑材料上升的速度V ；（ 2）电动机对绳子的拉力F；（ 3）电动机拉绳子的功率P分析：（ 1）已知建筑材料运动的距离（上升的高度）和所用的时间，利用速度计算公式V= 计算得出；（ 2）本题是利用滑轮组提升重物，一个动滑轮，一个定滑轮，从图上可以看出动滑轮上有两段绳子，故拉力移动的距离等