北京中考物理功和机械效率专题复习【教师版】

1、v1.0可编辑可修改北京中考物理功和机械效率专题复习.解答题(共15小题)1.用如图所示的滑轮组将 480N的物体以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n=3解答：解：(1)由图知，使用该滑轮组承担物重的绳子股数,滑轮组的机械效率:W有X 100%也 X 100%的总 FGhX100%= ° X100%FX34 x 100%=80%200NX 34(2)绳子自由端移动的速度:v' =3v=sX3 =s,拉力的功率:(3)二.不计摩

2、擦和绳重， .F=工(G+Gt),3.G 动=3F-G=3X 200N- 480N=120N)当提起G =600N的物体时拉力：F' =- (G +G 动)，3=上(600N+120N =240N,这时拉力做的功：W =F' s' =F' X3h' =240NX 3X2m=1440J答：(1)滑轮组的机械效率为 80%(2)拉力的功率 180叫(3)拉力所做的功为1440J.20s的时间把重为120N的土从井中2.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，他用匀速提升5ml拉力彳的功 W随时间t的变化图象如图(乙)所示.求：(1)有用

3、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=Ght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，根据刀=弓亘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=Gh=120隙 5m=600J(2)由乙图可得：W甘=800J,滑轮组的机械效率：r=_H=75%W 总 800J(3)绳端

4、移动的距离：s=nh=2X 5m=10m拉力的大小：F-=L=80N;E 10lD(4)拉力的功率：P="=40wt 20s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 40W3.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.拉力 F做的功随时间变化的图象如图 2所示.己知动滑轮重，物体 A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的倍.求：(1)拉力F的功率.(2)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的，所用的时间是 5s所以拉力的功率为 P组&am

5、p;&!=；,t(2)绳子拉下的长度为 S=2h=2X =1m作用在绳子上的拉力为 f=W=2* 5J = ；S Im(3)拉动物体做的有用功为Wt用=fS1=X8NX =2J拉力做的总功为 W总,=FS2=X 1m=额外功为 W#=W总一Wf用=-2J=对动滑轮做的功为 W力=Gh=X =克服绳重及摩擦所做的额外功为W =Ws - W动=-=-1克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为©一四生1=10%阿£ 5J4.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X 10 3Kg/m3,体积为100dm3.在5000N的拉力F作用下，物体

6、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.v1.0可编辑可修改分析:(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A受到的浮力;(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 W=FSjt拉力F所做的总功，又知道做功时间，利用 P三求拉力F做功的功率;t(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，禾U用闪有用(G-F遵)hY=解答:解:(1)物体A受到的浮力F浮为:F浮=p水gV排=x 103

7、kg/m3x 10N/kgx 100X 10=1000N;(2)拉力F移动的距离S为:S=2h=2X 2m=4m拉力F所做的总功W总为:W甘=FS=5000NK 4m=20000J则拉力F做功的功率P为:P=2b=10000W=10kW/(3)物体A的重力G为:G=mg=物 gV 物=x 103Kg/m3x 10N/Kgx 100X 10=9000N,滑轮组的机械效率:Y=X100%（G - F浮）hx 100%FSG-F浮2HX100%9000N-1000H2X5000NX100%!更=老求滑轮组的机械效率.5.如图所示，现将一重 G=8100N的实心铝块在水中匀速上提 h=2m (未露出水

8、面)，已知每个滑轮重 G=900N,不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力.已知铝的密度p铝=xi03kg/m3,水的密度p水=xi03kg/m3, g取10N/kg.求：(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G=p铝vg,铝块的体积：v_ Gi =幻 0-.v=一iPtasrx io3kg/m3xiou/kg在水中铝块受到的浮力：F 浮=p 水 vg= X 10 3kg/m3 x x 10N/kg=3000N,滑轮组对铝块的拉力：F=G F浮=8100N- 3000N=5100N使用滑轮组做的有用功：W用=Fh=5100NX

9、2m=10200J不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：W总=叫用 +%=Fh+G轮 h=10200J+1800J=12000J ,滑轮组的机械效率：X 100%=。2 叫 X 100%=85%闪有用W额=6轮 h=900NX 2m=1800JW总 12OOOJ心(2)由题知 P 总=_=540VV做功时间：tJ丁 二一，P 总 540W铝块上升的速度:v=tTi-goaoj54州14答：(1)滑轮组的机械效率 85%(2)铝块上升的速度为s.6.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

10、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1800N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=750VW<60s=45000J根据W甘=Fs得s=-一 =90mF BOON由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以 s=3h1 ll贝U hs=x 90m=30m3 3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)3G 动=3X500N- 1200N=300N贝U F' =_ (G物'+G动)工

11、X ( 1800N+300N =700N33答：当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是 700N.7.为打造环三中心城市，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 Wr用=6卜=480隙3 m=1440J;布答：有用功是1440J;tAv(2)拉力移动的距离 S=2h=2X 3m=6m& 吊拉力做的总功 W总=FS=300NK 6m=1800J滑轮组的机械效率是 Y

12、=用X 100%卷胃 X 100%=80%答：滑轮组的机械效率是80%(3)拉力的功率是 P=120Wt 15s答：拉力的功率是 120Wm=360kg,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用t=20s的时间把建筑材料匀逮提升了h=4mi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.(2)本题是利用滑轮组提升重物，一个动滑轮,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至计算得出;一个定滑轮，从图上可以看出动

13、滑轮上有两段绳子，故拉力移动的距离等于 2倍物体上升的高度，即 s=2h;此时，WxGh, Wfe=Fs,再利用机械效率Y=w有用代入后分析计算得出拉力F；P里计算t(3)利用求出的拉力 F和s、h之间的关系可以计算出电动机拉绳子做的功，又已知时间，禾1J用得出.解答:解：m=360kg, t=20s , h=4nr|(1)上升的速度 v= n=卜=罩=s ；t t 2Cs(2)建筑材料的重力 G=mg=360kgi0N/kg=3600N电动机对绳子的拉力F000N;(3)电动机拉绳子做的功： W=Fs=2Fh=2 2000NX 4m=16000J电动机拉绳子的功率 p£=800W1

14、20s9 .在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组.某次将总重为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s,卷扬机提供的拉力 F为2500N.求在此过程中:(1)有用功；(2)拉力F的功和功率;(3)滑轮组的机械效率.解答：解：(1)拉力F所做的有用功：W=Gh=4000NC 10m=4< 10 4J.(2)拉力F移动的距离：s=2h=2X 10m=20m拉力F所做的总功：W甘=Fs=2500N< 20m=5< 10 4J.拉力F做功的功率：P= - = ", =1250Wt 40s(3)滑轮组的机械效率：闪

15、有Y=-X 100% 印总d x 1 门口 T=-x 100%=80%5X 104J答：(1)力F所做的有用功是 4X104J；(2)拉力F做的功和功率分别是 5X104J、1250叫(3)滑轮组的机械效率是80%10 .重为160N、底面积为的物体落入干涸的深井底部.已知物体的密度为X 10 3 kg/m3, g=10N/kg ,不计绳重和摩擦.(1)求物体对井底的压强；(2)使用图所示滑轮组，当施拉力F=100N时物体恰能匀速上升，求此滑轮组的机械效率；(3)若在井内注入水，仍用此滑轮组使物体以1m/s的速度在水中匀速上升，求拉力的功率.(不计水对物体的阻力)分析：(1)物体对井底的压力等

16、于物体重，知道受力面积，利用压强公式求物体对井底的压强;(2)由图可知，承担物重的绳子股数n=2,则拉力端移动的距离 s=2h,知道拉力和物重大小，禾1J用刀"有=6 h=G h= G求滑轮组的机械效率;W总 Fs F2h 2F(3)由题知，不计绳重和摩擦，则F=1 (G+GO,据此求出动滑轮重；|2|知道物体重和物体的密度，利用G=mg= Vg求物体的体积，再利用阿基米德原理求出物体受到水的浮力，不计绳重、摩擦、水的阻力，则 F' =1 (G物+G动-F浮)，据此求出拉力大小，再求出拉力端移动的速度,2利用P=Fv求拉力做功功率.解答：解：(1)物体对井底的压力:F=G=1

17、60NJ物体对井底的压强：p=i= 11' =4X 103Pa；0. 04 ro2(2)由图可知，n=2,则拉力端移动的距离 s=2h, n一一 一80%科总 Fs F2h m 2X WON(3) 不计绳重和摩擦,100N= (160N+)解得动滑轮重：G动=40N-G=mg= Vg,160M，物体的体积:V=P 物? 1. 6X 103kg/m3X lONAg，在水中受到的浮力:F 浮=p 水 gV排=0水 gV物=X10 kg/m x 10N/kg x =100N此时拉力：F' =1 (G 物+G 动F 浮)J(160N+40NF 100N) =50N,22拉力端移动的速度

18、：v=2v 物=2X 1m/s=2m/s)，拉力做功功率：P=F v=50NX 2m/s=100W答：(1)求物体对井底的压强为4X103Pa；(2)此滑轮组的机械效率为80%(3)拉力的功率为 100W11.用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高 4m,所用的拉力是 250N,在这个过程中，求:(1)有用功是多少(2)拉力的功率是多少(3)滑轮组的机械效率是多少解答：解：(1)拉力F所做的有用功：W=Gh=600隙 4m=2400J;(2)拉力F移动的距离：s=4h=4X 4m=16m拉力F所做的总功：W甘=Fs=250NX 16m=4000J拉力F做功的功率：P=&q

19、uot;=200W t 20 s(3)滑轮组的机械效率：Y =X 100%N4O°:x 100%=60%W 总 4000Jv1.0可编辑可修改答：(1)力F所做的有用功是2400J;(2)拉力F做功的功率是 200W(3)滑轮组的机械效率是 60%12.工人师傅利用图装置在5s内将一个重为4500N的物体A沿水平方向匀速向左拉动 2ml已知作用在绳自由端的拉力F为400N,物体的底面积为，若物体滑动时受到的摩擦力大小是物重的倍.求：(1)物体A对地面的压强；(2)拉力F做的功和功率；(3)滑轮组的机械效率.解答： 解：(1)物体A对地面的压强:p=l= L/=3000Pa;(2)拉力

20、F做的功：W甘,=Fs=400N>< 3X 2m=2400J拉力F做功的功率：P 总 0m=480wt 5s(3)克服摩擦力做的有用功:W =fs=GX X s=4500NX X 2m=1800J滑轮组的机械效率：答：(1)物体A对地面的压强为 3000Pa；(2)拉力F做的功为2400J,功率为480皿 (3)滑轮组的机械效率为 75%点评：本题考查压强、有用功、总功和机械效率的计算，关键知道克服摩擦力所做的功为有用功.13.如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，10s内绳子的自由端拉下 16m,此过程所做白额外功是 800J,若绳重和摩擦不计，求：(2)滑轮组的机械效率

21、;(3)动滑轮的总重.解答： 已知：物重 G=1000N时间t=10s ,拉力移动距离 s=16m, n=4,额外功 W额=800J求：(1)拉力F的功率P=; (2)滑轮组的机械效率 刀=;(3)动滑轮的总重 6动=解：(1)由图可知，绕过动滑轮的绳子股数为4根，因为绳子移动的距离与物体上升的高度之间的关系是：s=4h,则物体上升的高度：h=.±=L=4m,4 4克服物体重力做的功：W有1=Gh=1000NT 4m=4000J拉力做的功： W甘=叫用+Wfc=4000J+800J=4800J ,所以拉力的功率：P=' - =4-=480Wt 10s(2)滑轮组的机械效率：Y="有用X100%=1叫 ><100险%火 S 4800J(3)'-W 额=6动 h,动滑轮的总重为：G动金匹=200N.h 4iti答：(1)绳自由端拉力的功率是480W(2)滑轮组的机械效率是 (3)动滑轮的总重是 200N.14 .如图所示，是一个从隧道中运矿石的装置图，用滑轮组拉着重800N的货车A在50s内沿水平方向匀速运动 10m,货车受到的摩擦力是车