北京中考物理功和机械效率专题复习【教师版】

1、中考物理功和机械效率专题复习一 解答题共15小题1. 用如下列图的滑轮组将 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假设用该滑轮组将重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：n =x 100%=< 100%=x 100%=x 100%=x 100%=80%2绳子自由端移动的速度：v' =3v=0.3m/s x 3=0.9m/s ,拉力的功率：P=Fv=200X 0.9m/s=180W3t不计摩擦和绳重，

2、F= G+G动,G 动=3F- G=3X 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 =F' s' =F'x 3h' =240NX 3X 2m=1440J答：1滑轮组的机械效率为 80%2拉力的功率180W3拉力所做的功为 1440J.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20s的时间把重为120N的土从井中 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

3、；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土的重力和上升的高度，根据W=GI求出克制土的重力做的功，即为有用功；2由乙图直接读出 20s拉力做的功即为总功，根据n =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=120X 5m=600J2由乙图可得：W总=800J,滑轮组的机械效率：n =75%3绳端移动的距离：s=nh=2x 5m=10m拉力的大小：F=80N;4拉力的功率：p=40W答：1有用功为60

4、0J;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匀速运动了 0.5m.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 0.5N，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0.5倍.求：1拉力F的功率.2拉力F大小.3克制绳重与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=0.5W2绳子拉下的长度为 S=2h=2X 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=fS 1=0.5 X 8NX 0.5m=

5、2J拉力做的总功为 Wm、=FS=2.5NX 1m=2.5J额外功为 W额=W» - W有用=2.5J - 2J=0.5J对动滑轮做的功为 Wh=G动h=0.5NX 0.5m=0.25J克制绳重与摩擦所做的额外功为W =Ws - W动=0.5J - 0.25J=0.25J克制绳重与摩擦所做的额外功占总功的比例为=10%4. 人们利用如下列图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 X 103Kg/m3,体积为100dm3.在5000N的拉力F作用下，物体 A在2s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

6、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A受到的浮力；2由图知，承担物重的绳子股数n=2，那么拉力F移动的距离S=2h,利用 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n =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=p水gV排33- 3 3=1.0 X 10 kg/m X 10N/kg X 100X 10 m=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：Wm=FS=

7、5000NK 4m=20000J那么拉力F做功的功率P为：P=10000W=10k；3物体A的重力G为：G=mg=物 gV 物333 3=9.0 X 10 Kg/m x 10N/KgX 100X 10 m=9000N,滑轮组的机械效率：n =x 100%=x 100%=x 100%=x 100%=80%.5. 如下列图，现将一重 G=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m未露出水面，每个滑轮重 Q=900N,不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力.铝的密度p铝=2.7 X 10 kg/m，水的密度 p水=1.0 X 10 kg/m , g取10N/kg .求：1滑轮组的机械效率多大？2假设绳端拉

8、力的功率为P=540Vy那么铝块上升的速度为多大？解答：解：1T铝块重G=p铝vg,铝块的体积：v=0.3m3,在水中铝块受到的浮力：333F 浮=p 水 vg=1.0 X 10 kg/m X0 .3m 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有用=Fh=5100NK 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=900NK 2m=1800JWW用 +W额=Fh+G轮 h=10200J+1800J=12000J ,滑轮组的机械效率：n =x 100%x 100%=85%2由题知P总=

9、540W做功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/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.假设不计摩擦和绳重.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=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那么

10、 h=s=x 90m=30m答：重物在1min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=3X 500N- 1200N=300N那么 F' = G物+G动=X 1800N+300IN =700N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，市政府投入巨资，对市区南北主干道进展改造，施工中，一工人利用如下列图的滑轮组, 要15s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=480陈3m=1440J

11、答：有用功是 1440J;2拉力移动的距离 S=2h=2X 3m=6m拉力做的总功 Wfe=FS=300N< 6m=1800J滑轮组的机械效率是 n =x 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&如下列图，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.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建筑材料运动的距离上

12、升的高度和所用的时间，利用速度计算公式V= 十算得出；2此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 力移动的距离等于 2倍物体上升的高度，即 s=2h;此时，W有用=Gh, W=Fs,再利用机械效率 n =代入后分析计算得出拉力F;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，又时间，利用p= 十算得出.解答： 解：m=360kg, t=20s , h=4m1上升的速度 v=0.2m/s ;2建筑材料的重力 G=mg=360k10N/kg=3600N由n =得：电动机对绳子的拉力 f=2000N3电动机拉绳子做的功： W=Fs

13、=2Fh=2 2000NX 4m=16000J电动机拉绳子的功率 P=800W9. 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下列图的滑轮组.某次将总重G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：亠4W有=Gh=4000陈 10m=4X 10 J.2拉力F移动的距离：s=2h=2X 10m=20m拉力F所做的总功：4W总=Fs=2500NX 20m=X 10 J.拉力F做功的功率：P=1250W3滑轮组的机械效率：n =x

14、 100%=x 100%=80%4答：1力F所做的有用功是4X 10 J；42拉力F做的功和功率分别是 5X 10 J、1250W；3滑轮组的机械效率是 80%23310. 重为160N、底面积为0.04m的物体落入干涸的深井底部.物体的密度为1.6 X 10 kg/m , 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假设在井注入水，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

15、图可知，承担物重的绳子股数 n=2,那么拉力端移动的距离 s=2h，知道拉力和物重大小， 利用n = 求滑轮组的机械效率；3由题知，不计绳重和摩擦，那么F= G+G轮，据此求出动滑轮重；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，那么F' = 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，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=160N物体对井底的压强：3p=4X 10 Pa；2由图可知，n=2,那么拉力端移动的距离s=2h,n =80%3t不计绳重和摩擦，二 F=

16、G+G轮,100N= 160N+G轮，解得动滑轮重：G动=40N G=mg= Vg,物体的体积：3V=0 01m ,在水中受到的浮力：333F 浮=p 水 gV排=p 水 gV物=1.0 X 10 kg/m X 10N/kg X 0.01m =100N,此时拉力：F' = G物+G动F浮=160N+40N 100N=50N,拉力端移动的速度：v=2v 物=2X 1m/s=2m/s,拉力做功功率：P=F v=50NX 2m/s=100W3答：1求物体对井底的压强为4X 10 Pa;2此滑轮组的机械效率为 80%3拉力的功率为100W11. 用如下列图的滑轮组在 20s将重600N的物体从

17、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有=Gh=600NK 4m=2400J2拉力F移动的距离：s=4h=4X 4m=16m拉力F所做的总功：W总=Fs=250N< 16m=4000J拉力F做功的功率：P=200W3滑轮组的机械效率：n =x 100%=< 100%=60%答：1力F所做的有用功是2400J ;2拉力F做功的功率是200W3滑轮组的机械效率是 60%12. 工人师傅利用图装置在5S将一个重为4500N的物体A沿水平方向匀速向左拉动 2m作用在绳自由端

18、的拉力F为400N,物体的底面积为 1.5m2，假设物体滑动时受到的摩擦力大小是物重的0.2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=3000Pa；2拉力F做的功：W总=Fs=400K 3< 2m=2400J拉力F做功的功率：P 总=480W3克制摩擦力做的有用功:W有 =fs=G< 0.2 < s=4500NX 0.2 < 2m=1800J滑轮组的机械效率：n =75%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480W3滑轮组的机械效率为 75%点评：此题考查压强、有用

19、功、总功和机械效率的计算，关键知道克制摩擦力所做的功为有用功.13. 如下列图，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，10s绳子的自由端拉下16m此过程所做的额外功是800J，假设绳重和摩擦不计，求：1拉力F的功率；2滑轮组的机械效率；3动滑轮的总重.解答：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 n =?； 3动滑轮的总重 G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,那么物体上升的高度：h=4m,克制物体重力做的功：W有用=Gh=1000陈4m=4000J拉力做的功： WW用+W额=4000J+800J=4800J ,所以拉力的功率：P=480W2滑轮组的机械效率：n =x 100%=< 100%«83. 3%3TW 额=6动 h,动滑轮的总重为：G动=200N.答：1绳自由端拉力的功率是 480W2滑轮组的机械效率是 83.3%.3动滑轮的总重是 200N.14 .如下列图，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沿水平方向匀速运动 10m货车受到的摩擦力是车重的0.2倍.