中考物理必考计算精解精练专题06机械效率专题计算含解析
备战中考物理易错题专题训练-机械效率的计算练习题附答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s,试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小(滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)。
下列判断正确的是A.F1=2F2W1=W2B.F1=12F2W1=12W2C.F1=4F2W1= W2D.F1=14F2W1=14W2【答案】C【解析】【详解】物体A在两种情况下的摩擦力f相等,上图滑轮是动滑轮,下图滑轮的轴固定不动,可以看做是特殊使用的定滑轮。
则:F1=2fF2=1 2 f故:F1=4F2根据功的公式可知:W1=F1×12s=2f×12s=fsW2=F2×2s=12f×2s=fs故:W1=W2,故选C。
2.小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间,用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m,求此过程:拉力F自由端拉出的距离是_____m;小黄所做的有用功是_______J;总功是_______J;拉力做功的功率是______W。
【答案】3 270 450 45 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,滑轮组的承重绳子根数n =3根,则拉力自由端拉出的距离s =nh =3×1m=3m[2]有用功W 有用=Gh =270N×1m=270J[3]总功W 总=Fs =150N×3m=450J[4]拉力做功的功率450J45W 10sW P t ===总3.如图所示,用滑轮组拉动重为200N 的物体在水平桌面上匀速直线运动。
已知F =20N ,滑轮组的机械效率为85%,则物体与桌面的之间的摩擦力大小为__________N 。
【答案】51 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,由3段绳子通过动滑轮,则s F =3s 物,滑轮组的机械效率为85%,即η=W W 有总=F fs Fs 物 =3f F =320Nf=⨯85% 解得f =51N即物体与桌面的之间的摩擦力为51N 。
中考物理专题题库∶机械效率的计算题含答案

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ,此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。
已知工人与地面的接触面积为500cm 2,工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ,不计绳重和摩擦。
则下列说法错误的是( )A .工人用提升400N 重物的过程中,动滑轮做的有用功为1200JB .工人用提升400N 重物的过程中,绳子自由端移动的速度为0.6m/sC .用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为80%D .工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确,不符合题意;B .由图知,绳子段数n =2,物体匀速提升3m ,绳子自由端移动距离s =6m ,绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确,不符合题意;CD .工人对地面的压强为6000Pa ,工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2,所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动,则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2,所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据,得出m 动=20kg ,m 人=60kg ,故D 正确,不符合题意。
用该滑轮组提升重为600N 的物体,机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误,符合题意。
故选C 。
2.如图所示,每个滑轮均重12N ,用滑轮组拉着重600N 的物体A 沿水平方向匀速移动,在40s 内物体移动了8m ,拉力F 做的功为1280J .(不计绳重及机械内部摩擦)那么,拉力F 的功率为_____W ,滑轮组的机械效率为_______.【答案】32 92.5% 【解析】 【分析】 【详解】 拉力F 的功率为P =128040W Jt s==32W.不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力做功为:W 额=G 动⋅h =12N×8m =96J ,则W 有=W 总−W 额=1280J−96J =1184J ;η=W W 有总=11841280JJ=92.5%3.如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。
中考物理《机械效率的计算》专项训练及答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m ,用时3 s ,工人的拉力为50 N ,工人质量为50kg (物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v 1, 滑轮组的效率η1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知1243ηη=∶∶(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取10 N/kg ) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为F 2.则( )A .v 1=1 m/sB .η1=62.5%。
C .F 2 =525 ND .F 浮=120 N【答案】C【解析】【分析】【详解】A .物体下降速度为 3m =1m/s 3sh v t == 因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为441m/s 4m/s v v ==⨯=1物故A 不符合题意;B .已知物体下降的距离为3 m ,因为有4段绳子,所以绳子运动距离443m 12m s h ==⨯=放绳子的做的有用功160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用放绳子的做的总功50N 12m 600J W Fs ==⨯=总滑轮组的效率1480J 100%100%80%600JW W η=⨯=⨯=有用总 故B 不符合题意;CD .物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由(1)F G G n =+动可得,动滑轮重力4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为213380%60%44ηη==⨯=物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率 260%40NW F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得==160N-60N=100N F G F -浮拉物 故D 不符合题意;完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得4F F G =+绳拉物动则人对绳子的拉力1160N 40N)25N 44()(F F G =+=+=绳拉物动 因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N ;人的重力为50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力500N+25N=525N F G F =+=人绳支因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N ,故C 符合题意。
中考物理《机械效率的计算》专项训练含答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s 的速度匀速拉动不同物体。
根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像,如图乙所示。
若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,当物体向右运动0.3m ,绳子自由端移动__________m ;当滑轮组的机械效率为60%时,拉力F b 的功率是__________W 。
【答案】0.9 50 【解析】 【分析】 【详解】[1]有丙图可知,绳子股数3n =,物体向右运动0.3m ,则绳子自由端移动的距离30.3m=0.9m s ns ==⨯绳物[2]由丁图,当物体受到的摩擦力是100N 时,滑轮组机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,则100N=50%()(100N+)W fs f W fs G s f G G η====++有用物总物动物动动则100N G =动当滑轮组的机械效率为60%时,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,物体受到摩擦力的大小1111111=60%()(+100N)W f s f f W f s G s f G f η====++有用1物1总物1动物1动则1150N f =不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图知绳子股数3n =,拉力F b 为()b 111250150N+100N =N 33)3(F f G =+=动物体运动速度0.2m/s 不变,则绳端移动速度30.2m/s=0.6m/s v nv ==⨯绳物则拉力F b 的功率,由W FsP Fvt t===则b 250N0.6m/s=50W 3P F v==⨯绳2.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为_____________N,当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是_______ N ,滑轮组的机械效率为_________;经过分析,发现使用同一滑轮组,_________ ,可以提高滑轮组的机械效率(不考虑绳重和摩擦)。
中考物理机械效率的计算题试题含答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图,A物体重力为100N,B物体重力为30N,此时A物体恰好向右做匀速直线运动,A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍,下列说法正确的是(不计绳重和摩擦)()A.A物体受到的绳子的拉力为15NB.若将B物体的重力增加一倍,则A物体受到的摩擦力为35NC.动滑轮拉B物体的效率为75%D.若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动,拉力的功率为2W【答案】C【解析】【分析】【详解】A.A物体恰好向右做匀速直线运动,摩擦力等于拉力,由题知,摩擦力f=0.2G=0.2⨯100N=20N故A物体受到的绳子的拉力为20N,故A错误;B.若把B的重增加一倍,但A与地面的粗糙程度不变,压力也不变,因此A受到的摩擦力也不会改变,故B错误;C.由图可知,n=2, A物体对绳子的拉力等于A物体受到的绳子的拉力,则动滑轮的重力G动=2F-G B=2f- G B=2⨯20N-30N=10N不计绳重和摩擦,则动滑轮拉B物体的效率η=WW有用总=WW W+有用有用额=BG hGh G h+动=BBGG G+动=30N30N10N+=75%故C正确;D.若将A以0.1m/s的速度水平向左匀速拉动,摩擦力水平向右,大小不变,A物体受到的绳子的拉力不变,则拉力为原来的2倍,即40N,拉力的功率P=Wt=Fst=F′v=40N⨯0.1m/s=4W故D错误。
故选C。
2.如图所示,用平行于斜面的拉力F ,将重为8N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。
若不考虑物体与斜面间的摩擦,则拉力F 为_____N ;若斜面的机械效率为80%,则此时拉力F 为_____N 。
若另一斜面的高度h 与长度s 之比为3:5,将重25N 的物体匀速拉至顶端的拉力为18N ,则该物体所受摩擦力为_____N 。
【答案】4 5 3 【解析】 【分析】不考虑物体与斜面间的摩擦,则用手做的功和用机械所做的功相等;可由Gh Fs =求出拉力;已知有用功和机械效率,可由机械效率变形公式求出总功,再由W Fs =总求出拉力;不考虑物体与斜面间的摩擦,由Gh Fs =求出拉力,然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。
全国中考物理机械效率的计算中考真题汇总及答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时,物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。
下列计算结果正确的是( )A .0s~1s 内,地面对物体的支持力是10NB .1s~2s 内,拉力F 做的功是62.5JC .2s~3s 内,拉力F 的功率是300WD .2s~3s 内,滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .从图乙可以看到,时间从第2s 到第3s 时,速度大小是不变的,这时处于平衡状态,物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重,即340N 120N F G G =+=⨯=拉动由题意可知,0s~1s 内,地面对物体的支持力符合关系式'3120N F F G G +=+=支拉动从图甲可以看到,'30N F =拉,解得30N F =支,A 错误;B .从图甲可以看到,1s~2s 内,拉力F 的大小是50N ,物体上升的高度是1.25m ,三条绳子托着动滑轮,绳端移动的距离是33 1.25m 3.75m s h ==⨯=拉力F 做的功是50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=拉力F 做的功是187.5J ,B 错误;C .2s~3s 内,物体匀速运动,绳端也是匀速运动,拉力F 的大小是40N ,绳端移动的速度3 2.5m/s 7.5m/s v =⨯=绳根据P Fv =可知,拉力F 的功率40N 7.5m/s 300W P Fv ==⨯=绳拉力F 的功率是300W ,C 正确; D .2s~3s 内,物体上升的高度3.75m-1.25m 2.5m h ==拉力F 的大小是40N ,则滑轮组的机械效率100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯⨯有用功总功滑轮组的机械效率约是83.3%,D 错误。
中考物理压轴题专题复习—机械效率的计算及答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s,试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小(滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)。
下列判断正确的是A.F1=2F2W1=W2B.F1=12F2W1=12W2C.F1=4F2W1= W2D.F1=14F2W1=14W2【答案】C【解析】【详解】物体A在两种情况下的摩擦力f相等,上图滑轮是动滑轮,下图滑轮的轴固定不动,可以看做是特殊使用的定滑轮。
则:F1=2fF2=1 2 f故:F1=4F2根据功的公式可知:W1=F1×12s=2f×12s=fsW2=F2×2s=12f×2s=fs故:W1=W2,故选C。
2.如图所示,用平行于斜面的拉力F,将重为8N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。
若不考虑物体与斜面间的摩擦,则拉力F为_____N;若斜面的机械效率为80%,则此时拉力F为_____N。
若另一斜面的高度h与长度s之比为3:5,将重25N的物体匀速拉至顶端的拉力为18N,则该物体所受摩擦力为_____N。
【答案】4 5 3 【解析】 【分析】不考虑物体与斜面间的摩擦,则用手做的功和用机械所做的功相等;可由Gh Fs =求出拉力;已知有用功和机械效率,可由机械效率变形公式求出总功,再由W Fs =总求出拉力;不考虑物体与斜面间的摩擦,由Gh Fs =求出拉力,然后与实际施加的拉力比较即可求出物体与斜面之间的摩擦力。
【详解】[1]不考虑物体与斜面间的摩擦,则用手做的功和用机械所做的功相等,所以有Gh Fs =则拉力F 为8N 0.2m4N 0.4mGh F s ⨯=== [2]用手做的有用功8N 0.2m 1.6J W Gh ==⨯=有已知机械效率80%η=,根据W W η=有总可得,此时拉力F 做的总功1.6J2J 80%W W η===有总 则由W Fs =可得,此时拉力F 为2J 5N 0.4mW F s ===总[3]使用另一斜面,若不考虑物体与斜面间的摩擦,由Gh Fs =可得,此时的拉力为325N 15N 5G h F s '''==⨯=' 由于该物体受到摩擦力的作用,则实际拉力18N F ''=,所以摩擦力18N 15N 3N f F F '''=-=-=3.在如图所示的滑轮组中,用大小为5N 的拉力F 拉动绳端,使物体水平向左匀速滑动1m ,不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦,此时滑轮组的机械效率为90%,则物体与地面之间的摩擦力为_______N 。
中考物理专题训练---机械效率的计算题分类含答案解析

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用A F 、B F 匀速提升相同物体升高到相同的高度,不计绳子重和摩擦。
则拉力A F __________B F ,甲、乙两个滑轮组的机械效率η甲__________η乙。
(均选填“<”“>”或“=”)【答案】> = 【解析】 【详解】[1]由题意可知,两滑轮组中动滑轮的重力相等,提升物体的重力相等,由图可知,n 甲=2,n 乙=3,不计绳子重和摩擦,则所用的拉力分别为112()()F G G G G n =+=+甲动动甲 113()()F G G G G n =+=+乙动动乙 所以,甲的拉力大于乙的拉力。
[2]将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时,因不计绳子重和摩擦,拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功,克服物体重力做的功为有用功,所以,拉力做的总功相等,所做的有用功相等,由100%W W 有总η=⨯可知,甲的效率等于乙的效率。
2.如图的装置中,物体B 重为30N ,每个滑轮重均为6N ,不计绳重及滑轮的摩擦。
现用水平力F =20N 向右匀速拉动物体A ,物体B 也随滑轮匀速上升。
则物体A 受到的摩擦力为_________N ,滑轮组的机械效率为_________%(百分号前保留2位小数)。
【答案】8 83.33 【解析】 【分析】【详解】[1]物体B 重30N ,动滑轮重6N ,滑轮组需要提升的动滑轮与物体B 总重为30N+6N=36N三段绳子与动滑轮接触,不考虑绳子重及摩擦,则需要对动滑轮右边的向上的绳子施加36N 312N ÷=的力,物体才能匀速上升,以物体A 为研究对象,其左边的绳子对其施加了向左的12N 的拉力,它受到的向右的拉力为20N ,物体A 处于匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,则其受到的向左的摩擦力为20N -12N=8N[2]滑轮组的机械效率为''B B B 30N 83.33%33312NW G h G h G F s W Fs Fs F h F η=======⨯⨯有总3.如图所示,工人用250 N 的力将重400 N 的物体匀速提升2 m 。
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专题06机械效率考点解读一、有用功、额外功、总功的求解:1、有用功:对机械、活动有用的功。
公式:W 有用=Gh (提升重物)=W 总-W 额=ηW 总;斜面:W 有用= Gh 。
2、额外功:并非需要但又不得不做的功。
公式:W 额= W 总-W 有用=G 动h (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组);斜面: W 额=fL 。
3、总功:有用功加额外功或动力所做的功。
公式: W 总=W 有用+W 额=FS= W 有用/η;斜面:W 总= fL+Gh=FL 。
二、机械效率的求解:机械效率:有用功跟总功的比值。
机械效率计算公式:%100⨯=总有用W W η常考机械的有用功、总功、机械效率计算重点考向考点一:滑轮的机械效率(竖直提升物体)1.(2019•雅安)如图是用动滑轮提升货物A的示意图。
用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的时间内匀速竖直上升了2m。
求:(1)提升货物所做的有用功W有;(2)拉力通过的距离及拉力的功率P;(3)动滑轮的机械效率η。
【解析】解:(1)提升货物所做的有用功:W有用=Gh=500N×2m=1000J;(2)使用动滑轮时,n=2,拉力端通过的距离:s=2h=2×2m=4m,拉力F做的总功:W总=Fs=300N×4m=1200J;拉力做功的功率:P===120W;(3)动滑轮的机械效率:η==×100%≈83.3%。
答:(1)提升货物所做的有用功为1000J;(2)拉力通过的距离、拉力的功率分别为4m、120W;(3)动滑轮的机械效率为83.3%。
2.(2019•镇江)如图1所示,装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上,桶与地面间的接触面积为0.2m2。
桶的质量忽略不计,g取10N/kg。
(1)求桶中水的质量。
(2)求这桶水对地面的压强。
(3)某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中,所用拉力为40N.求该滑轮组的机械效率。
【解析】解:(1)水的体积V=0.01m3,由ρ=可得水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg;(2)这桶水所受的重力:G=mg=10kg×10N/kg=100N,桶的质量忽略不计、自重不计,则水桶对地面的压力:F=G=100N,这桶水对地面的压强:p===500Pa;(3)由图知,承担物重的绳子股数n=3,则滑轮组的机械效率:η=====×100%≈83.3%。
答:(1)这桶水的质量为10kg。
(2)桶对地面的压强为500Pa。
(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
3.(2019•襄阳)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。
求:(1)滑轮组的机械效率;(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。
【解析】解:(1)所做的有用功:W有用=Gh=600N×2m=1200J,由题知,工人做了1500J的功,即W总=1500J,滑轮组的机械效率:η==×100%=80%;(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,则有用功占总功的为85%,即η′=85%,由图知,n=3,滑轮组的机械效率η′====,所以,此时提升的物重:G′=3η′F′=3×85%×400N=1020N。
答:(1)滑轮组的机械效率为80%;(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,提升货物的重为1020N。
4.(2019•天津)用如图所示的滑轮组,将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m,拉力F为200N.求:(1)滑轮组的机械效率;(2)拉力F的功率。
【解析】解:(1)工人做的有用功:W有用=Gh=450N×2m=900J,由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,拉力端移动距离s=3h=3×2m=6m,拉力做的总功:W总=Fs=200N×6m=1200J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=75%;(2)由v=得做功时间:t===20s,拉力做功的功率:P===60W;考点二:滑轮的机械效率(水平拉动物体)5.(2019•潍坊)一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段,司机师傅利用滑轮组和周围条件,组装成了如图所示的拖车装置。
已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离,汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。
在将车匀速拖离泥泞路段过程中,求:(1)做的有用功;(2)作用在绳子自由端的拉力。
【解析】解:(1)汽车在泥泞路段受到的阻力:f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N;将车匀速拖离,由二力平衡条件可得,滑轮组对车的拉力:F拉=f=1.5×103N;所做有用功:W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J,(2)由图可知n=3,则绳子移动的距离:s绳=3s车=3×8m=24m,由η=可得总功:W总===1.5×104J;由W总=Fs绳可得,作用在绳子自由端的拉力:F===625N。
答:(1)做的有用功为1.2×104J;(2)作用在绳子自由端的拉力为625N。
6.(2020•哈尔滨模拟)一辆质量是3.5×103kg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1×103N,汽车沿水平方向匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为90%.求:(1)拉力F做的总功和有用功为多大?(2)汽车沿水平匀速移动时,受到的阻力大小?(3)利用学过的知识,你还有什么办法可以使汽车从泥泞中开出来?(要求体现出所用方法和涉及的物理知识)【解析】解:(1)由图可知n=3,则绳端移动的距离:s绳=3s车=3×2m=6m,拉力F做的总功:W总=Fs绳=1×103N×6m=6000J,因为机械效率η=,所以有用功:W有=W总η=6000J×90%=5400J;(2)由W有=f×s车可得,汽车受到的阻力:f===2700N;(3)除了使用滑轮组外,还可以通过增大车轮与地面间的摩擦力,使汽车从泥泞中开出来,具体方法是:①向车轮与地面接触处放一些小石块、砖块,增加接触面的粗糙程度,增大摩擦力;②让小汽车尽量坐满人,增大汽车对地面的压力,增大摩擦力。
答:(1)拉力F做的总功和有用功分别为6000J、5400J;(2)汽车沿水平匀速移动时,受到的阻力大小为2700N;(3)①向车轮与地面接触处放一些小石块、砖块,增加接触面的粗糙程度,增大摩擦力;②让小汽车尽量坐满人,增大汽车对地面的压力,增大摩擦力。
7.(2020•广东模拟)如图所示,一个质量为60kg的物体,通过滑轮组在25N拉力作用下以0.2m/s 做匀速直线运动,已知物体受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍(g=10N/kg)求:(1)物体所受的重力是多少?(2)10s绳自由端移动的距离是多少米?(3)该滑轮组的机械效率是多少?【解析】解:(1)由题知,m=60kg,则物体所受的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N;(2)由图知,n=3,拉力端移动速度:v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,10s绳自由端移动的距离:s=vt=0.6m/s×10s=6m;(3)物体受到的滑动摩擦力:f=0.1G=0.1×600N=60N,拉力端移动距离s=3s物,滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%。
答:(1)物体所受的重力是600N;(2)10s绳自由端移动的距离是6m;(3)该滑轮组的机械效率是80%。
8.(2019•重庆模拟)利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.2m/s的速度匀速直线运动15s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75%.求:(1)货物A在15s内移动的距离:(2)这个过程中拉力F的功率:【解析】解:(1)由v=可知货物A在15s内移动的距离:s A=v A t=0.2m/s×15s=3m;(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:n=2,绳子自由端移动的速度:v=nv A=2×0.2m/s=0.4m/s,拉力的功率:P===Fv=1000N×0.4m/s=400W。
答:(1)货物A在15s内移动的距离为3m:(2)这个过程中拉力F的功率为400W。
考点三:斜面的效率9.(2019•深圳)如图所示,斜面长s=8m,高h=3m。
用平行于斜面F=50N的拉力,将重力为G=100N的物体,由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10s。
求:(1)有用功W有;(2)拉力做功的功率P;(3)物体受到的摩擦力f;(4)该斜面的机械效率η。
【解析】解:(1)物体克服重力所做的有用功:W有用=Gh=100N×3m=300J;(2)拉力做的总功:W总=Fs=50N×8m=400J,拉力做功的功率:P===40W;(3)物体克服摩擦力做的额外功:W额=W总﹣W有用=400J﹣300J=100J,由W额=fs得,物体受到的摩擦力:f===12.5N;(4)该斜面的机械效率:η=×100%=×100%=75%。
答:(1)有用功300J;(2)拉力做功的功率40W;(3)物体受到的摩擦力12.5N;(4)该斜面的机械效率75%。
10.(2020•广东模拟)如图,斜面长s=1.5m,高h=0.3m。
建筑工人将重为1000N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F=300N.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)货物箱在斜面上受到的摩擦力大小。
【解析】解:(1)该过程拉力F做的功:W总=Fs=300N×1.5m=450J;(2)有用功:W有用=Gh=1000N×0.3m=300J,该装置的机械效率:η==×100%≈66.7%;(3)额外功:W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J,由W额=fs可得货物箱在斜面上受的摩擦力大小:f===100N。
答:(1)该过程拉力F做的功为450J;(2)该装置的机械效率为66.7%;(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小为100N。
考点四:杠杆的效率11.(2018•东莞市)如图是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时100s。