2020年春八年級(jí)物理全冊(cè)第十章機(jī)械與人專題訓(xùn)練（四）功功率與機(jī)械效率的綜合計(jì)算分層精煉（新版）滬科版.docx

專題訓(xùn)練( 四 ) 功、功率與機(jī)械效率的綜合計(jì)算對(duì)于功、功率與機(jī)械效率的綜合計(jì)算問題,需要拆解開來進(jìn)行計(jì)算:關(guān)于功的計(jì)算,關(guān)鍵是要找到作用在物體上的力F和物體在力的方向上通過的距離s,再根據(jù)W=Fs進(jìn)行計(jì)算,因此在具體的計(jì)算過程中,一定要分析清楚哪些力在哪些過程中做功;關(guān)于功率的計(jì)算,主要是要找到功W與做功的時(shí)間t,再根據(jù)P=Wt進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算過程中要注意P=Fv的應(yīng)用;對(duì)于機(jī)械效率的計(jì)算,主要找到有用功W有和總功W總,分析清楚哪個(gè)力做總功,哪個(gè)力做有用功,對(duì)于滑輪組而言,同時(shí)還要分析清楚繩子自由端移動(dòng)的距離、速度與物體移動(dòng)的距離、速度的關(guān)系。類型1功和功率的計(jì)算1.如圖所示,重為20 N的物體從斜面的頂端A滑下,若AC=3 m,AB=5 m,則物體從A端滑到B端時(shí),重力對(duì)物體所做的功為60J,支持力對(duì)物體做的功為0J。2.新能源汽車因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)深受廣大家庭的喜愛。小明爸爸駕駛電動(dòng)汽車在平直公路上勻速行駛12 km,用時(shí)10 min。已知該車的總質(zhì)量為1.6103 kg,行駛中阻力為車重的0.05倍,此過程中該車牽引力做功9.6106J,功率為16kW( g=10 N/kg )。3.如圖所示,光滑斜面ABAC,沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部所用時(shí)間相同,所需拉力分別為F1和F2,所做的功的功率分別為P1和P2。則,( A )A.F1F2,P1=P2B.F1F2,P1F2,P1P2D.F1F2,P1=P24.一輛汽油和電力混合動(dòng)力轎車,僅憑汽油動(dòng)力在平直公路上以v1=90 km/h勻速行駛時(shí),輸出功率P=50 kW。當(dāng)駕駛員看到前方65 m處有超速拍照裝置( 限速70 km/h ),在保持輸出功率不變的情況下,立即啟動(dòng)充電裝置給電池充電,達(dá)到轎車減速的目的。轎車行駛3 s后,速度減為v2=70 km/h,在這一段時(shí)間內(nèi),轎車的平均速度v=72 km/h。求:( 1 )轎車所受阻力的大小;( 2 )通過計(jì)算判斷轎車是否會(huì)因?yàn)槌俣慌恼?( 3 )如果重力為G的轎車,以速度v爬上長(zhǎng)L、高h(yuǎn)的坡,爬坡的效率為,求該轎車爬坡時(shí)的實(shí)際功率( 用符號(hào)表示,寫出推導(dǎo)過程 )。解:( 1 )轎車的速度v1=90 km/h=25 m/s因轎車勻速行駛受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力,由P=Wt=Fst=Fv可得,轎車受到的阻力f=F=2103 N( 2 )轎車行駛的平均速度v=72 km/h=20 m/s轎車通過的路程s=vt=20 m/s3 s=60 m因60 m乙,P甲P乙B.甲乙,P甲P乙C.甲P乙D.甲乙,P甲P乙類型3機(jī)械效率的計(jì)算7.如圖所示,每個(gè)滑輪均重12 N,用滑輪組拉著重600 N的物體A沿水平方向勻速移動(dòng),在40 s內(nèi)物體移動(dòng)了8 m,拉力F做的功為1280 J( 不計(jì)繩重及機(jī)械內(nèi)部摩擦 )。則拉力F的功率為32W,滑輪組的機(jī)械效率為92.5%。8.動(dòng)滑輪也可以看成一個(gè)變形的費(fèi)力杠桿。如圖所示,用豎直向上的拉力F通過動(dòng)滑輪提升重物G。( 1 )請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出動(dòng)滑輪的支點(diǎn)O,并作出拉力F的力臂l1;答案:如圖所示( 2 )用大小為10 N的拉力F,將重為4 N的物體G勻速豎直向上提升1 m,在此過程中,該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%。9.如圖所示,斜面長(zhǎng)5 m,高2 m,某人用沿斜面方向的拉力F,將一個(gè)質(zhì)量為100 kg的貨物由斜面底端勻速拉到頂端,運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功1000 J( g=10 N/kg ),下列說法正確的是( D )A.機(jī)械效率為75%B.F=300 NC.摩擦力為50 ND.拉力做的總功為3000 J10.工人用圖示裝置在10 s內(nèi)將質(zhì)量為45 kg的貨物勻速提升2 m,此過程中拉力的功率為120 W( g取10 N/kg )。( 1 )求有用功;( 2 )求滑輪組的機(jī)械效率;( 3 )若工人用此裝置勻速提升其他貨物,測(cè)得拉力大小為300 N,額外功占總功的20%,求工人提升的貨物所受的重力。解:( 1 )貨物的重力G=mg=45 kg10 N/kg=450 N有用功W有=Gh=450 N2 m=900 J( 2 )拉力做的總功W總=Pt=120 W10 s=1200 J滑輪組的機(jī)械效率=100%=100%=75%( 3 )由題圖可知,n=3此時(shí)的機(jī)械效率=1-20%=80%又=100%=GhFs100%=GhFnh100%=GnF100%所以提升貨物的重力G=nF=80%3300 N=720 N11.如圖所示,有一質(zhì)量不計(jì)且表面光滑的輕質(zhì)杠桿,左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),桿上系有一懸掛重物的輕繩,輕繩可在桿上自由滑動(dòng)。桿的右端用一豎直向上的動(dòng)力F拉著。當(dāng)輕繩向右勻速滑動(dòng)時(shí),杠桿始終在水平位置保持靜止。( 1 )設(shè)懸掛重物的輕繩從桿的最左端水平向右勻速滑動(dòng),試推導(dǎo)說明動(dòng)力F與滑動(dòng)時(shí)間t成正比;( 2 )如果桿的質(zhì)量是重物質(zhì)量的18,當(dāng)輕繩固定在杠桿的中點(diǎn)時(shí),拉力始終豎直向上,使用杠桿提起重物的機(jī)械效率是多少?解:( 1 )杠桿的支點(diǎn)為O,受力如圖所示設(shè)動(dòng)力臂為l,根據(jù)杠桿平衡條件可得,F阻l阻=Fl則F=l阻由v=st可得,l阻=vt將代入可得,F=vtF阻=G=mg,由題意可知,