北京中考物理功和機械效率專題復習【教師版】

1、 北京中考物理功和機械效率專題復習一解答題（共15小題）1用如圖所示的滑輪組將480N的物體以0.3m/s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N（不計摩擦和繩重）求：（1）滑輪組的機械效率（2）拉力的功率（3）若用該滑輪組將重600N的物體勻速提升2m時，拉力所做的功為多少？解答：解：（1）由圖知，使用該滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)，n=3滑輪組的機械效率：=100%=100%=100%=100%=100%=80%；（2）繩子自由端移動的速度：v=3v=0.3m/s3=0.9m/s，拉力的功率：P=Fv=200N0.9m/s=180W；（3）不計摩擦和繩重，F(xiàn)=（G+G動），G動=3FG=32

2、00N480N=120N，當提起G=600N的物體時拉力：F=（G+G動），=（600N+120N）=240N，這時拉力做的功：W=Fs=F3h=240N32m=1440J答：（1）滑輪組的機械效率為80%；（2）拉力的功率180W；（3）拉力所做的功為1440J2在農(nóng)村常有家庭挖井取水小明同學用如圖（甲）所示的滑輪組提土，他用20s的時間把重為120N的土從井中勻速提升5m，拉力做的功W隨時間t的變化圖象如圖（乙）所示求：（1）有用功；（2）滑輪組的機械效率；（3）拉力的大??；（4）拉力的功率考點：功的計算；有用功和額外功；滑輪（組）的機械效率；功率的計算387548 專題：計算題；壓軸題分

3、析：（1）已知土的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出克服土的重力做的功，即為有用功；（2）由乙圖直接讀出20s內(nèi)拉力做的功即為總功，根據(jù)=求出滑輪組的機械效率；（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大?。唬?）根據(jù)P=求出拉力的功率解答：解：（1）有用功：W有=Gh=120N5m=600J；（2）由乙圖可得：W總=800J，滑輪組的機械效率：=75%；（3）繩端移動的距離：s=nh=25m=10m，拉力的大?。篎=80N；（4）拉力的功率：P=40W答：（1）有用功為600J；（2）滑輪組的機械效率為75%；（3）拉力的大小為80N；（4）拉力

4、的功率為40W3如圖1所示，重為8N的物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速運動了0.5m拉力F做的功隨時間變化的圖象如圖2所示己知動滑輪重0.5N，物體A在水平桌面上運動時受到的摩擦阻力f為物重G的0.5倍求：（1）拉力F的功率（2）拉力F大?。?）克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例解：（1）由圖象知，拉力做的功W=2.5J時，所用的時間是5s所以拉力的功率為P=0.5W；（2）繩子拉下的長度為S=2h=20.5m=1m作用在繩子上的拉力為F=2.5N；（3）拉動物體做的有用功為W有用=fS1=0.58N0.5m=2J拉力做的總功為W總=FS2=2.5N1m=2.5J額外功為W額=W總W有用

5、=2.5J2J=0.5J對動滑輪做的功為W動=G動h=0.5N0.5m=0.25J克服繩重及摩擦所做的額外功為W=W額W動=0.5J0.25J=0.25J克服繩重及摩擦所做的額外功占總功的比例為=10%4人們利用如圖所示的滑輪組將浸沒在河底的實心物體A打撈上來，物體A的密度為9.0103Kg/m3，體積為100dm3在5000N的拉力F作用下，物體A在2s內(nèi)勻速豎直上升2m（物體未露出水面），不計水的阻力，g=10N/Kg求：（1）物體A受到的浮力（2）拉力F做功的功率（3）滑輪組的機械效率分析：（1）知道物體A的體積（浸沒水中排開水的體積）利用阿基米德原理求物體A受到的浮力；（2）由圖知，承

6、擔物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離S=2h，利用W=FS求拉力F所做的總功，又知道做功時間，利用P=求拉力F做功的功率；（3）知道物體A的體積和密度，利用G=mg=Vg求物體A的重力，知道拉力大小，利用=求滑輪組的機械效率解答：解：（1）物體A受到的浮力F浮為：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg100103m3=1000N；（2）拉力F移動的距離S為：S=2h=22m=4m，拉力F所做的總功W總為：W總=FS=5000N4m=20000J，則拉力F做功的功率P為：P=10000W=10kW；（3）物體A的重力G為：G=mg=物gV物=9.0103Kg/m310N/Kg1

7、00103m3=9000N，滑輪組的機械效率：=100%=100%=100%=100%=80%5如圖所示，現(xiàn)將一重G1=8100N的實心鋁塊在水中勻速上提h=2m（未露出水面），已知每個滑輪重G2=900N，不計繩重和各種摩擦，不計水的阻力已知鋁的密度鋁=2.7103kg/m3，水的密度水=1.0103kg/m3，g取10N/kg求：（1）滑輪組的機械效率多大？（2）若繩端拉力的功率為P=540W，則鋁塊上升的速度為多大？解答：解：（1）鋁塊重G1=鋁vg，鋁塊的體積：v=0.3m3，在水中鋁塊受到的浮力：F浮=水vg=1.0103kg/m30.3m310N/kg=3000N，滑輪組對鋁塊的拉

8、力：F=G1F浮=8100N3000N=5100N，使用滑輪組做的有用功：W有用=Fh=5100N2m=10200J，不計繩重和各種摩擦，使用滑輪組做的額外功：W額=G輪h=900N2m=1800J，W總=W有用+W額=Fh+G輪h=10200J+1800J=12000J，滑輪組的機械效率：=100%=100%=85%；（2）由題知P總=540W，做功時間：t=，鋁塊上升的速度：v=0.09m/s答：（1）滑輪組的機械效率85%；（2）鋁塊上升的速度為0.09m/s6建筑工地上，某施工人員利用如圖6所示的滑輪組勻速提升重物若不計摩擦和繩重求：（1）利用這個滑輪組勻速提升重為1200N的物體時，

9、所用的拉力是500N，此時滑輪組的機械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min內(nèi)勻速上升的高度？（2）當用這個滑輪組勻速提升重為1800N的物體時，拉力是多少？解答：解：（1）由題意知，拉力在1min做的功為：W總=Pt=750W60s=45000J根據(jù)W總=Fs 得s=90m由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔物重，所以s=3h則h=s=90m=30m答：重物在1min內(nèi)上升的高度是30m（2）因為滑輪組由3段繩子承擔物重，所以F=（G物+G動）G動=3500N1200N=300N則F=（G物+G動）=（1800N+300N）=700N答：當用這個滑輪組勻速提升重為1800N的物體

10、時，拉力是700N7為打造環(huán)三中心城市，寧德市政府投入巨資，對市區(qū)南北主干道進行改造，施工中，一工人利用如圖所示的滑輪組，要15s內(nèi)將480N的重物勻速拉到3m高處，所用的拉力是300N求：（1）有用功是多少？（2）滑輪組的機械效率是多少？（3）拉力的功率是多少？解答：解：（1）有用功W有用=Gh=480N3m=1440J；答：有用功是1440J；（2）拉力移動的距離S=2h=23m=6m；拉力做的總功W總=FS=300N6m=1800J；滑輪組的機械效率是=100%=100%=80%；答：滑輪組的機械效率是80%；（3）拉力的功率是P=120W；答：拉力的功率是120W8如圖所示，某建筑工地

11、用電動機和滑輪組把建筑材料從地面提升到工作平臺上已知建筑材料的質(zhì)量m=360kg，用t=20s的時間把建筑材料勻逮提升了h=4m，滑輪組的機械效率為90%，g取10N/Kg求這段時間內(nèi)（1）建筑材料上升的速度V；（2）電動機對繩子的拉力F；（3）電動機拉繩子的功率P分析：（1）已知建筑材料運動的距離（上升的高度）和所用的時間，利用速度計算公式V=計算得出；（2）本題是利用滑輪組提升重物，一個動滑輪，一個定滑輪，從圖上可以看出動滑輪上有兩段繩子，故拉力移動的距離等于2倍物體上升的高度，即s=2h；此時，W有用=Gh，W總=Fs，再利用機械效率=代入后分析計算得出拉力F；（3）利用求出的拉力F和s

12、、h之間的關系可以計算出電動機拉繩子做的功，又已知時間，利用P=計算得出解答：解：m=360kg，t=20s，h=4m，（1）上升的速度v=0.2m/s；（2）建筑材料的重力G=mg=360kg10N/kg=3600N，由=得：電動機對繩子的拉力F=2000N；（3）電動機拉繩子做的功：W=Fs=2Fh=22000N4m=16000J，電動機拉繩子的功率P=800W9在小型建筑工地，常用簡易的起重設備豎直吊運建筑材料，其工作原理相當于如圖所示的滑輪組某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運到高為10m的樓上，用時40s，卷揚機提供的拉力F為2500N求在此過程中：（1）有用功；（2）拉力F的功和

13、功率；（3）滑輪組的機械效率解答：解：（1）拉力F所做的有用功：W有=Gh=4000N10m=4104J（2）拉力F移動的距離：s=2h=210m=20m拉力F所做的總功：W總=Fs=2500N20m=5104J拉力F做功的功率：P=1250W（3）滑輪組的機械效率：=100%=100%=80%答：（1）力F所做的有用功是4104J；（2）拉力F做的功和功率分別是5104J、1250W；（3）滑輪組的機械效率是80%10重為160N、底面積為0.04m2的物體落入干涸的深井底部已知物體的密度為1.6103 kg/m3，g=10N/kg，不計繩重和摩擦（1）求物體對井底的壓強；（2）使用圖所示滑

14、輪組，當施拉力F=100N時物體恰能勻速上升，求此滑輪組的機械效率；（3）若在井內(nèi)注入水，仍用此滑輪組使物體以1m/s的速度在水中勻速上升，求拉力的功率（不計水對物體的阻力）分析：（1）物體對井底的壓力等于物體重，知道受力面積，利用壓強公式求物體對井底的壓強；（2）由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力端移動的距離s=2h，知道拉力和物重大小，利用=求滑輪組的機械效率；（3）由題知，不計繩重和摩擦，則F=（G+G輪），據(jù)此求出動滑輪重；知道物體重和物體的密度，利用G=mg=Vg求物體的體積，再利用阿基米德原理求出物體受到水的浮力，不計繩重、摩擦、水的阻力，則F=（G物+G動F?。瑩?jù)此求出

15、拉力大小，再求出拉力端移動的速度，利用P=Fv求拉力做功功率解答：解：（1）物體對井底的壓力：F=G=160N，物體對井底的壓強：p=4103Pa；（2）由圖可知，n=2，則拉力端移動的距離s=2h，=80%；（3）不計繩重和摩擦，F(xiàn)=（G+G輪），100N=（160N+G輪），解得動滑輪重：G動=40NG=mg=Vg，物體的體積：V=0.01m3，在水中受到的浮力：F浮=水gV排=水gV物=1.0103 kg/m310N/kg0.01m3=100N，此時拉力：F=（G物+G動F?。?（160N+40N100N）=50N，拉力端移動的速度：v=2v物=21m/s=2m/s，拉力做功功率：P=F

16、v=50N2m/s=100W答：（1）求物體對井底的壓強為4103Pa；（2）此滑輪組的機械效率為80%；（3）拉力的功率為100W11用如圖所示的滑輪組在20s內(nèi)將重600N的物體從地面豎直提高4m，所用的拉力是250N，在這個過程中，求：（1）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）滑輪組的機械效率是多少？解答：解：（1）拉力F所做的有用功：W有=Gh=600N4m=2400J；（2）拉力F移動的距離：s=4h=44m=16m；拉力F所做的總功：W總=Fs=250N16m=4000J；拉力F做功的功率：P=200W；（3）滑輪組的機械效率：=100%=100%=60%答：（1）力F所做

17、的有用功是2400J；（2）拉力F做功的功率是200W；（3）滑輪組的機械效率是60%12工人師傅利用圖裝置在5S內(nèi)將一個重為4500N的物體A沿水平方向勻速向左拉動2m已知作用在繩自由端的拉力F為400N，物體的底面積為1.5m2，若物體滑動時受到的摩擦力大小是物重的0.2倍求：（1）物體A對地面的壓強；（2）拉力F做的功和功率；（3）滑輪組的機械效率解答：解：（1）物體A對地面的壓強：p=3000Pa；（2）拉力F做的功：W總=Fs=400N32m=2400J，拉力F做功的功率：P總=480W；（3）克服摩擦力做的有用功：W有=fs=G0.2s=4500N0.22m=1800J，滑輪組的機

18、械效率：=75%答：（1）物體A對地面的壓強為3000Pa；（2）拉力F做的功為2400J，功率為480W；（3）滑輪組的機械效率為75%點評：本題考查壓強、有用功、總功和機械效率的計算，關鍵知道克服摩擦力所做的功為有用功13如圖所示，用滑輪組勻速提起重1000N的物體，10s內(nèi)繩子的自由端拉下16m，此過程所做的額外功是800J，若繩重和摩擦不計，求：（1）拉力F的功率；（2）滑輪組的機械效率；（3）動滑輪的總重解答：已知：物重G=1000N，時間t=10s，拉力移動距離s=16m，n=4，額外功W額=800J求：（1）拉力F的功率P=？；（2）滑輪組的機械效率=？；（3）動滑輪的總重G動=

19、？解：（1）由圖可知，繞過動滑輪的繩子股數(shù)為4根，因為繩子移動的距離與物體上升的高度之間的關系是：s=4h，則物體上升的高度：h=4m，克服物體重力做的功：W有用=Gh=1000N4m=4000J，拉力做的功：W總=W有用+W額=4000J+800J=4800J，所以拉力的功率：P=480W；（2）滑輪組的機械效率：=100%=100%83.3%；（3）W額=G動h，動滑輪的總重為：G動=200N答：（1）繩自由端拉力的功率是480W（2）滑輪組的機械效率是83.3%（3）動滑輪的總重是200N14如圖所示，是一個從隧道中運礦石的裝置圖，用滑輪組拉著重800N的貨車A在50s內(nèi)沿水平方向勻速運動10m，貨車受到的摩擦力是車重的0.2