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文檔簡介
2021年中考物理微專題練習(xí)——機械效率及其測量
一、選擇題
L分別用杠桿、動滑輪和滑輪組將同一物體舉到相同的高度,做的有用功
A,杠桿最多B.滑輪組最多
C.動滑輪最多D.一樣多
2.關(guān)于簡單機械,下列說法正確的是()
A.功率越大的機械,做功就越快
B.做功越多的機械,其機械效率就越高
C.定滑輪不僅能改變力的大小,而且能改變力的方向
D.使用滑輪組不僅省力而且省距離
3.下列哪種機械是不可能存在的()
A.機械效率低,但做功多的機械B.即省力又省功的機械
C.機械效率等于1的機械D.做功慢,但機械效率高的機械
4.如圖所示,小王通過滑輪組向高處提升重210N的物體,動滑輪重10N,定滑輪重15N,
不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦.8s內(nèi)物體勻速上升4m,則該8s內(nèi)()
A.小王做的有用功為840J
B.小王做的額外功為100J
C.小王做功的功率為110W
D.小王對繩子的拉力為70N
5.如圖所示,用20N的力F拉著重為100N的物體,使其沿水平面以2m/s的速度勻速運
動了5s,若每個滑輪重10N,忽略繩重和滑輪軸的摩擦,則下列說法正確的是
A.拉力F做的功為200J
B.拉力F的功率為120W
C.滑輪組對物體做的有用功為400J
D.滑輪組對物體所做有用功的功率為60W
6.用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,不計繩子
與滑輪的摩擦,則()
甲7.
A.甲較費力但機械效率與乙相同
B.乙較省力且機械效率比甲高
C.兩個滑輪組省力程度不同,機械效率相同
D.兩個滑輪組省力程度相同,機械效率不同
7.如圖所示,利用動滑輪將重力為100N的物體在5s內(nèi)勻速豎直提升,拉力尸為60N,繩子
自由端移動的距離為2m,不計繩重及摩擦,下列說法正確的是()
A.所做的有用功為200J
B.拉力戶的功率為24W
C.物體移動的速度為0.4m/s
D.動滑輪的機械效率為60%
8.建筑工人用如圖所示的滑輪組,將重800〃的重物勻速提高5處拉力所做的功為4800/
則該滑輪組的機械效率是()
A.67%B.73%C.83%D.100%
9.圖中定滑輪重2M動滑輪重物體4在拉力后"的作用下,1s內(nèi)沿豎直方向勻速升
高了0.2m.不計繩重和軸摩擦,則以下計算結(jié)果正確的是()
A.繩子自由端移動速度為0.4〃/s
B.滑輪組的機械效率為87.5%
C.天花板對滑輪組的拉力為10〃
D.滑輪組對物體/做功的功率為L6伊
10.某建筑工地上,工人師傅用滑輪組和桶組成的裝置將水泥從地面勻速運至樓上,如圖所
示,若水泥重為G。,桶重為G,動滑輪重為Gz,不計繩重和摩擦,此過程中該裝置的機械
效率為n,則工人師傅作用在繩子自由端的拉力F為
A.F=1(GO+G+G2)B.F=-(Go+Gi)
33
G()
C.F=^+GD.F=T2L
3〃3〃
11.如圖所示,當(dāng)水平拉力E=50N時,恰好可以使物體力沿水平地面向右做勻速直線運
動.已知物體重為200M所受地面的摩擦力約為80M假如在5s時間內(nèi),物體水平移動了
0.6m,不計繩和滑輪的自重,則在此過程中()
A.拉力尸做功為30JB.物體重力做功為120J
C.拉力尸做功的功率為12〃D.該裝置的機械效率約為60%
12.如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體/和8勻速提升相同的高度,不計繩重和摩擦
的影響,提升4的過程滑輪組的機械效率較大,則下列判斷正確的是
①/物體比8物體輕②提升4的拉力較大③提升4所做的額外功較少④提升
4做的有用功較多
A.只有①(3B.只有①④
C.只有②③D.只有②④
二、填空題
1.質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg,小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌
面上,在豎直向上搬水的過程中所做的總功是J,有用功是J,機械效率
是.(g=10N/kg)
2.小明用如圖所示的動滑輪提起14ON的水桶,動滑輪重20N(不計繩重和摩擦),小明拉
繩子的動力為N;如果向水桶內(nèi)再加入40N的水,提起時動滑輪的機械效率(選
填“變大”、“變小”或“不變”)。
3.如圖所示,將一個重10N的物體用沿斜面向上的拉力47.5N勻速拉到斜面的頂端,
物體沿斜面移動的距離s為5m,上升的高度A為2m,則人對物體做的有用功是J,
斜面的機械效率為.在高度相同時,斜面越長越(選填“省力”或“費力
4.某同學(xué)利用如圖所示的裝置測定滑輪組的機械效率.他用F=1ON的拉力將重17N
的重物勻速提升0.2m,在這一過程中,他做的總功為J,其中有用功為
J,測出的滑輪組的機械效率為.
三、作圖題
1.如圖所示,輕質(zhì)杠桿OA可繞0點轉(zhuǎn)動,請在圖中畫出杠桿OA的動力臂L,和其受到的阻
力F2
2.一位同學(xué)站在地面上,要利用如圖所示的滑輪組將重物提升到10m高的樓上,請你幫他
在圖中畫出符合要求且省力的繩子繞法.
四、實驗題
1.在“測滑輪組機械效率”的實驗中,先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G,再按如圖所
示的連接方式組裝好滑輪組,并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置.
(1)為了測量繩子自由端的拉力F,應(yīng)該在彈簧測力計(選填“緩慢勻速提升”或
“靜止”)時讀數(shù),圖中彈簧測力計示數(shù)是N.
(2)按照正確的測量方法,測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關(guān)系為F(選填“>”
“=”或"V")|G.
(3)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置,是為了測量____________,從而計算
有用功和總功.
(4)在此實驗中,若僅增加鉤碼的重力,該滑輪組的機械效率將(選填“增大”“不變”
或“減小”).
2.①用彈簧測力計測量沙和袋所受總重力G并填入表格。
②按圖安裝滑輪組,分別記下沙袋和繩端的位置。
③勻速拉動彈簧測力計,使沙袋升高,讀出拉力F的值,用刻度尺測出沙袋上升的高度h
和繩端移動的距離s,將這三個量填入表格。
④算出有用功W有,總功W總,機械效率小
⑤改變沙袋中沙子的重量,重復(fù)上面的實驗。
次數(shù)沙和袋所受的提升商度有用功W*拉力F/N繩用移動總功WB/J機械效率
總重力G/Nh/mZJ的距禽s/m
106020.12030.1866.7%
20.9020.180.406024
31202024050603080%
請根據(jù)實驗過程和實驗記錄,思考并回答:
(1)在第一次實驗中,粗心的小冬同學(xué)忘記在表格中填寫繩端移動的距離S,你認(rèn)為S應(yīng)該
為m。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可計算得出第二次實驗的機械效率為□
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),分析得出所用動滑輪的重為N.(繩重和摩擦忽略不計)
(4)分析三次實驗中的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)用同一個滑輪組提升重物,物重越大,滑輪組的機
械效率
o(選填“越大”、“越小”或“不變”)
3.在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某同學(xué)用如圖所示的同一滑輪組分別做
了三次實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如表:
鉤碼上彈簧測力彈簧測力
實驗鉤瑪機械
升的距計的讀數(shù)計上升的
次數(shù)?/N效率
離/cm/N距離/cm
1280.82483.3%
2451.515
361090.9%
(1)在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù).(機械效率用百分?jǐn)?shù)表示,保留一位小數(shù))
(2)在實驗操作中應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計.
(3)從實驗數(shù)據(jù)分析得出:使用同一滑輪組,可以提高滑輪組機械效率.
(4)滑輪組的機械效率可能還與其他因素有關(guān),請你作出恰當(dāng)?shù)牟孪?滑輪組的機械效率與
有關(guān)(寫出一種影響因素即可).
4.用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率.實驗時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,
使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升.
(1)實驗中,將杠桿拉至圖中虛線位置,測力計的示數(shù)F為N,鉤碼總重G為1.ON,
鉤碼上升高度h為0.1m,測力計移動距離s為0.3m,則杠桿的機械效率為%.請
寫出使用該杠桿做額外功的一個原因:.
(2)為了進一步研究杠桿的機械效率一與哪些因素有關(guān),一位同學(xué)用該實驗裝置,先后將
鉤碼掛在A、B兩點,測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù):
鈞碼總量的嗎學(xué)勃出測力計挈機械效妄
靖鈞碼懸掛點
GN在離hmEN動更離sm4%
1A點1.50.100.70.3071.4
2B點200.151.20.30833
根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關(guān),鉤碼越重其效率越高”
的結(jié)論?答:_;
請簡要說明兩條理由:①
②.
五、解答題
1.如圖所示,有一斜面長/為10勿,高分為6%現(xiàn)用產(chǎn)為360〃的力沿斜面把重物G為500〃
的物體從底端勻速拉到頂端.物體受到斜面的摩擦力用F表示,求:
(1)斜面機械效率n.
(2)推導(dǎo)物體受到斜面摩擦力/?的表達式.
2.如圖所示,在200N的拉力F作用下,用滑輪組將重為300N的物體勻速向上提升2m,不
計摩擦和繩的重力.(g=10N/kg)求:
(1)動滑輪的質(zhì)量;
(2)此過程中所做的有用功;
(3)此過程中滑輪組的機械效率.
3.如圖所示,物體力是正方體金屬塊,邊長是20頌,在拉力產(chǎn)的作用下物體4恰好做勻速
直線運動.已知,每個滑輪重20%金屬塊的密度Pf5Xl()3應(yīng)物體4運動時受到地
面的阻力是物體重的0.3倍,在2s內(nèi)被拖動5小,不計繩重及繩與滑輪、輪與軸之間的摩擦
kg).試求:
(1)物體力對地面的壓強;
(2)拉力月做功的功率;
(3)該滑輪組的機械效率.(計算結(jié)果保留1位小數(shù))
4.如圖所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下勻速拉動繩子,提起一浸
沒在水中體積為1.2X10,3,重360N的物體.(物體始終浸沒在水中,且忽略水對物體的
阻力,P*=1X103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3X10%2,工人沒有拉動繩子時對地面的壓強;
(2)物體浸沒在水中時受到的浮力;
(3)提起物體時滑輪組的機械效率.
(4)工人最多能夠提起多重的同種物體?
2021年中考物理微專題練習(xí)——機械效率及其測量參考答案
一、選擇題
1.分別用杠桿、動滑輪和滑輪組將同一物體舉到相同的高度,做的有用功
A,杠桿最多B.滑輪組最多
C.動滑輪最多D.一樣多
【答案】D
2.關(guān)于簡單機械,下列說法正確的是()
A.功率越大的機械,做功就越快
B.做功越多的機械,其機械效率就越高
C.定滑輪不僅能改變力的大小,而且能改變力的方向
D.使用滑輪組不僅省力而且省距離
【答案】A
3.下列哪種機械是不可能存在的()
A.機械效率低,但做功多的機械B.即省力又省功的機械
C.機械效率等于1的機械D.做功慢,但機械效率高的機械
【答案】BC
4.如圖所示,小王通過滑輪組向高處提升重210N的物體,動滑輪重10N,定滑輪重15N,
不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦.8s內(nèi)物體勻速上升4m,則該8s內(nèi)()
|%|II
HIA
A.小王做的有用功為840J
B.小王做的額外功為100J
C.小王做功的功率為110W
D.小王對繩子的拉力為70N
【答案】AC
5.如圖所示,用20N的力F拉著重為100N的物體,使其沿水平面以2m/s的速度勻速運
動了5s,若每個滑輪重10N,忽略繩重和滑輪軸的摩擦,則下列說法正確的是
A.拉力F做的功為200J
B.拉力F的功率為120W
C.滑輪組對物體做的有用功為400J
D.滑輪組對物體所做有用功的功率為60W
【答案】D
6.用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,不計繩子
與滑輪的摩擦,則()
甲7.
A.甲較費力但機械效率與乙相同
B.乙較省力且機械效率比甲高
C.兩個滑輪組省力程度不同,機械效率相同
D.兩個滑輪組省力程度相同,機械效率不同
【答案】AC
7.如圖所示,利用動滑輪將重力為100N的物體在5s內(nèi)勻速豎直提升,拉力戶為60N,繩子
自由端移動的距離為2m,不計繩重及摩擦,下列說法正確的是()
ZZZ/ZZ
□
A.所做的有用功為20QJ
B.拉力廠的功率為24W
C.物體移動的速度為0.4m/s
D.動滑輪的機械效率為60%
【答案】B
8.建筑工人用如圖所示的滑輪組,將重800〃的重物勻速提高5①拉力所做的功為4800J,
【答案】C
9.圖中定滑輪重2M動滑輪重1從物體4在拉力尸4〃的作用下,1s內(nèi)沿豎直方向勻速升
高了0.2?.不計繩重和軸摩擦,則以下計算結(jié)果正確的是()
A.繩子自由端移動速度為0.4R/S
B.滑輪組的機械效率為87.5%
C.天花板對滑輪組的拉力為10〃
D.滑輪組對物體Z做功的功率為1.61
【答案】AB
10.某建筑工地上,工人師傅用滑輪組和桶組成的裝置將水泥從地面勻速運至樓上,如圖所
示,若水泥重為G。,桶重為動滑輪重為Gz,不計繩重和摩擦,此過程中該裝置的機械
效率為n,則工人師傅作用在繩子自由端的拉力F為
【答案】AD
11.如圖所示,當(dāng)水平拉力E=5()N時,恰好可以使物體力沿水平地面向右做勻速直線運
動.已知物體重為200M所受地面的摩擦力約為80M假如在5s時間內(nèi),物體水平移動了
0.6m,不計繩和滑輪的自重,則在此過程中()
A.拉力F做功為30JB.物體重力做功為120J
C.拉力尸做功的功率為12〃D.該裝置的機械效率約為60%
【答案】C
12.如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體4和8勻速提升相同的高度,不計繩重和摩擦
的影響,提升4的過程滑輪組的機械效率較大,則下列判斷正確的是
①4物體比8物體輕②提升4的拉力較大③提升4所做的額外功較少④提升
4做的有用功較多
A.只有①?B.只有①④
C.只有②③D.只有②④
【答案】D
二、填空題
1.質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg,小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌
面上,在豎直向上搬水的過程中所做的總功是J,有用功是J,機械效率
是.(g=10N/kg)
【答案】(1).100(2).95(3).95%
2.小明用如圖所示的動滑輪提起14ON的水桶,動滑輪重20N(不計繩重和摩擦),小明拉
繩子的動力為N;如果向水桶內(nèi)再加入40N的水,提起時動滑輪的機械效率(選
填"變大"、"變小"或“不變")o
【答案】80變大
3.如圖所示,將一個重10N的物體用沿斜面向上的拉力廣=7.5N勻速拉到斜面的頂端,
物體沿斜面移動的距離s為5m,上升的高度力為2m,則人對物體做的有用功是J,
斜面的機械效率為_____.在高度相同時,斜面越長越(選填“省力”或“費力
【答案】(1).20(2).533%(3).省力
4.某同學(xué)利用如圖所示的裝置測定滑輪組的機械效率.他用F=1ON的拉力將重17N
的重物勻速提升0.2m,在這一過程中,他做的總功為J,其中有用功為—
J,測出的滑輪組的機械效率為
【答案】4、3.4、85%
三、作圖題
1.如圖所示,輕質(zhì)杠桿0A可繞0點轉(zhuǎn)動,請在圖中畫出杠桿0A的動力臂L和其受到的阻
力F2
【答案】
2.一位同學(xué)站在地面上,要利用如圖所示的滑輪組將重物提升到10m高的樓上,請你幫他
在圖中畫出符合要求且省力的繩子繞法.
豳
四、實驗題
1.在“測滑輪組機械效率”的實驗中,先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G,再按如圖所
示的連接方式組裝好滑輪組,并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置.
(1)為了測量繩子自由端的拉力F,應(yīng)該在彈簧測力計(選填”緩慢勻速提升”或
“靜止”)時讀數(shù),圖中彈簧測力計示數(shù)是N.
(2)按照正確的測量方法,測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關(guān)系為F(選填
“=”或"V”);G.
(3)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置,是為了測量____________,從而計算
有用功和總功.
(4)在此實驗中,若僅增加鉤碼的重力,該滑輪組的機械效率將(選填“增大”“不變”
或“減小”).
【答案】(1).緩慢勻速提升(2).0.8(3).>(4).鉤碼和彈簧測力計移
動的距離(5).增大
2.①用彈簧測力計測量沙和袋所受總重力G并填入表格。
②按圖安裝滑輪組,分別記下沙袋和繩端的位置。
③勻速拉動彈簧測力計,使沙袋升高,讀出拉力F的值,用刻度尺測出沙袋上升的高度h
和繩端移動的距離S,將這三個量填入表格。
④算出有用功W有,總功W總,機械效率小
⑤改變沙袋中沙子的重量,重復(fù)上面的實驗。
次數(shù)沙和袋所受的提升而反有用功W/拉力F/N繼用移動總功W*/J機械效率4
總重力G/Nh/mZJ的距離s/m
10.6020.12030.1866.7%
20.9020.180.404024
31202024030603080%
請根據(jù)實驗過程和實驗記錄,思考并回答:
(1)在第一次實驗中,粗心的小冬同學(xué)忘記在表格中填寫繩端移動的距離S,你認(rèn)為S應(yīng)該
為m。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可計算得出第二次實驗的機械效率為。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),分析得出所用動滑輪的重為N.(繩重和摩擦忽略不計)
(4)分析三次實驗中的數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)用同一個滑輪組提升重物,物重越大,滑輪組的機
械效率
o(選填“越大”、“越小”或“不變”)
【答案】(1)0.6;(2)75%;(3)0.3;(4)越大。
3.在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某同學(xué)用如圖所示的同一滑輪組分別做
(1)在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù).(機械效率用百分?jǐn)?shù)表示,保留一位小數(shù))
(2)在實驗操作中應(yīng)豎直向上_________拉動彈簧測力計.
(3)從實驗數(shù)據(jù)分析得出:使用同一滑輪組,可以提高滑輪組機械效率.
(4)滑輪組的機械效率可能還與其他因素有關(guān),請你作出恰當(dāng)?shù)牟孪耄夯喗M的機械效率與
有關(guān)(寫出一種影響因素即可).
【答案】(1).88.9%2.2(2).30(3).勻速(4),增加物重、動滑輪重、
繩與滑輪的摩擦等
4.用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率.實驗時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,
使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升.
(1)實驗中,將杠桿拉至圖中虛線位置,測力計的示數(shù)F為N,鉤碼總重G為L0N,
鉤碼上升高度h為0.1m,測力計移動距離s為0.3m,則杠桿的機械效率為%.請
寫出使用該杠桿做額外功的一個原因:.
(2)為了進一步研究杠桿的機械效率一與哪些因素有關(guān),一位同學(xué)用該實驗裝置,先后將
鉤碼掛在A、B兩點,測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù):
鈞碼總重除格勃fed機械效率
二■三W任三
GN至荔htnFN功至離smT>%
1A點1.50.100.70.3071.4
2B.史2.00.151.20.30833
根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關(guān),鉤碼越重其效率越高”
的結(jié)論?答:_;
請簡要說明兩條理由:①;
②.
【答案】(1).0.5(2).66.7(3).由于使用杠桿時需要克服杠桿自重(克服
摩擦力)等做功(4).不能(5).兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置(6).僅根
據(jù)一次對比實驗所得結(jié)論是不可靠的
五、解答題
1.如圖所示,有一斜面長/為10皿,高2為6必,現(xiàn)用產(chǎn)為360〃的力沿斜面把重物G為500〃
的物體從底端勻速拉到頂端.物體受到斜面的摩擦力用f表示,求:
(1)斜面機械效率n.
(2)推導(dǎo)物體受到斜面摩擦力/1的表達式.
Gh
【答案】(1).83.3%(2).4戶-
【解析】
(1)斜面的有用功為W#=Gh=500NX6m=3000J,斜面的總功為W?=FL=360NX10m=
%3000J
3600J,斜面的機械效率為n=U=K=X100%”83.3%;(2)額外功為W*,=W總-W市,
唯3600J
根據(jù)W=Fs可得,摩擦力為f=%=唯一%;也一仃11=F—弛.
LLLL
2.如圖所示,在200N的拉力F作用下,用滑輪組將重為300N的物體勻速向上提升2m,不
計摩擦和繩的重力.(g=10N/kg)求:
(1)動滑輪的質(zhì)量;
(2)此過程中所做的有用功;
(3)此過程中滑輪組的機械效率.
【答案】(1).10kg(2).600J(3).75%
【解析】
(1)由圖可知,n=2,則動滑輪的重力為:Gft=nF-G?=2x200-300N=100N,動滑輪的
質(zhì)量為:m卅喘焉=l°kg;(2)此過程中所做的有用功為:%?=G
300Nx2m=600J;(3)此過程中滑輪組的機械效率:n=
嗎,_G物h_G物h_G物―3OON
xlOO%=75%.
FsF2h2F2x200N
3.如圖所示,物體力是正方體金屬塊,邊長是20M,在拉力尸的作用下物體力恰好做勻速
直線運動.已知,每個滑輪重20M金屬塊的密度P^=5X1()30/,物體/運動時受到地
面的阻力是物體重的0.3倍,在2s內(nèi)被拖動5,,不計繩重及繩與滑輪、輪與軸之間的摩擦
(g=10N/kg).試求:
(1)物體力對地面的壓強;
(2)拉力F做功的功率;
(3)該滑輪組的機械效率.(計算結(jié)果保留1位小數(shù))
【答案】(1).1X104^a(2).350〃(3).85.7%
【解析】
⑴金屬塊的體積為:V=(20cm)3=8000cm3=8X10-3由P=記得金屬塊的質(zhì)量為:m
=PV=5X103kg/m3X8X10'm3=40kg;金屬塊的重力為:G=mg=40kgX10N/kg=400N;
F400N
金屬塊對地面的壓強為:p=-=——^-=1X10^;(2)物體受到的摩擦力為:f=0.3G
S0.04m-
=0.3X400N=120N;則拉力為:F=-(Ga+f)=-(20N+120N)=70N;拉力的總功為:W=
n2
W700J
F1S=70X10m=700J;拉力的功率為:P=—=-----=350W;(3)有用功為:W^=F2sA=120N
t2s
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