備考2024年中考物理重難點(diǎn)精講精練：100-熱點(diǎn)51 滑輪組、斜面機(jī)械效率的計(jì)算（精講）

中考物理熱點(diǎn)復(fù)習(xí)精講精練熱點(diǎn)51滑輪組、斜面機(jī)械效率的計(jì)算（精講）計(jì)算方法總結(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械滑輪組斜面使用圖例有用功克服物體重力所做的功W有=Gh克服地面對(duì)物體的摩擦力所做的功W有=fs物克服物體重力所做的功W有=Gh總功繩子自由端移動(dòng)的距離為s繩,拉力F所做的功為W總=Fs繩(s繩=nh,n為動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子段數(shù))繩子自由端移動(dòng)的距離為S繩，所做的功W總=Fs繩=Fns物(s繩=ns物,n為繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子段數(shù))拉力F移動(dòng)的距離為s,所做的功W總=Fs.機(jī)械效率典例講解例1．騎自行車旅行是一種休閑時(shí)尚、低碳環(huán)保的旅游方式。五一假期，小武和爸爸通過(guò)騎行的方式來(lái)陶冶身心、欣賞美景。在騎行過(guò)程中遇到一段爬坡的路段，小武勻速?gòu)钠碌昨T行到坡頂，已知坡面的長(zhǎng)度為10m，坡高為2m，小武的質(zhì)量為45kg，自行車的質(zhì)量為15kg，爬坡時(shí)小武和車受到的阻力恒為30N。求：（g取10N/kg）（1）小武克服自行車和自身重力做的功；（2）小武騎自行車爬坡的機(jī)械效率?！痉治觥浚?）利用G＝mg求自行車和小武總重力，再利用W＝Gh求小武克服自行車和自身重力做的功（有用功）；（2）利用W額＝fs求爬坡時(shí)做的額外功，爬坡時(shí)做的總功W總＝W有用+W額，小武騎自行車爬坡的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。【解答】解：（1）自行車和小武總重力：G＝mg＝（45kg+15kg）×10N/kg＝600N，小武克服自行車和自身重力做的功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J；（2）爬坡時(shí)做的額外功：W額＝fs＝30N×10m＝300J，爬坡時(shí)做的總功：W總＝W有用+W額＝1200J+300J＝1500J，小武騎自行車爬坡的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；答：（1）小武克服自行車和自身重力做的功為1200J；（2）小武騎自行車爬坡的機(jī)械效率為80%。例2．如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組將重為500N的重物勻速提升2m，所用拉力F為200N。（不計(jì)摩擦及繩重）求：（1）拉力F所做的功；（2）動(dòng)滑輪的重力；（3）滑輪組的機(jī)械效率?！痉治觥浚?）由圖可知n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝nh，利用W總＝Fs求拉力做的總功；（2）利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動(dòng)）求動(dòng)滑輪的重力；（3）利用η＝＝＝＝求滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝3×2m＝6m，拉力做的總功：W總＝Fs＝200N×6m＝1200J；（2）因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動(dòng)），所以動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝nF﹣G＝3×200N﹣500N＝100N；（3）滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。答：（1）拉力F所做的功為1200J；（2）動(dòng)滑輪的重力為100N；（3）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%。例3．如圖甲所示，用大小為18N的水平拉力F1，將重力為20N的物體A勻速直線拉動(dòng)一段距離5m。若借助如圖乙所示滑輪組，用大小為8N的F2使物體A在同樣的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)相同的距離5m，求：（1）F1所做的功；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）滑輪組的額外功?！痉治觥浚?）利用W＝Fs求拉力F1所做的功；（2）由圖可知n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝ns物，利用W總＝Fs求拉力F1做的總功，有用功等于拉力F1所做的功，利用η＝×100%求滑輪組的機(jī)械效率；（3）利用W總＝W有+W額求滑輪組的額外功?！窘獯稹拷猓海?）拉力F1所做的功：W1＝F1s1＝18N×5m＝90J；（2）由圖可知n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nsA＝3×5m＝15m，拉力F1做的總功：W總＝F2s＝8N×15m＝120J，有用功等于拉力F1所做的功：W有＝W1＝90J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。（3）滑輪組的額外功：W額＝W總﹣W有＝120J﹣90J＝30J。答：（1）F1所做的功是90J；（2）滑輪組的機(jī)械效率是75%。（3）滑輪組的額外功為是30J。例4．如圖所示，用電動(dòng)機(jī)和滑輪組把質(zhì)量為3t，體積為1m3的礦石，從水底勻速打撈起來(lái)，礦石露出水面前，在10s內(nèi)礦石上升1m，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子拉力的功率為2.5kW。（g取10N/kg，水的密度為1×103kg/m3）求：（1）礦石的重力？（2）礦石浸沒(méi)在水中受到的浮力？（3）在10s內(nèi)，繩子自由端拉力做多少功？（4）滑輪組的機(jī)械效率？【分析】（1）根據(jù)G＝mg計(jì)算礦石重力；（2）礦石露出水面前，浸沒(méi)在水中，礦石排開(kāi)水的體積等于礦石的體積，利用阿基米德原理計(jì)算礦石受到的浮力；（3）根據(jù)P＝計(jì)算繩子自由端拉力做的功；（4）根據(jù)W有＝（G﹣F浮）h計(jì)算有用功，根據(jù)η＝計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）礦石重力：G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N；（2）因?yàn)榈V石露出水面前，浸沒(méi)在水中，所以礦石排開(kāi)水的體積：V排＝V＝1m3，由阿基米德原理可得，礦石受到的浮力：F?。溅阉甐排g＝1×103kg/m3×1m3×10N/kg＝1×104N；（3）由P＝可得，繩子自由端拉力做的功（總功）：W總＝Pt＝2.5×103W×10s＝2.5×104J，（4）有用功：W有＝（G﹣F?。﹉＝（3×104N﹣1×104N