家庭值亚 专题六 功、功率与机械效率的计算
专题六 功、功率与机械效率的计算
1.如图所示，当水平拉力F=50N时，恰好可以使物体A沿水平 地面向右做匀速直线运动。已知物体重力为200N,所受地面 的摩擦力约为80N,假如在5s时间内，物体水平移动了0.6， 不计绳和滑轮的自重，则在此过程中(C) A.拉力F做功为30J B.物体重力做功为120J A C.拉力F做功的功率为12W D.该装置的机械效率约为60%
1.如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平 地面向右做匀速直线运动。已知物体重力为200 N,所受地面 的摩擦力约为80 N,假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m, 不计绳和滑轮的自重,则在此过程中( ) A.拉力F做功为30 J B.物体重力做功为120 J C.拉力F做功的功率为12 W D.该装置的机械效率约为60% C
2.(2021·山东菏泽中考)如图所示，用动滑轮提起一重为80N的 物体，在10s内将物体匀速提高5m,已知动滑轮重20N(不计绳 重和摩擦)，则(B) ∠22222 A.手对绳子的拉力为40N B.拉力做功的功率为50W C.手拉绳子移动的速度为0.5m/s D.该装置的机械效率为60%
2.(2021·山东菏泽中考)如图所示,用动滑轮提起一重为80 N的 物体,在10 s内将物体匀速提高5 m,已知动滑轮重20 N(不计绳 重和摩擦),则( ) A.手对绳子的拉力为40 N B.拉力做功的功率为50 W C.手拉绳子移动的速度为0.5 m/s D.该装置的机械效率为60% B
3.攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。一位攀岩者 重力为520N,背着质量为8kg的背包，用时4min登上高为9m 的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功720 J,他做功的 平均功率是 22.5_W。(g取10N/kg) 4.用沿斜面向上、大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体 从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2m,高为1m,则该 过程中斜面的机械效率为70%
3.攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。一位攀岩者 重力为520 N,背着质量为8 kg的背包,用时4 min登上高为9 m 的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功________ J,他做功的 平均功率是________ W。(g取10 N/kg) 4.用沿斜面向上、大小为3.5 N的力将一个重为4.9 N的物体 从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2 m,高为1 m,则该 过程中斜面的机械效率为________。 720 22.5 70%
5.如图所示，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重 680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为 5.85%
5.如图所示,当工人师傅用400 N的拉力向下拉绳时,可使重 680 N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为 ________ 5.85%
6在物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情 景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，他用250N的拉 力在20s内将450N的材料提升了10m,不计绳重和滑轮摩擦， g取10Nkg。 ()求拉力的功率。 (2)提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？ 3)若绳子能承受的最大拉力为400N,此滑轮组的机械效率最 大可提高到多少？ 答案：(1)375W(2)60% (3)75%
6.在物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情 景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,他用250 N的拉 力在20 s内将450 N的材料提升了10 m,不计绳重和滑轮摩擦, g取10 N/kg。 (1)求拉力的功率。 (2)提升450 N材料时,此滑轮组的机械效率是多少? (3)若绳子能承受的最大拉力为400 N,此滑轮组的机械效率最 大可提高到多少? 答案:(1)375 W (2)60% (3)75%
解析：(1)由题图知，=3，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3 X10 m=30 m 拉力做的总功W点=Fs=250NX30m=7500J 则拉力的功率PW总二7500375W, 20s (2)提升450N材料时所做的有用功 W有=Gh=450NX10m=4500J 滑轮组的机械效率 有×100%4500x100%-60%。 W总 7500J
解析:(1)由题图知,n=3,则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×10 m=30 m 拉力做的总功W总=Fs=250 N×30 m=7 500 J 则拉力的功率 P= 𝑾总 𝒕 = 𝟕 𝟓𝟎𝟎𝐉 𝟐𝟎𝐬 =375 W。 (2)提升450 N材料时所做的有用功 W有=Gh=450 N×10 m=4 500 J 滑轮组的机械效率 η= 𝑾有 𝑾总 ×100%= 𝟒 𝟓𝟎𝟎𝐉 𝟕 𝟓𝟎𝟎𝐉 ×100%=60%
(3)由F-(G+G)可得，动滑轮的重力 G动=nF-G=3×250N-450N=300N 提升的最大物重 G'=nF'-G动=3×400N-300N=900N 此滑轮组的最大机械效率 W有 n' G= 900N =F5=3F= 3×400N =0.75=75%
(3)由 F=𝟏 𝒏 (G+G 动)可得,动滑轮的重力 G 动=nF-G=3×250 N-450 N=300 N 提升的最大物重 G'=nF'-G 动=3×400 N-300 N=900 N 此滑轮组的最大机械效率 η'= 𝑾有 ' 𝑾总 ' = 𝑮'𝒉 𝑭'𝒔 = 𝑮' 𝟑𝑭' = 𝟗𝟎𝟎𝐍 𝟑×𝟒𝟎𝟎𝐍 =0.75=75%
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索