北京中考物理功和機(jī)械效率專題復(fù)習(xí)【教師版】

1、北京中考物理功和機(jī)械效率專題復(fù)習(xí)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(jì)摩擦和繩重）求：（1）滑輪組的機(jī)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(shí)，拉力所做的功為多少？解答：解：（1）由圖知，使用該滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，n=3滑輪組的機(jī)械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；（2）繩子自由端移動(dòng)的速度：v=3v=0.3m/s×3=0.9m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×

2、0.9m/s=180W；（3）不計(jì)摩擦和繩重，F(xiàn)=（G+G動(dòng)），G動(dòng)=3FG=3×200N480N=120N，當(dāng)提起G=600N的物體時(shí)拉力：F=（G+G動(dòng)），=（600N+120N）=240N，這時(shí)拉力做的功：W=Fs=F×3h=240N×3×2m=1440J答：（1）滑輪組的機(jī)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(xué)用如圖（甲）所示的滑輪組提土，他用20s的時(shí)間把重為120N的土從井中勻速提升5m，拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖（乙）所示求：（1）有用功；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3

3、）拉力的大??；（4）拉力的功率考點(diǎn)：功的計(jì)算；有用功和額外功；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計(jì)算387548 專題：計(jì)算題；壓軸題分析：（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(jī)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(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大??；（4）根據(jù)P=求出拉力的功率解答：解：（1）有用功：W有=Gh=120N×5m=600J；（2）由乙圖可得：W總=800J，滑輪組的機(jī)械效率：=75%；（3）繩端移動(dòng)的距離：s=nh=2×5m=1

4、0m，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(jī)械效率為75%；（3）拉力的大小為80N；（4）拉力的功率為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(yùn)動(dòng)了0.5m拉力F做的功隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示己知?jiǎng)踊喼?.5N，物體A在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)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大小（3）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(shí)，所用的時(shí)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=2×0.5m=1m作用在繩

5、子上的拉力為F=2.5N；（3）拉動(dòng)物體做的有用功為W有用=fS1=0.5×8N×0.5m=2J拉力做的總功為W總=FS2=2.5N×1m=2.5J額外功為W額=W總W有用=2.5J2J=0.5J對(duì)動(dòng)滑輪做的功為W動(dòng)=G動(dòng)h=0.5N×0.5m=0.25J克服繩重及摩擦所做的額外功為W=W額W動(dòng)=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(shí)心物體A打撈上來，物體A的密度為9.0×103Kg/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2

6、m（物體未露出水面），不計(jì)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(jī)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，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動(dòng)的距離S=2h，利用W=FS求拉力F所做的總功，又知道做功時(shí)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(jī)械效率解答：解：（1）物體A受到的浮力F浮為：F浮=水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×

7、103m3=1000N；（2）拉力F移動(dòng)的距離S為：S=2h=2×2m=4m，拉力F所做的總功W總為：W總=FS=5000N×4m=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=9.0×103Kg/m3×10N/Kg×100×103m3=9000N，滑輪組的機(jī)械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%=80%5如圖所示，現(xiàn)將一重G1=8100N的實(shí)心鋁塊在水中勻速上提h=2m（未露出水面），已知每個(gè)滑輪重G2=900N

8、，不計(jì)繩重和各種摩擦，不計(jì)水的阻力已知鋁的密度鋁=2.7×103kg/m3，水的密度水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg求：（1）滑輪組的機(jī)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=1.0×103kg/m3×0.3m3×10N/kg=3000N，滑輪組對(duì)鋁塊的拉力：F=G1F浮=8100N3000N=5100N，使用滑輪組做的有用功：W有用=Fh=5100N×2m=10200J，不計(jì)繩重和各種摩

9、擦，使用滑輪組做的額外功：W額=G輪h=900N×2m=1800J，W總=W有用+W額=Fh+G輪h=10200J+1800J=12000J，滑輪組的機(jī)械效率：=×100%=×100%=85%；（2）由題知P總=540W，做功時(shí)間：t=，鋁塊上升的速度：v=0.09m/s答：（1）滑輪組的機(jī)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(jì)摩擦和繩重求：（1）利用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1200N的物體時(shí)，所用的拉力是500N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min內(nèi)勻

10、速上升的高度？（2）當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1800N的物體時(shí)，拉力是多少？解答：解：（1）由題意知，拉力在1min做的功為：W總=Pt=750W×60s=45000J根據(jù)W總=Fs 得s=90m由圖知，此滑輪組由三段繩子承擔(dān)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?yàn)榛喗M由3段繩子承擔(dān)物重，所以F=（G物+G動(dòng)）G動(dòng)=3×500N1200N=300N則F=（G物+G動(dòng)）=×（1800N+300N）=700N答：當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1800N的物體時(shí)，拉力是700N7為打造環(huán)三中心城市，寧德市政府

11、投入巨資，對(duì)市區(qū)南北主干道進(jìn)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(jī)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=480N×3m=1440J；答：有用功是1440J；（2）拉力移動(dòng)的距離S=2h=2×3m=6m；拉力做的總功W總=FS=300N×6m=1800J；滑輪組的機(jī)械效率是=×100%=×100%=80%；答：滑輪組的機(jī)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，

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

13、拉力F和s、h之間的關(guān)系可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)拉繩子做的功，又已知時(shí)間，利用P=計(jì)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=360kg×10N/kg=3600N，由=得：電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F=2000N；（3）電動(dòng)機(jī)拉繩子做的功：W=Fs=2Fh=2×2000N×4m=16000J，電動(dòng)機(jī)拉繩子的功率P=800W9在小型建筑工地，常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時(shí)40s，卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N

14、求在此過程中：（1）有用功；（2）拉力F的功和功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率解答：解：（1）拉力F所做的有用功：W有=Gh=4000N×10m=4×104J（2）拉力F移動(dòng)的距離：s=2h=2×10m=20m拉力F所做的總功：W總=Fs=2500N×20m=5×104J拉力F做功的功率：P=1250W（3）滑輪組的機(jī)械效率：=×100%=×100%=80%答：（1）力F所做的有用功是4×104J；（2）拉力F做的功和功率分別是5×104J、1250W；（3）滑輪組的機(jī)械效率是80%10重為160N、底面積為

15、0.04m2的物體落入干涸的深井底部已知物體的密度為1.6×103 kg/m3，g=10N/kg，不計(jì)繩重和摩擦（1）求物體對(duì)井底的壓強(qiáng)；（2）使用圖所示滑輪組，當(dāng)施拉力F=100N時(shí)物體恰能勻速上升，求此滑輪組的機(jī)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(jì)水對(duì)物體的阻力）分析：（1）物體對(duì)井底的壓力等于物體重，知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求物體對(duì)井底的壓強(qiáng)；（2）由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力端移動(dòng)的距離s=2h，知道拉力和物重大小，利用=求滑輪組的機(jī)械效率；（3）由題知，不計(jì)繩重和摩擦，則F=（G+G輪），據(jù)此求出

16、動(dòng)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(jì)繩重、摩擦、水的阻力，則F=（G物+G動(dòng)F?。?，據(jù)此求出拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的速度，利用P=Fv求拉力做功功率解答：解：（1）物體對(duì)井底的壓力：F=G=160N，物體對(duì)井底的壓強(qiáng)：p=4×103Pa；（2）由圖可知，n=2，則拉力端移動(dòng)的距離s=2h，=80%；（3）不計(jì)繩重和摩擦，F(xiàn)=（G+G輪），100N=（160N+G輪），解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=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=1.0×103

17、kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N，此時(shí)拉力：F=（G物+G動(dòng)F?。?（160N+40N100N）=50N，拉力端移動(dòng)的速度：v=2v物=2×1m/s=2m/s，拉力做功功率：P=Fv=50N×2m/s=100W答：（1）求物體對(duì)井底的壓強(qiáng)為4×103Pa；（2）此滑輪組的機(jī)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(gè)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(jī)械效率是多少？解答：解：（1）拉力F所做的有用功

18、：W有=Gh=600N×4m=2400J；（2）拉力F移動(dòng)的距離：s=4h=4×4m=16m；拉力F所做的總功：W總=Fs=250N×16m=4000J；拉力F做功的功率：P=200W；（3）滑輪組的機(jī)械效率：=×100%=×100%=60%答：（1）力F所做的有用功是2400J；（2）拉力F做功的功率是200W；（3）滑輪組的機(jī)械效率是60%12工人師傅利用圖裝置在5S內(nèi)將一個(gè)重為4500N的物體A沿水平方向勻速向左拉動(dòng)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(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小是物重的0.2倍求：（1）物

19、體A對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）拉力F做的功和功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率解答：解：（1）物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=3000Pa；（2）拉力F做的功：W總=Fs=400N×3×2m=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=G×0.2×s=4500N×0.2×2m=1800J，滑輪組的機(jī)械效率：=75%答：（1）物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)為3000Pa；（2）拉力F做的功為2400J，功率為480W；（3）滑輪組的機(jī)械效率為75%點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵知道克服摩擦力所做的功為有

20、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(jì)，求：（1）拉力F的功率；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）動(dòng)滑輪的總重解答：已知：物重G=1000N，時(shí)間t=10s，拉力移動(dòng)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(jī)械效率=？；（3）動(dòng)滑輪的總重G動(dòng)=？解：（1）由圖可知，繞過動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)為4根，因?yàn)槔K子移動(dòng)的距離與物體上升的高度之間的關(guān)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=1000N×4m=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(jī)械效率：=×100%=×100%83.3%；（3）W額=G動(dòng)h，動(dòng)滑輪的總重為：G動(dòng)=200N答：（1）繩自由端拉力的功率是480W（2）滑輪組的機(jī)械效率是83.3%（3）動(dòng)滑輪的總重是200N14如圖所示，是一個(gè)從隧道中運(yùn)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(yùn)動(dòng)10m，貨車受到的摩