物理备课大师 wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9 门】：免注册，不收费！http:/www.eywedu.cn/技能训练四技能训练四 功功 功率功率 机械效率的综合计算机械效率的综合计算一、计算所用公式 1总功的计算方法： (1)定义法：W总Fs； (2)W总W有W额；(3)公式法：W总或 W总。W额 1W有 2有用功的计算方法： (1)定义法：W有Gh； (2)W有W总W额； (3)公式法：W有W总。 3额外功的计算方法： (1)定义法：W额G额h，W额f额s； (2)W额W总W有； (3)公式法：W额W总(1)。4机械效率：，。W有 W总W有 W有W额Gh FsG nF二、分清使用时不同的状态 1利用滑轮组竖直提升重物的三种情况： (1)理想情况：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即 W额0。 FG物/n，1，GhFs (2)半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即 W额G动h。 F(G物G动)/n，G物/(G物G动) (3)实际情况：计动滑轮的重力，绳重和绳与滑轮间的摩擦(题目不说明，表明要考虑)。G物/Fn，FG物/n 2利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做功为有用功，与物重、滑轮 重无关；将上述公式中的 G物换成 f 就行了。 理想情况：W有fs，Ff/n 实际情况：f/Fn，Ff/n3使用斜面提升物体时，克服物体重力做功为有用功，拉力 F 做的是总功，克服摩擦 做的是额外功。W有Gh，W总FL，W额fL；或 Gh FLGh GhfL物理备课大师 wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9 门】：免注册，不收费！http:/www.eywedu.cn/1(2015，考感)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。 已知井深 12 m，物体重 G6103 N，汽车重 G车3104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力 F2.2103 N，汽车受到的阻力为车重的 0.1 倍。求： (1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ (2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数) (3)若汽车运动的速度为 3 m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？ (4)汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？ 解：(1)n3，s3h312 m36 m，WFs2.2103 N36 m7.92104 J(2)90.9%W有 W总Gh Fs6 103 N 3 2.2 103 N(3)v物 v车 3 m/s1 m/s，t12 s (4)F牵FfF0.1G车1 31 3h v物12 m 1 m/s2.2103 N0.13104 N5.2103 N，P F牵v车5.2103 N3 m/s1.56104 W 2(2015，陕西)如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离 s 与时间 t 的关系如图所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为 594 N。此斜面的长为 5 m，高为 1 m，这箱货物重为 1500 N。(1)05 s 内，这箱货物处于_状态，工人所做的功为_J。 (2)530 s 内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ (3)该斜面的机械效率是多少？解：(1)静止 0 (2)这箱货物运动的速度 v 0.2 m/s，拉力做的功s t5 m 25 sWFs594 N5 m2970 J，拉力做功的功率 P 118.8 W (3)对这箱货物W t2970 J 25 s做的有用功 W有Gh1500 N1 m1500 J，拉力做的总功 W总W2970 J，斜面的机械效率 50.5%W有 W总1500 J 2970 J3(2015，遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子 a 连接)匀速 拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从 200 N 开始逐渐增加，直到组装 滑轮组的绳子 b 被拉断，每次物体拉动的距离均为 2 m。通过实验绘出了该滑轮组机械效 率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：物理备课大师 wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9 门】：免注册，不收费！http:/www.eywedu.cn/(1)动滑轮重力； (2)当滑轮组的机械效率为 80%，物体以 0.2 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用 功率； (3)一个重 500 N 的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子 b，请你通过 计算分析他能否实现。 解：(1)由图乙可知，当 f1200 N 时，150%，W总 1W有W额f1sG动s，50%，G动200 N (2)当 280%时， W有 W总f1s f1sG动s200N 200NG动280%，f2 800 N，W有 2f2s800 N2 m1600 J，当f2s f2sG动st 10 s，P有160 W (3)由图乙可知，当 f31600 N 时，s v2 m 0.2 m/sW有2 t1600 J 10 s绳子刚好被拉断，绳 b 最大拉力 F3 (G物G动) (200 N1600 N)600 NG人，故不1 31 3会拉断绳子 b。 4(2015，绵阳)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于 2007 年成功打捞出水，为复原 我国海上丝绸之路历史提供了极珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在 世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从 水下打捞一重物。如图所示，用一个底面积 S0.05 m2，高 h0.2 m 的长方体形状的重物模拟“南海 一号” ，该同学站在岸边拉动绳子的自由端，使重物从水底开始向上运动。假定重物一直做 竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水底开始运动到重 物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力 F1140 N，用时 t140 s；第二阶段，从重物 上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时 t24 s；第三阶段，重物下表面离开水 面后在空中上升。已知动滑轮所受重力 G060 N，水1.0103 kg/m3，g10 N/kg， 不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求： (1)在第一阶段运动中，水对重物的浮力 F浮为多大？ (2)在第一阶段运动中，绳对重物做功 W1为多大？ (3)滑轮在第一阶段运动中的机械效率 1和在第三阶段运动中的机械效率 3分别为 多大？ 解：(1)V排Sh0.05 m20.2 m0.01 m3，F浮水gV排水gV1.0103 物理备课大师 wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9 门】：免注册，不收费！http:/www.eywedu.cn/kg/m310 N/kg0.01 m3100 N (2)第二阶段：v0.05 m/s，第一阶段：h t20.2 m 4 sh1vt10.05 m/s40 s2 m，W1F1h1140 N2 m280 J (3)第一阶段：人对绳的拉力 F1 N，70%，重物 GF1F浮140 N100 F1G0 3200 3F1h1 F13h1140 200N240 N；第三阶段：380%Gh （GG0）h240 240605(2015，德阳)如图甲所示底面积为 0.2 m2，高 0.2 m 的质量均匀的长方体 A，放置 在水平地面上，对地面的压强为 6103 Pa；一质量为 80 kg 的工人站在水平地面上，用 如图乙所示的滑轮组把 A 运到高处，工人用大小为 F1的竖直拉力拉绳使 A 以 10 cm/s 的速 度匀速上升，这时地面对工人的支持力为 N1，工人匀速拉绳的功率为 P，滑轮组的机械效 率为 1。若工人以相同的功率用大小为 F2的竖直拉力拉绳使另一物体 B 以 12.5 cm/s 的 速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为 N2，滑轮组的机械效率为 2。已知 N1N234，121615。(g 取 10 N/kg)求：(1)物体 A 的密度； (2)工人拉绳的功率 P； (3)用滑轮组提升 B 时滑轮组的机械效率 2。解：(1)F压pS6103 Pa0.2 m21200 N，m 120 kg，VSh0.04 G gF压 gm3， 3103 kg/m3 (2)对工人：FNG人m人g800 N 即m V120 kg 0.04 m3N1800F1，N2800F2，又 N1N234 得 4F13F2800 N，提 A、B 时功率相 等 F1v1F2v2，有 F1F254，两式解得 F1500 N，F2400 N，PF1v1500 N30.1 m/s150 W(3)，121615，2175%Gh 3Fh15 1615 161200 3 500