中考物理總復(fù)習(xí) 微專題五 功、功率、機(jī)械效率的綜合計算試題1

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微專題五功、功率、機(jī)械效率的綜合計算簡單機(jī)械的功、功率、機(jī)械效率的綜合計算包括利用滑輪組提升物體、水平拉物體和利用斜面提升物體等，是中考命題的重要考點(diǎn)。1利用滑輪組提升物體分三種情況：(1)理想情況：不計動滑輪重力、不計繩重和繩與輪之間的摩擦，即W額0，F(xiàn)，1，GhFs。(2)半理想情況：考慮動滑輪的重力，不計繩重和繩與滑輪之間的摩擦，即W額G動h，F(xiàn)，。(3)實(shí)際情況：考慮動滑輪的重力、繩重和繩與滑輪之間的摩擦(題目沒有說明，表明要考慮)，即，F(xiàn)。2利用滑輪組水平拉物體，此時克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，與物重、滑輪重?zé)o關(guān)。W有fs物，W總FsFnFs物。3利用斜面提升物體分兩種情況：(1)理想情況：不考慮機(jī)械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功Gh，即FsGh。(2)非理想情況：考慮機(jī)械自重及摩擦，W有Gh，W總Fs，W額fs，。類型一利用滑輪組提升物體1(2016桂林)隨著高層建筑的大量興建，人們經(jīng)常要與電梯打交道，如圖甲所示是某種升降電梯的簡化模型，它由轎廂、配重、電動機(jī)、鋼絲繩、定滑輪等部件組成，其中轎廂的質(zhì)量為780 kg。電梯某次搭載一位質(zhì)量為70 kg的乘客上樓，轎廂啟動上升的路程與時間關(guān)系如圖乙所示，電動機(jī)的輸出功率與時間關(guān)系如圖丙所示，電動機(jī)的工作效率為80%，不計鋼絲繩的重力和一切摩擦。(g取10 N/kg)求：(1)當(dāng)該乘客站立在靜止的轎廂內(nèi)時，雙腳的受力面積為500 cm2，則乘客對轎廂的壓強(qiáng)為多少帕？(2)電動機(jī)在電梯啟動上升12 s內(nèi)，消耗的電能是多少焦？(已知電動機(jī)對轎廂所做的功等于其Pt圖象與時間軸所圍成的陰影部分面積大小)(3)電梯配重的質(zhì)量為多少千克？(1)乘客對轎廂的壓力FGmg70 kg10 N/kg700 N，乘客對轎廂的壓強(qiáng)p14000 Pa(2)前2 s做的功W12 s7000 W7000 J，后10 s做的功W2Pt4000 W10 s40000 J，12 s內(nèi)做的總功WW1W27000 J40000 J47000 J，消耗的電能W58750 J(3)后10 s的速度v2 m/s，由PFv得，電動機(jī)對轎廂的拉力F拉2000 N，轎廂和乘客的總重力G總m總g(780 kg70 kg)10 N/kg8500 N，配重的重力G配G總F拉8500 N2000 N6500 N，配重的質(zhì)量m配650 kg2(2016鎮(zhèn)江)用如圖所示的滑輪組將重90 N的貨物勻速提升1 m的過程中，所用拉力F50 N，不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦。(1)求上述過程中的有用功W有用；(2)求上述過程中的總功W總；(3)求滑輪組的機(jī)械效率。(1)上述過程中的有用功：W有Gh90 N1 m90 J(2)由圖知n2，所以繩端移動的距離：s2h21 m2 m；總功：W總Fs50 N2 m100 J(3)滑輪組的機(jī)械效率：100%100%90%類型二利用滑輪組水平拉物體3(2016邵陽)在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡化如圖所示。為了盡快疏通道路，交警只用了30 s的時間，指揮拖車在水平路面上將質(zhì)量是1.5 t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場。若故障車被拖離的速度是6 m/s，繩子自由端的拉力F是500 N，該裝置的機(jī)械效率是80%。求：(1)故障車在30 s內(nèi)通過的路程；(2)拉力F在30 s內(nèi)所做的功；(3)故障車在被拖離過程中受到的阻力。(1)由v得故障車在30 s內(nèi)通過路程s車vt6 m/s30 s180 m(2)由圖可知n3，繩子自由端移動的距離s繩3s車3180 m540 m，拉力F在30 s內(nèi)所做的功WFs繩500 N540 m2.7105 J(3)由圖知，n3，水平滑輪組的機(jī)械效率，所以故障車在被拖離過程中受到的阻力f3F3500 N80%1200 N4(2015大慶)如圖所示，司機(jī)師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來(泥坑可近似看成水平面)，在此過程中汽車勻速移動了1 m，共用時5 s，已知汽車所受阻力為1 200 N，司機(jī)師傅的拉力功率為300 W，在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：(1)司機(jī)師傅的拉力為多大？(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少？(1)繩子自由端移動的距離sns汽車31 m3 m，繩子自由端速度：v0.6 m/s，由PFv得，工人的拉力：F500 N(2)拉力所做總功：W總Fs500 N3 m1500 J；工人所做有用功：W有用fs汽車1200 N1 m1200 J，滑輪組的機(jī)械效率：80%類型三利用斜面提升物體5小明想把重1000 N的木箱A搬到高h(yuǎn)5 m，長L10m的斜面上，如圖所示。他站在斜面上，沿斜面向上用F600 N的拉力使木箱A以v0.2 m/s的速度勻速從斜面底端拉到斜面頂端。問： (1)小明同學(xué)拉木箱的功率是多大？(2)該斜面的機(jī)械效率是多少？(3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動時受到的摩擦力是多大？(1)小明同學(xué)拉木箱的功率：PFv600 N0.2 m/s120 W(2)做的有用功：W有用Gh1000 N5 m5000 J，做的總功：W總FL600 N10 m6000 J，斜面的機(jī)械效率：83.3%(3)額外功：W額外W總W有用6000 J5000 J1000 J，因?yàn)閃額外fL，所以摩擦力：f100 N6如圖所示，建筑工人用300 N的力F通過滑輪裝置將一重500 N的料車沿30角的斜面由底端勻速地拉到頂端，用時10 s。已知斜面長是4 m，g取10 N/kg，求這一過程中：(1)人拉繩子的力做的功；(2)提升料車做的有用功；(3)人做功的功率；(4)該裝置的機(jī)械效率。(1)繩子自由端移動距離s2L24 m8 m，人做的總功：W總Fs300 N8 m2400 J(2)因?yàn)樾泵媾c水平面成30的角，重物上升高度：hLsin304 m2 m，W有用Gh500 N2 m1000 J(3)人做功的功率：P240 W(4)該裝置的機(jī)械效率：41.7%