沪科版八年级下册物理习题课件 第10章 专训（四） 功、功率、机械效率的综合计算（57张）

专题技能训练（四）
训练 　功、功率、机械效率的
综合计算
HK版 八年级下
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1．用如图所示的滑轮组提升300 N的重物，在绳子自由端施加的拉力F为125 N，10 s内重物匀速上升2 m，不计绳重和摩擦。请根据题中信息，完成下列各题。
专题技能训练
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(1) 在提升重物的过程中，拉力F做的有用功、总功各是多少？
解：拉力做的有用功：W有＝Gh＝300 N×2 m＝600 J；由
图知，n＝3，拉力端移动的距离：s＝3h＝3×2 m＝6 m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝125 N×6 m＝750 J。
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(2) 在提升重物的过程中，拉力F做功的总功率是多少？
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(3) 在提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是多少？
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(4) 该滑轮组的动滑轮重力为多少？
2．【中考·南通】工人用如图所示装置在10 s内将质量为45 kg的货物匀速提升2 m，此过程中
拉力的功率为120 W。(g取10 N/kg) 求：
(1) 有用功；
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解：货物的重力：G＝mg＝45 kg×10 N/kg＝450 N；
有用功：W有＝Gh＝450 N×2 m＝900 J。
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(2) 滑轮组的机械效率；
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(3) 若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300 N，额外功占总功的20%，则工人提升的货物的重力是多少。
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3．小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组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100 N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1 m。根据测量结果画出了该滑轮组
的机械效率与物体受到的摩擦
力的关系图像，如图乙所示，
不计绳重和轮与轴间的摩擦。
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(1) 由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100 N时，滑轮组机械效率是多少？
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解：由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100 N时，滑
轮组机械效率是50%。
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(2) 当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1 m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功的功率是多大？
解：当 f1＝100 N时，η1＝50%，
通过滑轮组拉动水平面上的物体，
则有用功： W有1＝f1s，
由题知，不计绳重及滑轮与轴间的摩擦，
则额外功： W额＝G动s，则总功：
W总1＝W有1＋W额＝f1s＋G动s，
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(3) 当物体与地面的摩擦力为1 500 N时，体重为500 N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
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4.【中考·荆州】质量为1.8 t的小汽车陷入泥泞中，在大家都一筹莫展的时候，聪明的小红很快想到了办法，利用所学滑轮组知识，带领大家将小汽车顺利拉出。如图，若小汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80% (g取10 N/kg)。求∶
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(1) 小汽车所受阻力f；
解：小汽车所受阻力为车重的0.2倍，
所以小汽车所受阻力为
f＝0.2 G＝0.2 mg＝0.2×1.8×103 kg×10 N/kg
＝3.6×103 N。
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(2) 绳子自由端拉力F1；
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(3) 树承受的拉力F2；
解：树承受的拉力等于定滑轮上2股绳的拉力的合力，
所以树承受的拉力为
F2＝2F1＝2×1 500 N＝3 000 N。
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(4) 小汽车以0.1 m/s的速度匀速运动时，拉力F1的功率。
5．如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m。用平行于斜面、大小为50 N的拉力F，将重力G＝100 N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s。求：
(1) 有用功W有；
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解：物体克服重力所做的有用功：
W有＝Gh＝100 N×3 m＝300 J。
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(2) 拉力做功的功率P；
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(3) 物体受到的摩擦力f；
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(4) 该斜面的机械效率η。
6．【中考·攀枝花】如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重为9×104 N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为2 m/s，经过10 s，货物A竖直升高10 m。已知汽车对绳的拉力F的功率P为120 kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
(1) 10 s内汽车对绳的拉力所做的功；
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解：汽车对绳的拉力所做的功：
W＝Pt＝1.2×105 W×10 s＝1.2×106 J；
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(2) 汽车对绳的拉力大小；
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(3) 斜面的机械效率。
7．如图所示，物体重150 N，挂在杠杆中点，人用100 N的力竖直向上将物体提高0.5 m，在此过程中，下列说法不正确的是(　　)
A．人用的拉力所做的功为100 J
B．用杠杆提升物体所做的有用功为50 J
C．额外功为25 J
D．杠杆的机械效率为75%
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【答案】 B
8．【中考·赤峰】如图所示为一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4 s时间内用100 N的力竖直向下压动摇臂1 m，把
1 000 N的重物匀速抬高8 cm，则重物上升的速度为________m/s，人做的功为__________J，千斤顶的机械效率是________%。
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【答案】 0.02；100；80
9．如图，小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，将杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20 N的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使重物缓慢匀速提升(摩擦忽略不计)。
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(1) 若不计杠杆自重，求拉力F的大小。
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(2) 若杠杆是一根材料均匀的硬棒，将重物提升的高度h为0.1 m，小明使用杠杆所做的有用功W有为多大？若此时杠杆的机械效率为80%，则杠杆自身的重力为多少？
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10．【中考·资阳改编】某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关数据如下图、表所示。挖掘机以最大输出功率工作时，可在4 s内将一满铲斗的密度为ρ＝1.6×103 kg/m3的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上。(g取10 N/kg)求：
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指　标
数　值
整机质量m
5 000 kg
标准斗容V
0.5 m3
最大输出功率P
40 kW
最大挖掘深度d
3 m
最大卸料高度h
5 m
(1) 移送一满铲斗泥土过程中，挖掘机对泥土做的功W。
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解：一满铲斗泥土的质量：
m泥＝ρ泥V＝1.6×103 kg/m3×0.5 m3＝8×102 kg，
一满铲斗泥土的重力：
G泥＝m泥g＝8×102 kg×10 N/ kg＝8×103 N，
泥土上升的最大高度：s＝h＋d＝3 m＋5 m＝8 m，
挖掘机对泥土所做的功：
W＝G泥s＝8×103 N×8 m＝6.4×104J。
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(2) 移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η。
11．叉车在10 s内将质量为2 t的大理石沿竖直方向匀速提升了1 m，发动机所做的功是5×104 J。
(1) 叉车支持力对大理石做的功是多少？
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解：大理石的重力：
G＝mg＝2×103 kg×10 N＝2×104 N，
叉车对大理石做的功：
W＝Gh＝2×104 N×1 m＝2×104 J。
(2) 叉车提升大理石的功率是多少？
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(3) 叉车提升大理石的机械效率是多少？
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12．【中考·黄冈改编】电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙)，启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次。
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下表是某型号电动蛙式打
夯机的部分参数(设夯锤夯击
土层的能量全部用于夯实土层)。
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打夯机的功率
3 kW
夯锤夯击土层的能量
400 J/次
夯锤着地面积
600 cm2
前进速度
8～11 m/min
夯击次数
120次/min
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(1) 若打夯机以10 m/min的平均速度沿直线前进，则10 min前进了多少米？
解：打夯机工作10 min前进的距离：
s＝vt＝10 m/min×10 min＝100 m。
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(2) 施工时，若打夯机前移消耗的能量为200 J/次，则打夯机的机械效率是多少？
13．【中考·黄冈】爬梯式混凝土搅拌机(如图)是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程的建筑机械，由搅拌部分和提升部分组成，工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过顶端的定滑轮竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下。已知某型号爬梯式搅拌机部分参数如下表所示。(g取10 N/kg)
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型　号
J2M***
整机质量/kg
1 970
空的运料斗重/N
600
提升电机功率/kW
4.5
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(1) 若搅拌机与地面的接触面积为0.05 m2，则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大？
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(2) 某次将装有4 000 N混凝土的运料斗提升到某高度用时
16 s，提升部分的机械效率为80%，则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大？(不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力)
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