2021年中考物理一轮复习专题练习14功、功率、机械效率综合计算

2021年中考物理一轮复习

专题练习14  功、功率、机械效率综合计算

1．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N．不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．

（1）求上述过程中的有用功W有用；

（2）求上述过程中的总功W总；

（3）求滑轮组的机械效率η．

2．如图所示，已知斜面长10m，高6m，绳端拉力为100N．利用这个滑轮装置将重为200N的物体在10s内从斜面的底端匀速拉到顶端．在此过程中，求：

（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？

（2）拉力的功率是多少？

（3）拉力的机械效率是多少？

3．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．求：

（1）故障车在30s内通过的路程；

（2）拉力F在30s内所做的功；

（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力．

4．如图甲所示，用滑轮组提升矿井内重为7840N的物体M，汽车匀速前进了20m。此过程中，汽车拉力F所做的功W随汽车运动的距离s的变化关系如图乙所示。不计绳重和摩擦,动滑轮有重量。

（1）由图可知，拉力F总共做的功W =＿＿＿J。

（2）物体M上升的高度是＿＿＿m。

（3）该滑轮组的机械效率为多大？

5．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．如表是提升物体时采集到的信息：

（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；

（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率．（机械效率保留三位有效数字）．

6．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。

（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？

（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率；

（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？

7．陆羽公园矗立着汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台，已知提升雕像时，拉力F的功率为6×103W，绳子自由端移动速度为0.3m/s。求：

（1）滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒？

（2）滑轮组对雕像做的有用功是多少？

（3）提升雕像过程中，滑轮组的机械效率是多少？

8．如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400N，与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15kW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2，（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）．请求：

（1）提升前，物体A对水平地面的压强．

（2）滑轮组提升重物A时的机械效率．

（3）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力．

9．如图是一台两栖履带起重机.它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。

（1）起重机安装宽大的履带的目的是减小起重机对地面的___________________。

（2）当起重机吊起4.8×105N的货物时，货物匀速升高15m用时40 s。若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上自由端的拉力及拉力的功率各是多少？

10．配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105Pa，将配重M用绳系在杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA∶OB=5∶3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示。当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105Pa．（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg）

（1）求滑轮组的机械效率？

（2）配重M质量是多少千克？

（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛？

参考答案

1.（1）根据公式W有用=Gh得W有用=90J（1分）

（2）根据公式W总=Fs得（1分）

W总=100J（1分）

（3）根据公式得（1分）

η=90%                     （1分）

2.（1）1m/s   （2）200W   （3）60%

3.（1）180m（2）2.7×105J（3）1200N

4.（1）80000   （2）10   （3）98%

5.（1）80N（2）88.9%

6.（1）500N（2）80W（3）600N

7.（1）30s  （2）1.62×105（3）90%

8.（1）提升前，物体A对水平地面的压力F=G=1600N

物体A对水平地面的压强：p=F/S=1600N/4m2=400Pa

（2）滑轮组提升重物A时的机械效率

η=W有/W总=G/（G+G动）=1600N/（1600N+400N）=80%

（3）由图可知，n=3，则小车运动的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s

根据P=W/t可得P=Fv，小车能提供的最大拉力F=P/v=15000W/3m/s=5000N

又F=（G最大+G动）/3，得G最大=3F﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N

9.（1）压强

（2）提升重物时做的有用功：…………（1分）

……（1分）

由W=Fs得，拉力：………………（2分）

拉力做功的功率………………（2分）

10.（1）70%（2）150kg（3）250N