初中物理有关“效率”计算题的解析

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1、考点举要初中物理有关“效率”计算题的解析内蒙古奈曼旗苇莲苏乡中学（028325）赵洪伟现代社会时时、处处讲效率，关于对效率的理解和计算是初中物理的一个比较重要的内容，也是中考的重要内容之一。中考时涉及这部分内容的题型也比较全面，有填空、选择、实验和计算。计算题主要考查应用机械效率的公式解决一些实际问题，并且和简单机械、功、功率、热量、燃料的热值等知识有机联系在一起，下面结合一些典型计算题对考查的要点、内容进行分析说明。一，考查定滑轮的机械效率例1福州市政府投入巨资，对二环路沿街实施景观改造。施工中，一工人利用如图1所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10m高处，沙重90N，所用的拉

2、力是100N。求：（1）有用功是多少？（2）总功是多少？（3）定滑轮的机械效率是多大？解析：（1）工人的目的是把重90N的沙子匀速拉到10m高处，故有用功图1W有用=Gh=90N×10m=900J（2）因为定滑轮的实质是等臂杠杆，所以绳自由端移动的距离和桶升高的距离相等，即s=10m，故总功W总=Fs=100N×10m=100J　　（3）定滑轮的机械效率η===90%二，考查动滑轮的机械效率例2如图2所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求： （1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率.

3、解析：（1）因为动滑轮能省一半的力，且绳重和摩擦不计，所以拉力F===100N（2）拉力做功的功率图2P==Fυ=100N×0.1m/s=10W（3）动滑轮的机械效率为η===90%三，考查滑轮组的机械效率＜1＞竖直装置滑轮组例3装卸工人用如图3所示的滑轮组匀速提升质量为100kg，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中求：⑴拉力F所做的功和功率；⑵滑轮组的机械效率；⑶滑轮组中动滑轮的重力；图3（g取10N/㎏，不计绳重及滑轮摩擦）解析：（1）拉力F所做的功W=Fs=550N×2m=1100J拉力F的功率P==220W（2）由图可知，此滑轮组

4、有2段绳承担物体，因此绳自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，即s=2h，则h==×2m=1m工人做的有用功为W有用=G物h=100kg×10N/kg×1m=1000J上一小题已计算出拉力做的功，这些功就是总功，即W总=1100J因此滑轮组的机械效率η===90.9%（3）因为此题不计绳重及滑轮摩擦，所以，动滑轮的重为G动=2F－G物=2×550N－100kg×10N/kg=100N＜2＞水平装置滑轮组例4一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用图4示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×104N，汽车沿水平方向匀速移动了4m，已知车与地面的摩擦力为2．4×104N。求：

5、（1）拉力F做的总功。图4（2）滑轮组的机械效率。解析：（1）由图可知，此滑轮组有3股绳子通过动滑轮，所以绳端移动的距离是车通过距离的3倍，即s绳=3s车=3×4m=12m则拉力F做的总功为W总=Fs绳=1×104N×12m=1.2×105J（2）本题中用滑轮组的目的是把汽车从泥坑里拖出，所以滑轮组对汽车所做的功是有用功，汽车沿水平方向匀速移动，滑轮组对汽车的拉力和地面对汽车的摩擦力相等，故W有用=f阻s车=2.4×104N×4m=9.6×104J滑轮组的机械效率为η===80%四，考查斜面的机械效率例5如图5所示。斜面长1m，高0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速

6、拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：(1)斜面的机械效率是多少?(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?图5解析：（1）把重10N的物体拉到斜面顶端即将它提高0.2m是最终的目的，故有用功W有用=Gh=10N×0.2m=2J总功就是平行于斜面的拉力所做的功，故总功W总=Fs=2.5N×1m=2.5J所以斜面的机械效率η===80%(2)因为总功是有用功和额外功的和，所以额外功W额=W总－W有用=2.5J－2J=0.5J五，考查热机的效率例6一辆轿车在平直的高速公路上以90km/h的速度匀速行驶了1.8km，共消耗汽油0.25kg,若此过程中轿车发动机的功率

7、为40kW，(汽油的热值为4.6×107J/kg)求：（1）轿车行驶中所受的阻力；（2）轿车发动机的效率。解析：（1）已知，υ=90km/h=25m/s,P=40kW=40000W，由于轿车做匀速直线运动，因此，轿车在水平方向上所受的力是平衡力，即发动机的牵引力和所受的阻力相等，所以，f阻=F牵===1600N(2)轿车在牵引力的作用下行驶了1.8km，即s=1.8km=1800m,所以有用机械功为W有用=Fs=1600N×1800m=2.88×106J轿车行驶1.8km消耗汽油0.25kg，这些汽油完全燃烧放出的