中考物理 微专题五 功、功率、机械效率的综合计算试题1

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1、微专题五　功、功率、机械效率的综合计算简单机械的功、功率、机械效率的综合计算包括利用滑轮组提升物体、水平拉物体和利用斜面提升物体等，是中考命题必考题型。1．利用滑轮组提升物体分三种情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦，即W额＝0，F＝，η＝1，Gh＝Fs。(2)半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W额＝G动h，F＝，η＝。(3)实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明，表明要考虑)，即η＝，F＝。2．利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、滑轮重

2、无关。W有＝fs物，W总＝FsF＝nFs物。3．利用斜面提升物体分两种情况：(1)理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功Gh，即Fs＝Gh。(2)非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W有＝Gh，W总＝Fs，W额＝fs，η＝＝。类型一　利用滑轮组提升物体1．(2016·桂林)随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系如图乙所示，电动机

3、的输出功率与时间关系如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为多少帕？(2)电动机在电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦？(已知电动机对轿厢所做的功等于其P－t图象与时间轴所围成的阴影部分面积大小)(3)电梯配重的质量为多少千克？5解：(1)乘客对轿厢的压力F＝G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，乘客对轿厢的压强p＝＝＝14000Pa　(2)前2s做的功W1＝×2s×7000W＝7000J，后10s做的功W2＝Pt＝4000W×1

4、0s＝40000J，12s内做的总功W＝W1＋W2＝7000J＋40000J＝47000J，消耗的电能W′＝＝＝58750J　(3)后10s的速度v＝＝＝2m/s，由P＝＝＝Fv得电动机对轿厢的拉力F拉＝＝＝2000N，轿厢和乘客的总重力G总＝m总g＝(780kg＋70kg)×10N/kg＝8500N，配重的重力G配＝G总－F拉＝8500N－2000N＝6500N，配重的质量m配＝＝＝650kg　2．(2016·达州)某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化的图象如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升

5、的速度始终为1m/s。(不计绳重，摩擦及阻力，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg)求：(1)物体浸没在水中时受到的浮力。(2)物体的密度。(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。解：(1)由图甲可知，n＝2，则拉力F拉绳的速度v＝2vA＝2×1m/s＝2m/s，由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′＝420W，由P＝Fv得，绳子自由端的拉力F′＝＝＝210N，不计绳子、摩擦及阻力，拉力F′＝(GA＋G轮)，A的重力GA＝2F′－G轮＝2×210N－60N＝360N；由图乙可知，圆柱体A在水中拉力F的功率P＝300W，由P＝Fv得F＝＝＝

6、150N，不计绳重、摩擦及阻力，拉力F＝(GA－F浮＋G轮)，150N＝×(360N－F浮＋60N)，解得F浮＝120N　(2)由F浮＝ρ水gV排得A的体积V＝V排＝＝＝1.2×10－2m3；A的质量mA＝＝＝36kg，A的密度ρA＝＝＝3×103kg/m3　(3)物体浸没在水中时机械效率η＝＝＝＝×100%＝80%　类型二　利用滑轮组水平拉物体53．(2016·邵阳)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示。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

7、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。解：(1)由v＝得故障车在30s内通过路程s车＝vt＝6m/s×30s＝180m　(2)由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s绳＝3s车＝3×180m＝540m，拉力F在30s内所做的功W＝Fs绳＝500N×540m＝2.7×105J　(3)由图知，n＝3，水平滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500N×80%＝1200N　4．(2015·遂宁)某兴趣

8、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