中考精英总复习物理河北教学教案小专题五关于功.doc

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1、小专题五　关于功、功率、机械效率的计算一、分析滑轮组绳子的受力情况隔离法：为了正确清楚地分析物体受力情况，必须把研究对象即某个物体从周围物体中隔离出来，分析其他物体对它施加的力；链接的知识点有：(1)同一根绳子穿起来的滑轮组绳子上各处的拉力都相等(不计摩擦，不计绳重)；不同绳子受力一般不同。分析时从物体只与一根绳子相连的简单处开始研究。(2)初中对象要么静止，要么做匀速直线运动，即受力满足平衡条件：合力等于零。滑轮组：如图甲，半理想情况：4F＝G物＋G动，变形得：F＝(G物＋G动)/4。理想情况：F＝G物/4。

2、如图乙，半理想情况：F＝2G＋G动。理想情况F＝2G。二、滑轮组机械效率的计算1．先分清必备的一些物理量和相关公式：(1)物体的重力：G物，物体移动的距离：h，物体移动的速度：v物＝h/t，克服物体自重做功：W有＝G物h，有用功率：P有＝W有/t＝Gv物。(2)绳子末端的拉力：F，动力作用点(或绳子末端)移动的距离：s＝nh，绳子移动的速度：v绳＝s/t＝nv物，动力对机械做功：W总＝Fs，总功率：P总＝W总/t＝Fv绳。(3)承担动滑轮和物体总重的绳子段数：n，W总＝W有＋W额。2．利用滑轮组提升物体，分三种

3、情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝0。F＝G物/n，η＝1，Gh＝Fs(2)半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝G动·h。F＝(G物＋G动)/n，η＝G物/(G物＋G动)(3)实际情况：计动滑轮的重力，绳重和绳与滑轮间的摩擦(题目不说明，表明要考虑)。η＝G物/Fn，F＝G物/nη3．利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦做功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物换成f就行了。理想情况：W有＝fh，F＝f/n实际情况：η＝f/F

4、n，F＝f/nη4．使用斜面提升物体时，克服物体重力做的功为有用功，拉力F做的是总功，克服摩擦做的是额外功W有＝Gh，W总＝FL，W额＝fLη＝或η＝三、计算有用功、额外功、总功和机械效应的方法：(1)总功的计算方法：①定义法：W总＝Fs　②W总＝W有＋W额　③公式法：W总＝或W总＝　(2)有用功的计算方法：①定义法：W有＝Gh　②W有＝W总－W额③公式法：W有＝W总·η　(3)额外功的计算方法：①定义法：W额＝G额h，W额＝f额·s　②W额＝W总－W有　③公式法：W额＝W总·(1－η)　(4)机械效率：η＝　

5、η＝，η＝，η＝例：(2013，自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%(g取10N/kg)。(1)按题意画出滑轮组的绕绳。(2)人所做功的功率多大？(3)被吊起的重物质量多大？解答：(1)根据n＝3，即动滑轮上绳子段数是3段；则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，图略；(2)W总＝Fs＝600N×1.5m＝900J，P＝W/t＝900J/10s＝90W；(3)s＝nh，n＝s/h＝1.

6、5m/0.5m＝3，由η＝G/nF得：G＝ηnF＝70%×3×600N＝1260N，m＝G/g＝1260N/(10N/kg)＝126kg。[方法归纳]解答此类题目要明确哪个力做的功是有用功，哪个力做的功是总功以及滑轮组中“距离”的关系和“力”的关系，还要注意是理想情况还是半理想情况等。1．(2012，咸宁)如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为50kg，物体A的质量为54kg，物

7、体B的质量为84kg，动滑轮的质量为6kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为__90%__，此时小刚对高台的压力是__700__N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为__0.2__m/s。(g取10N/kg)2．(2013，广东)如图所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法；物块移动的距离为__3.10__cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，滑轮组的机械效率为__60%__。3．(2013，包头)(多选)如图所示，用2

8、4N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是(AD)A．物体A受到地面的摩擦力是7NB．滑轮移动的速度是0.4m/sC．水平拉力F的功率是4.8WD．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J4．(2014，苏州)小华参加体育中考的跳绳考试时，