功功率机械效率5（PPT30页)

1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）[练一练]A．启瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤3．杠杆的平衡条件①动力×动力臂=阻力×阻力臂F1×l1=F2×l21221FlFl②两个力与它们的力臂成反比。例右图所示杠杆平衡吗？作如下变化，杠杆能平衡吗？若左侧加一个相同钩码；若右侧减一个钩码；支点右移一格；左侧钩码组左移一格。2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。（1）若使杠杆在位置平衡，需把平衡螺母向端调节。（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。（3）若在C处挂6N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该，此时弹簧测力计的示数为。水平右2OACB竖直向上2N3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）A．沿F1方向的力最小B．沿F2方向的力最小C．沿F3方向的力最小D．三个力的大小相等BF3F1F2OL1L3L26．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（）A．甲较省力且机械效率较高B．乙较省力且机械效率较高C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同7．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．两者相比，甲升降机（）A．电动机做的总功较少B．电动机做的总功较多C．提升重物做的有用功较少D．提升重物做的有用功较多14．用如图所示的滑轮组，将质量为的物体以的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为；若用该滑轮组将重的物体匀速提升时，不计绳重、绳子的伸长和滑轮内部的摩擦（取），则（）A．前、后两次滑轮组的机械效率相同B．后一次绳端拉力做的功为C．动滑轮受到的重力是D．前一次绳端拉力的功率是15.如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同．不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A．两次吊物，小明所做的功和功率大小相同，甲装置的效率高B．两次吊物，小明所做的功、功率的大小和效率的高低都相同C．两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多D．两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大16.利用图所示的甲、乙两滑轮组，在相同时间内用力和把质量相等的物体和提升到相同的高度，如果和分别表示甲、乙两滑轮组的机械效率，用和分别表示和所做功的功率，则（）A．，B．C．D．，12＞12PP＞1212PP＞，1212,PP＞＜1212PP1、重20牛的物体在光滑的水平面上做匀速直线运动，移动距离5m，则重力对物体做功为。2.粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是（）A.小明的质量B.单杠的高度C.每次身体上升的高度D.做引体向上的时间4、小华用动滑轮在20s内将重400牛的货物匀速提高2米，所用的拉力为250牛，则在这一过程中。求：（1）小华所做的有用功是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力做功的功率是多少？图8三、计算题8、用100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运动，5s内小车前进了10m，则在这段时间内：⑴物体运动的速度是多大？⑵推力做得功多少？⑶推力的功率是多大？解：（1）v=s/t=10m/5s=2m/s(2）W=FS=100N×10m=1000J(3)P=W/t=1000J/5S=200W11、一台拖拉机耕地的最大牵引力是2.5×104N，在此情形下若每小时拖拉机行驶7.2km，它的功率多大？每小时作功多少？解：S=7.2km=7.2×103mt=3600SW=FS=2.5×104N×7.2×103m=1.8×108JP=W/t=1.8×108J/3600S=5×104W12、使用如图所示的滑轮组，匀速提升质量是500kg的物体，机械效率是70%，对滑轮组做功的总功率是7kW，则绳子自由端的拉力多少？(g=10N/kg)解：m=500kgG=mg=500kg×10N/kg=5000NG3F=η得F=G3η=5000N3×70%=2381N12、在100m深的矿井里，每分钟积水9m3，要想不让积水存留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？解：m=ρV=1.0×103kg/m3×9m3=9×103kgG=mg=9×103kg×10N/kg=9×104NW=Gh=9×104N×100m=9×106JP=W/t=9×106J/60S=1.5×105W[例1]建筑工地用如图15－1所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将500N重的砖块一次匀速提升到离地面4m高的砌墙处，所用拉力是200N，所用的时间是20s．求这次提升砖块过程中，(1)工人所做的有用功；(2)工人做功的功率；(3)滑轮组的机械效率．图15－1思路点拨：本题考察了对功、功率、机械效率公式的理解与应用，由题目可以看出，这是一个滑轮组，由此工人所做的有用功，即提升砖块克服重力所做的功；工人做的总功是人对机械所做的功．答案：W有用＝Gh＝500N×4m＝2000JW总＝Fs＝200N×(3×4)m＝2400JP＝W总t＝2400J20s＝120Wη＝W有用W总×100%＝2000J2400J×100%＝83.3%.课前热身工人用类似图4-2-1所示的滑轮组提起重为2000N的物体.(1)若不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少需用多大的力?(2)若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是800N，滑轮组的机械效率是多大?(3)若工人用800N的拉力在1分钟内将这个物体提高3m，他做功的功率是多少?图4-2-1【答案】(1)500N(2)62.5%(3)160W典型例题解析【例2】在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N的重物，他用200N的力拉绳，使物体上升3m，滑轮组工作时的效率为75%.求(1)有用功、总功；(2)使滑轮组至少由几定几动组成.解(1)W有=G·h=600×3J=1800J(2)W总=F×s=F×n×h即吊起动滑轮的绳子股数为4股，那么滑轮组至少由“一定二动”组成.JJWW2400%751800有总432002400hFWn总【例3】如图4-2-2所示，物体的重量为2.4×104N，物体在匀速运动时受到的阻力是物体重量的1/10，且滑轮组的机械效率是80%，拉力F的功率为150W，要把物体匀速拉动1m求：(1)F的大小；(2)物体移动的速度；(3)需要多长时间.典型例题解析图4-2-2解析解：(1)设物体在匀速运动时受到的阻力为f∴F=103N(2)由即时功率公式P=F·v典型例题解析N.N.Gf3104242101101则%8031104.2ss3FNFWW绳总有物fs/0.15ms/mFPv310150绳得m/ss/30.15mvv530.0/绳物ssvsvst2005.013物物）（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：（1）拉力F做的总功。（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%1.如图4-2-3所示，用滑轮组拉着重为600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内物体移动了8m，拉力F做的功为1280J图4-2-3求：(1)拉力F的大小及拉力的功率；(2)若动滑轮的重为12N(不计绳重及摩擦)滑轮组的机械效率为多少?课时训练【答案】(1)80N，32W(2)92.5%3.(原创)2011年4月11日沙特宣布建造世界最高楼“王国大厦”．据设计，该楼高1600米，乘电梯需要12分钟才能到达顶层．若该电梯匀速将一个50kg的人送到顶层，电梯做的总功为1.0×106J．求(g取10N/kg)(1)电梯对人做的功．(2)电梯的功率．(3)电梯的效率．图15－5解：(1)由于是匀速提升，因此电梯对人的支持力等于人受到的重力，则W＝Fs＝Gh＝50×10×1600J＝0.8×106J(2)P＝W′t＝1.0×10612×60＝1.389×103W(3)η＝WW′＝0.8×1061.0×106＝80%.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?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探究：斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系⑴．实验中你是怎样操作的？你测量了哪些物理量？⑵．你得到的结论是什么？4.（10年潍坊市）如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。(2)请将上表中空格补充完整．(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：结论一_______________________________________________。结论二_______________________________________________。（4）通过对实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越；在粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高在倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越高费力0.7560.984控制变量2010年5月18日国际博物馆日，广东南澳海域的“南澳I号”水下考古发掘现场，成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点，如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片，问：（1）用声呐探测到沉船的回声时间是0.04s,沉船在水下的深度为多少？（声音在海水中的传播速度1450m/s）（2）海水对沉船的压强为多少？（不计沉船的高，海水的密度约为1.0×103kg/m3）（3）己知动滑轮及附属部件的总重为3000N，将一重为4000N的货箱匀速打捞水面时，每根钢绳的拉力F为多大？（4）若每只货箱重力相同且不可分割，钢绳的最大拉力为5000N，则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中，该滑轮组的机械效率最大可达多少？（不计摩擦和钢绳重）典型例题解析【例1】某泵房每天需要将1000m3的水送到18m高的蓄水池里，若由一台离心式水泵来完成，水泵每天工作5小时，问这台水泵的功率至少是多少千瓦?(取g=10N/kg)【解析】本题没有考虑机械效率的问题，如果考虑到水泵的机械效率，那么应考虑到电动水泵做的功为总功，而克服水的重力所做的功为有用功.水的质量m=ρV=1×103×103kg=1.0×106kg提水所做的功W=Gh=mgh=1×106×10×18J=1.8×108J水泵的功率kWW.W.tWp10100136005108148