(辽宁专用试题)2019年中考物理总复习 微专题三 功、功率、机械效率的计算考点跟踪突破训练

微专题三 功、功率、机械效率的计算(分值：55分 建议时间：60分钟)1．(7分)(2017潍坊)如图所示，斜面长s ＝1.5m ，高h ＝0.3m.建筑工人将重G ＝500N 的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F ＝150N.忽略绳子重力．求：(1)该过程拉力F 做的功； (2)该装置的机械效率；(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小．解：(1)该过程拉力F 做的功W 总＝Fs ＝150 N ×1.5 s ＝225J (2)有用功W 有＝Gh ＝500 N ×0.3 s ＝150J该装置的机械效率η＝W 有W 总×100%＝150J225J ×100%＝66.7%(3)额外功W 额＝W 总－W 有＝225J －150J ＝75J货物箱在斜面上受的摩擦力大小 f 摩＝W 额s ＝751.5＝50N2．(8分)(2017安顺)小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg ，在F ＝50N 的拉力作用下，货箱以0.1m/s 的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f 为货箱重的0.2倍．求：(1)货箱的重力是多少？ (2)拉力F 的功率是多少？(3)货箱运动了1min ，克服摩擦所做的功是多少？ (4)此滑轮组的机械效率是多少？解：(1)G ＝mg ＝60kg×10N/kg ＝600N (2)v 绳＝3v 物＝3×0.1m/s ＝0.3m/s P ＝Fv 绳＝50N×0.3m/s ＝15W (3)s 物＝v 物t ＝0.1m/s×60s ＝6mW ＝fs 物＝0.2Gs 物＝0.2×600N×6m ＝720J (4)W 总＝Fs 绳＝F·3s 物＝50N×3×6m ＝900J η＝W W 总×100%＝720J 900J×100%＝80%3．(7分)(2017重庆A 卷)图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙．轻质杠杆的支点O 距左端l 1＝0.5m ，距右端l 2＝0.2m.在杠杆左端悬挂质量为2kg 的物体A ，右端挂边长为0.1m 的正方体B ，杠杆在水平位置平衡时，正方体B 对地面的压力为20N.求：(1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿？ (2)正方体B 的密度为多少千克每立方米？(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103Pa ，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A 的重力至少为多少牛顿？解：(1)A 的重力：G A ＝m A g ＝2kg×10 N/kg ＝20 NA 受力平衡，绳子对A 的拉力大小等于A 受到的重力：F 1＝G A ＝20 N(2)由杠杆平衡条件F 1l 1＝F 2l 2可得：杠杆右端所受的拉力大小F 2＝F 1l 1l 2＝20 N×0.5 m0.2 m ＝50 NB 受力平衡：G B ＝F 支＋F 2＝20 N ＋50 N ＝70 N B 的质量为：m B ＝G B g B ＝70 N10 N/kg＝7 kgB 的密度为：ρ＝m B V ＝7 kg （0.1m ）3＝7×103 kg/m 3(3)B 受到的地面对它的支持力最大为：F′支＝F 压＝pS ＝4×103Pa ×(0.1m )2＝40 N B 受力平衡：F′2＝G B －F′支＝70 N －40 N ＝30 NA 的重力最小值为：G 最小＝F 最小＝F′2l 2l 1＝30 N×0.2 m0.5 m＝12 N4．(7分)(2017大庆)如图所示，在水平地面上放着物体A ，A 与地面的接触面积为0.14m 2，对地面的压强为3000Pa ，用滑轮组匀速提升物体A 时，滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦，g ＝10N/kg)求：(1)物体A 的质量m A 和动滑轮的质量m .(2)用此滑轮组使物体A 以0.2m/s 的速度匀速上升，在5s 的时间内，人拉力做的功是多少？解：(1)A 对地面的压力：F 压＝pS ＝3000Pa×0.14m 2＝420N ，物体A 的重力：G A ＝F ＝420N ，物体A 的质量：m A ＝G A g ＝420N10N/kg＝42kgη＝W 有用W 总×100%＝Gh （G ＋G 轮）h ×100%＝G G ＋G 轮×100%＝420N 420N ＋G 轮×100%＝84%，解得G 轮＝80N ，动滑轮的质量：m ＝G 轮g ＝80N 10N/kg＝8kg(2)用此滑轮组使物体A 以0.2m/s 的速度匀速上升5s ，则物体A 上升的高度：h ＝vt ＝0.2m/s×5s ＝1m 由图可知n ＝2，则拉力端移动距离s ＝2h ＝2×1m ＝2m ，不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：F ＝12(G A ＋G 轮)＝12×(420N ＋80N )＝250N人拉力做的功：W 总＝Fs ＝250N×2m ＝500J5．(8分)(2017襄阳)质量为60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．(g ＝10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是_动滑轮受到的重力(或物重)_．(2)若工人在1min 内将货物匀速向上提高了6m ，作用在钢绳上的拉力为400N ，求拉力的功率．(3)求动滑轮受到的重力．(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？解：(2)由图可知 n ＝3W ＝Fs ＝3Fh ＝7200J P ＝Wt＝120W (3)由图像可知：当G ＝300N 时，η＝60% F ＝（G 物＋G 动）3＝（300N ＋G 动）3η＝W 有W 总＝G 物3F 解得：G 动＝200N(4)工人对绳子自由端的最大拉力为 F ＝G 人＝m 人g ＝600N能够提升货物的最大重力为 G 物＝3F －G 动＝1600N机械效率的最大值η＝W 有W 总＝G 物3F ＝1600N1800N＝88.9%6．(9分)(2016呼和浩特)近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为m ，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定(不计空气阻力)．(1)该汽车匀速爬上倾角为30°的斜坡时，汽车的动能_不变_，重力势能_增大_，机械能_增大_(选填“增大”、“减小”或“不变”)；(2)若斜坡长为L ，爬坡速度为v 1，求：汽车爬坡所用时间；(3)如果该汽车以v 2的速度在水平路面上匀速行驶，且牵引力的功率为P ，行驶t 2时间内，消耗的电能为E ，求：这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；(4)若汽车在相同的水平路面上以12v 2的速度匀速行驶时间为t 3，试求牵引力在t 3时间内做的功．解：(2)汽车爬坡的时间t ＝s v ＝Lv 1(3) 匀速运动时牵引力等于阻力P ＝Fv 2＝fv 2，f ＝Pv 2，汽车克服阻力做功W 有＝Pt 2，W 总＝E ，所以汽车的效率η＝W 有W 总×100%＝Pt 2E×100%(4)因为汽车阻力恒定，第(3)问算得f ＝P v 2，当速度为v 22，在时间t 3内通过的路程s ＝vt ＝v 22t 3，所以牵引力做的功W ＝fs ＝P v 2·v 22·t 3＝12Pt 37．(9分)(2017广西四市联考)如图所示是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B 、滑轮组、轻质杠杆CD 、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡．已知OC ∶OD ＝1∶2，A 的体积为0.02m 3，A 重为400N ，B 重为150N ，动滑轮重为100N ，不计绳重与摩擦(ρ水＝1×103kg/m 3)．求：(1)A 的密度；(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A 时的机械效率； (3)水位上涨到A 的上表面时，A 受到的浮力； (4)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力．解：(1)A 的质量m A ＝G A g ＝400N10N/kg ＝40kgρA ＝m A V A ＝40kg 0.02m 3＝2×103kg/m 3(2)依题意得：n ＝3，设A 上升了h 由滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝G A h G A h ＋G 动h ×100%＝400N 400N ＋100N×100%＝80% (3)水上涨到A 的上表面时，有V 排＝V A ＝0.02m 3由阿基米德原理F 浮＝G 排得，A 受到的浮力：F 浮＝G 排＝ρ水V 排g ＝1×103kg/m 3×0.02m 3×10N/kg ＝200N(4)水位上涨到A 的上表面时，电子秤所显示的压力最大．依题意得：n ＝3，滑轮组自由端绳子的拉力：F 1＝G A ＋G 动－F 浮3＝400N ＋100N －200N 3＝100N杠杆左端受到绳子拉力：F C ＝F 1＝100N由杠杆平衡条件得F 1L 1＝F 2L 2得绳子对D 的拉力F D ＝F C OC OD ＝100N×12＝50N绳子对B 的拉力F B ＝F D ＝50N则电子秤受到最大的压力F ＝G B －F B ＝150N －50N ＝100N。