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1、 人教版八下物理 專題訓(xùn)練（八） 機(jī)械效率的計算 1. 如圖所示，建筑工人用滑輪組將重為 480?N 的物體勻速提升 5?m，所用的拉力為 300?N，不計繩重及滑輪摩擦，求這個過程中： (1) 工人做的有用功。 (2) 滑輪組的機(jī)械效率。 2. 在物理拓展課上，李博同學(xué)模擬某建筑工地上塔吊的工作情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組來提升裝修材料，若他用 250?N 的拉力在 20?s 內(nèi)將 450?N 的材料提升了 10?m，求：（不計繩重和滑輪摩擦，g 取 10?N/kg） (1) 拉力的功率。 (2) 提升 450?N 材料時，此滑輪組的機(jī)械效率。 (

2、3) 若繩子能承受的最大拉力為 400?N，此滑輪組的機(jī)械效率最大可提高到多少。 3. 在如圖甲所示的滑輪組中，每個滑輪等重，不計繩重和摩擦。每次均緩慢勻速豎直向上拉繩子將重物勻速提升到相同的高度。如果物重從 200?N 開始逐漸增加，直到繩子被拉斷，圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力的增加而變化的圖象。問： (1) 每個動滑輪的重力是多少？ (2) 繩子能承受的最大拉力是多少？ (3) 當(dāng)物體重 800?N 時，滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 4. 小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱，已知貨箱的質(zhì)量為 60?kg，在 F=50?N 的拉力作用下，貨箱以 0.1

3、?m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動，地面對貨箱的滑動摩擦力 f 為貨箱重的 0.2。求：（g 取 10?N/kg） (1) 貨箱的重力。 (2) 拉力 F 的功率。 (3) 貨箱運(yùn)動 1?min，克服摩擦力所做的有用功。 (4) 此滑輪組的機(jī)械效率。 5. 一輛質(zhì)量為 1.5×103?kg 的汽車陷入一泥濘路段，司機(jī)師傅利用滑輪組和周圍條件，組裝了如圖所示的拖車裝置。已知汽車通過泥濘路段需移動 8?m 距離，汽車在泥濘路段受到的阻力為車重的 0.1，滑輪組的機(jī)械效率為 80%，g 取 10?N/kg。在將車勻速拖離泥濘路段過程中，求： (1) 做的有用功 (2)

4、 作用在繩子自由端的拉力。 6. 類型二 斜面機(jī)械效率的計算 如圖所示，斜面長 s=10?m，高 h=4?m。用沿斜面方向的拉力 F，將一個重為 150?N 的物體由斜面底端勻速拉到頂端，運(yùn)動過程中物體克服摩擦力做了 200?J 的功。則： (1) 運(yùn)動過程中克服物體的重力做功多少焦？ (2) 此時斜面的機(jī)械效率 η 多大？ (3) 拉力 F 是多大？ (4) 物體與斜面之間的摩擦力是多大？ 7. 工人用杠桿將重為 180?N 的物體勻速提升 0.5?m，做了 100?J 的功。求： (1) 提升物體做的有用功。 (2) 杠桿的機(jī)械效率。 8

5、. 如圖所示，在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著重 G=9×104?N 的貨物 A 沿斜面向上勻速運(yùn)動。貨物 A 的速度為 v=2?m/s，經(jīng)過 t=10?s，貨物 A 豎直上升 h=10?m。已知汽車對繩的拉力 F 的功率 P=120?kW，不計繩重、滑輪重和滑輪摩擦，求： (1) t 時間內(nèi)汽車對繩的拉力所做的功。 (2) 汽車對繩的拉力大小。 (3) 斜面的機(jī)械效率。 答案 1. 【答案】 (1) 2400?J (2) 80% 【解析】 (1) 工人做的有用功：W有=Gh=480?N×5?m=2400?J。 (2) 由圖可知，承重繩子的

6、段數(shù) n=2，繩子自由端移動的距離：s=nh=2×5?m=10?m，拉力所做的總功：W總=Fs=300?N×10?m=3000?J，滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W總×100%=2400?J3000?J×100%=80%。 2. 【答案】 (1) 375?W (2) 60% (3) 75% 【解析】 (1) 由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離：s=nh=3×10?m=30?m， 拉力做的總功：W總=Fs=250?N×30?m=7500?J， 則拉力的功率：P=W總t=7500?J20?s=375?W。 (2) 提升 450?N 材料時所做有用功：W

7、有=Gh=450?N×10?m=4500?J， 滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W總×100%=4500?J7500?J×100%=60%。 (3) 由 F=1n(G+G動) 可得， 動滑輪的重力：G動=nF?G=3×250?N?450?N=300?N； 提升的最大物重：G?=nF??G動=3×400?N?300?N=900?N； 此滑輪組的最大機(jī)械效率：η?=W有?W總?=G?hF?s=G?3F?=900?N3×400?N=0.75=75%。 3. 【答案】 (1) 100?N (2) 500?N (3) 80% 【解析】 (1) 由圖乙可知：當(dāng)物

8、體重 200?N 時，機(jī)械效率為 50%。 不計繩重和摩擦， 由公式 η=W有W總=GhGh+G動h=GG+G動 變形得：G動=Gη?G=200?N50%?200?N=200?N， 由圖甲可知，有兩個動滑輪，所以每個動滑輪重 100?N。 (2) 當(dāng)繩子要被拉斷時拉力最大，由圖乙可知，在物重為 1800?N 時繩子恰被拉斷， 則 F=G?+G動n=1800?N+200?N4=500?N。 (3) 當(dāng)物體重 800?N 時，滑輪組的機(jī)械效率： η?=W有?W總?=G?G?+G動=800?N800?N+200?N=0.8=80%。 4. 【答案】 (1) 600?

9、N (2) 15?W (3) 720?J (4) 80% 【解析】 (1) 貨箱所受重力：G=mg=60?kg×10?N/kg=600?N。 (2) 由圖知，n=3，則繩子自由端移動的速度： v繩=3v=3×0.1?m/s=0.3?m/s， 拉力的功率：P=Fv繩=50?N×0.3?m/s=15?W。 (3) f=0.2G=0.2×600?N=120?N， 由 v=st 得，貨箱移動的距離： s=vt=0.1?m/s×60?s=6?m， 克服摩擦力所做有用功： W有=fs=120?N×6?m=720?J。 (4) 1?min 內(nèi)

10、繩子自由端移動的距離： s繩=3s=3×6?m=18?m， W總=Fs繩=50?N×18?m=900?J， 則滑輪組的機(jī)械效率： η=W有W總×100%=720?J900?J×100%=80%。 5. 【答案】 (1) 1.2×104?J (2) 625?N 【解析】 (1) 汽車在泥濘路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×103?kg×10?N/kg=1.5×103?N； 將車勻速拖離，由二力平衡條件可得，滑輪組對車的拉力：F拉=f=1.5×103?N； 所做有用功：W有=F拉s車=1.5×103?N×8?m=1.2×104?J。

11、(2) 由圖可知 n=3，則繩子自由端移動的距離：s繩=3s車=3×8?m=24?m， 由 η=W有W總 可得總功： W總=W有η=1.2×104?J80%=1.5×104?J； 則作用在繩子自由端的拉力： F=W總s繩=1.5×104?J24?m=625?N。 6. 【答案】 (1) 600?J (2) 75% (3) 80?N (4) 20?N 【解析】 (1) 運(yùn)動過程中克服物體的重力做的功： W有=Gh=150?N×4?m=600?J。 (2) 運(yùn)動過程中做的總功： W總=W有+W額=600?J+200?J=800

12、?J， 斜面的機(jī)械效率： η=W有W總×100%=600?J800?J×100%=75%。 (3) 由 W=Fs 可得，拉力大?。? F=W總s=800?J10?m=80?N。 (4) 物體與斜面之間的摩擦力： f=W額s=200?J10?m=20?N。 7. 【答案】 (1) 90?J (2) 90% 【解析】 (1) 提升物體做的有用功： W有=Gh=180?N×0.5?m=90?J。 (2) 杠桿的機(jī)械效率： η=W有W總×100%=90?J100?J×100%=90%。 8. 【答案】 (1) 1.2×106?

13、J (2) 2×104?N (3) 75% 【解析】 (1) 由 P=Wt 可得，t 時間內(nèi)汽車對繩的拉力所做的功：W=Pt=1.2×105?W×10?s=1.2×106?J。 (2) 10?s 內(nèi)貨物移動的距離：s物=vt=2?m/s×10?s=20?m，由圖知，n=3，則拉力端移動的距離：s=3s物=3×20?m=60?m，由 W=Fs 可得，汽車對繩的拉力大小 F=Ws=1.2×106?J60?m=2×104?N。 (3) 不計繩重、滑輪重和滑輪摩擦，滑輪組對貨物的拉力：F拉=3F=3×2×104?N=6×104?N，斜面的機(jī)械效率：η=W有W總=GhF拉s物=9×104?N×10?m6×104?N×20?m=0.75=75%。