2020春人教版八年级下册物理课件：专题训练九 简单机械的有关计算 (共17张PPT)

物重
G/N F/N
t/s
拉力 时间
A端上升的竖
直距离h/m B端下降的竖
直距离s/m
200
500
0.5 0.4 0.2
求：(1)拉力所做的功。 (2)拉力做功的功率。 (3)此过程中，该杠杆的机械效率。
解：(1)拉力所做的功 W 总＝Fs＝500 N×0.2 m＝100 J。
(2)拉力做功的功率
P＝Wt 总
1.8×105 J，整个装置的机械效率：η＝WW有总用 ＝21.2.85××110055JJ ＝0.8＝80%。
5．(2019·巴中)利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2 m，密度为2.5×103 kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40 N(不计绳重、摩 擦和水的阻力)。求： (1)物体浸没在水中时所受到的浮力大小。 (2)物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小。 (3)物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。 (计算结果保留一位小数)
6．工人师傅要将质量100 kg的木箱搬到2 m高的车厢里，他将一块10 m长的
长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400 N拉力将物体从斜
面底端匀速拉到车厢里(如图所示)，已知g＝10 N/kg，请你综合应用所学知
与摩擦)。
(2)水平匀速拉物体：η＝W 有用 ＝ fs ＝ f (f 指物体与水平面间的摩擦力)。
W 总 Fs′ nF
3．(2019·天津)用如图所示的滑轮组，将一重为450 N的物体以0.1 m/s的 速度匀速向上提起2 m，拉力F为200 N。求： (1)滑轮组的机械效率。 (2)拉力F的功率。
W总
＝W有W＋有W额
＝W有W＋有G木h
，可得： 9
9J J＋G木×0.2
m
＝90%，解得 G 木＝5 N。
类型二 机械效率的有关计算
方法技巧：(1)匀速提升重物(G 为物重)
①实际情况：η＝W 有 ＝Gh ＝ G ；
W 总 Fs nF
②半理想情况：η＝W 有
W总
＝G G＋G 动
，F＝n1
(G＋G 动)(考虑 G 动，不考虑绳重
第十二章 简单机械
专题训练九 简单机械的有关计算
类型一 杠杆平衡条件的有关计算
方法技巧：(1)找准动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂；(2)掌握杠杆最小
动力的作图方法；(3)运用杠杆平衡条件F1l1＝F2l2解题。
1．(2019·泰州)如图，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢
上升，相关数据如表：
解：(1)有用功：W 有＝G 物 h＝90 N×0.1 m＝9 J。 (2)η＝WW总有 可得总功：W
总＝Wη有 ＝990%J ＝10 J。 (3)因为 OC＝4OA，B 为 OC 的中点，所以 OB＝
2OA；由数学知识可知，当物体上升 0.1 m 时，B 点(杠杆的重心)将上升 0.2 m；
不计摩擦，根据η＝W有
解：(1)正方体物体的体积：V＝0.2 m×0.2 m×0.2 m＝0.008 m3，物体浸没在
水中时所受到的浮力：F 浮＝ρ 水 gV 排＝ρ水 gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.008 m3＝80 N。 (2)物体重力：G＝mg＝ρgV＝2.5×103 kg/m3×10 N/kg× 0.008 m3＝200 N，物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉 力和浮力的作用，所以 G＝F 浮＋F0，则动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力： F0＝G－F 浮＝200 N－80 N＝120 N。 (3)物体完全离开水面后，设物体升高 h，滑轮组的有用功为：W 有＝Gh＝200 N×h，由图中 n＝3，不计绳重、摩 擦，则绳子自由端的拉力：F＝31 (G＋G 动)＝13 ×(200 N＋40 N)＝80 N,
解：(1)由 v＝st 可得故障车在 30 s 内通过的路程：s 车＝v 车 t＝5 m/s×30 s＝ 150 m，由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s 车＝3×150 m＝450 m，拉力 F 在 30 s 内所做的功：W 总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J。 (2)地面对 故障车的摩擦力：f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1 500 kg×10 N/kg＝1 200 N； 滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：W 有用＝fs 车＝1 200 N×150 m＝
拉力 F 做的总功：W 总＝Fs＝80 N×3h，所以滑轮组的机械效率：η＝WW总有
＝28000NN××3hh ≈0.833＝83.3%。
类型三 斜面类
方法技巧：斜面机械效率η＝W 有
W总
＝Gh FL
＝GhG＋h f L
，其中 G 为物重，h 为
斜面高度，L 为斜面长度＝200
W。
(3)此过程中，有用功 W 有
＝Gh＝200 N×0.4 m＝80 J，该杠杆的机械效率η＝WW有总用 ＝18000JJ ＝0.8＝
80%。
2．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点。在C点施力将 挂在A点的重为90 N的物体匀速提升0.1 m，木棒的机械效率为90%，不计摩 擦。求： (1)提升该物体做的有用功。 (2)C点的拉力做的总功。 (3)木棒的重力。
(2)由 v＝st
得，做功时间：t＝hv
＝0.21
m m/s
＝20 s，拉力做功的功率：P＝Wt总
＝1
200 20 s
J
＝60 W。
4．(2019·眉山)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所 示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路 面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5 m/s， 绳子自由端的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求： (1)拉力F在30 s内所做的功。 (2)整个装置的机械效率。
解：(1)工人做的有用功：W 有用＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，由图可知，滑轮
组绳子的有效股数 n＝3，拉力端移动距离：s＝3h＝3×2 m＝6 m，拉力做的
总功：W 总＝Fs＝200 N×6 m＝1 200 J，滑轮组的机械效率：η＝WW有总用 ＝
900 J 1 200 J
＝0.75＝75%。