人教版物理八年级下12.5功、功率和机械效率计算专题练习

功、功率和机械效率的计算
1．(常州中考)2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜，为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组。

在20 s时间内，村民们用750 N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6 m，把南瓜提升1.5 m，此过程中滑轮组的机械效率为90%。

(g 取10 N/kg)
(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法。

(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大？
(3)超级大南瓜的质量为多大？
2．(南宁中考)体重为600 N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A，当A以0.1 m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400 N，滑轮组的机械效率为80%(不计摩擦力及绳重)。

求：
(1)拉力F的功率。

(2)物体A受到的重力。

(3)小聪拉动绳子前后对地面的压强之比。

(4)小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。

3．如图所示的滑轮组机械效率为60%，重物重力为2 500 N，当物体水平匀速移
动0.5 m时，拉力F所做的功为1 000 J，求拉力F大小和物体与地面间的摩擦力F
摩。

4．咸宁中考)用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加
在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小。

求：
(1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
(2)滑轮组提升重物的机械效率是多少？
(3)动滑轮的重力是多少
5．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上，工人用400 N的力拉绳子，重为500 N 的货物沿斜面匀速向上运动6 m所用时间为20 s，求此过程中：
(1)重物沿斜面匀速运动的速度大小。

(2)工人提升重物做的有用功。

(3)该装置的机械效率。

6．为了模拟水中物体被打捞的情境，同学们课外做如下探究：如图，用滑轮组将重200 N的物体从底面积为400 cm2的圆柱形容器中提起，容器中水面由90 cm降到70 cm。

已知每个滑轮重均为20 N(不计绳重、水的阻力及滑轮与中心轴间的摩擦)。

求：
(1)所提起物体的密度。

(2)物体出水前、后上升的过程中，滑轮组的机械效率分别为多大？
(3)画出打捞过程中，绳子拉力随时间的变化关系图象。

7．(资阳中考)资阳芦葭已被国务院正式批准为天府新区成都新机场场址，2015年底开工，建设中挖掘机将发挥重要作用。

某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关数据如下图表所示。

挖掘机以最大输出功率工作时，可在t＝4 s内将一满铲斗的密度为ρ＝1.6×103 kg/m3的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上。

g取10 N/kg，求：
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p。

(2)移送一满铲斗泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功W。

(3)移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η。

参考答案：
1.
解：(1)图略 提示：由题意绳末端竖直向下拉，滑轮组由4
段绳子承担 (2)W 总＝Fs ＝750 N ×6 m ＝4500 J ，P ＝W 总t ＝4500 J 20 s
＝225 N (3)W 有＝ηW 总＝4500 J ×90%＝4050 J ，G ＝W 有h
＝4050 J 1.5 m ＝2700 N ，m ＝G g
＝270 kg
2. 解：(1)P ＝Fv ＝400 N ×0.1 m /s ×3＝120 W (2)由η＝W 有W 压
＝Gh F·3h ＝G 3F 得G A
＝3F·η＝3×400 N ×80%＝960 N (3)F 前＝G ＝600 N ，F 后＝G －F ＝600 N －400 N ＝200 N ，p 前p 后＝F 前S F 后S
＝F 前F 后＝600 N 200 N ＝31
(4)G 动＝3F －G A ＝3×400 N －960 N ＝240 N ，G 物大＝3F 大－G 动＝3×600 N －240 N ＝1560 N 3. 解：当物体水平匀速移动s ＝0.5 m 时，拉力F 移动的距离s ′
＝4s ＝4×0.5 m ＝2 m ，因W 总＝Fs ′，所以F ＝W 总s ′＝1000 J 2 m
＝500 N ，由η＝W 有W 总
得W 有＝ηW 总＝60%×1000 J ＝600 J ，而W 有＝F 摩s ，所以F 摩＝W 有s ＝600 J 0.5 m
＝1200 N
4.
解：(1)W 有＝Gh ＝760 N ×10 m ＝7600 J
(2)η＝W 有W 总
＝7600 J 8000 J ＝95% (3)W 额＝W 总－W 有＝8000 J －7600 J ＝400 J ，G 动＝W 额h ＝400 J 10 m
＝40 N 5.
解：(1)v ＝s t ＝6 m 20 s ＝0.3 m/s (2)h ＝l 斜sin30°＝12×6 m ＝3 m ，W 有＝Gh ＝500 N ×3 m ＝1500 J
(3)s 绳＝2×6 m ＝12 m ，W 总＝Fs 绳＝400 N ×12 m ＝4800 J ，η＝W 有W 总＝1500 J 4800 J ＝31.25%
6. 解：(1)V 物＝Sh ＝400 cm 2×(90－70)cm ＝8000 cm 3＝8×10－3 m 3，ρ＝m V ＝G gV ＝200 N
10 N/kg ×8×10－3 m 3＝2.5×103 kg/m 3 (2)出水前，F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×8×10－
3m 3＝80 N ，η前＝（G －F 浮）h （G －F 浮）h ＋G 动h ＝200 N －80 N 200 N －80 N ＋20 N ≈85.7%，出水后，η后＝W
有
W 总＝
Gh
Gh ＋G 动h ＝200 N 200 N ＋20 N ≈91% (3)
7.
解：(1)p ＝F S ＝G S ＝mg S ＝5000 kg ×10 N/kg 4 m 2＝1.25×104 Pa (2)F ＝G ＝mg ＝ρVg ＝1.6×103 kg/m 3×0.5 m 3×10 N/kg ＝8×103 N ，W 有＝Gh ＝8×103 N ×(3＋5)m ＝6.4×104 J (3)W 总＝Pt ＝
40×103 W ×4 s ＝1.6×105 J ，η＝6.4×104 J 1.6×105 J ＝40%。