2024年沪粤版九年级全一册物理期末复习专项突破一 功、功率、机械效率的综合计算.docxVIP

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专项突破一功、功率、机械效率的综合

类型一功和功率的计算

【方法引领】

(1)确定做功的对象。

(2)确定物体所受的力以及该力对应的距离。

(3)运用公式W=Fs和P=Wt=Fv

1.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示,在第10s时速度达到20m/s,通过的路程为120m。则在0~10s内汽车的平均速度为12m/s。设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N,则汽车行驶时的功率为8×104W,在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是

8×105J。?

2.(2023·南宁二模)为了提高快递配送效率,可使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送。若空载时该物流机器人质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,该物流机器人完成所有配送任务后,返程时在某平直道路上匀速行驶400m距离用时100s,机器人匀速行驶所受阻力是其重力的0.02倍。(g取10N/kg)求:

(1)空载时物流机器人所受的重力;

(2)物流机器人匀速行驶的速度;

(3)物流机器人匀速行驶时牵引力的功率。

解:(1)空载时物流机器人所受重力:

G=mg=600kg×10N/kg=6000N

(2)物流机器人匀速行驶的速度:v=st=400

(3)机器人水平匀速行驶,处于平衡状态:

F牵=f=0.02G=0.02×6000N=120N

P=F牵v=120N×4m/s=480W

类型二用滑轮装置竖直提升物体

【方法引领】

(1)克服物体重力做的功为有用功,绳端拉力做的功(人的拉力F做的功)为总功;

(2)人所能施加的最大拉力为自身重力。

(3)η=W有用W总

η=W有用W总

3.(2023·北京中考改编)用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦。求:

(1)滑轮组做的有用功。

(2)拉力F的功率。

(3)滑轮组的机械效率。

解:(1)滑轮组做的有用功为W有用=G物h=800N×2m=1600J

(2)n=2,不计绳重和摩擦,拉力为F=12(G物+G动)=1

拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m

拉力做的总功W总=Fs=500N×4m=2000J

拉力做功的功率P=W总t=

(3)滑轮组的机械效率为η=W有用W总

4.如图所示,滑轮组在竖直向上的拉力F=50N作用下,将重为120N的物体匀速提起,在10s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。

(1)计算物体上升的速度;

(2)计算滑轮组提升该物体时的机械效率;

(3)若克服绳重和摩擦做的额外功为10J,求动滑轮的重。

解:(1)绳子段数n=3,

h=13s=13×3m=1mv=?t

(2)有用功:W有用=Gh=120N×1m=120J

总功:W总=Fs=50N×3m=150J

η=W有用W总

(3)W额=W总-W有用=150J-120J=30J

则克服动滑轮重力做的额外功为:

W额2=W额-W额1=30J-10J=20J

G动=W额2?

5.(2023·眉山中考)如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力G物=1000N,动滑轮重力G动=200N。在工人用力F作用下,重物匀速上升,30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。

(1)求拉力做功的功率。

(2)求滑轮组的机械效率。

(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该物体重力是多少?

解:(1)W有用=G物h=1000N×6m=6000J

W额=G动h=200N×6m=1200J

W总=W有用+W额=6000J+1200J=7200J

拉力做功的功率P=W总t=

(2)滑轮组的机械效率

η=W有用W总

(3)不计绳重和摩擦,则有η=W有用W总×100%=G

当η=90%时,90%=G物G物

类型三用滑轮装置水平拉动物体

【方法引领】

(1)克服地面对物体的摩擦力做的功是有用功;绳子自由端拉力做的功是总功。

(2)速度计算:区间路程与所用时间的比值。

6.图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中,车相对树木是运动(选填“静止”或“运动”)的,动滑轮上有2段绳子承担对车的拉力,若绳对车的拉力为2400N,F为1500N,则该滑轮组的机械效率是80%。?

7.(2022·梧州中考)如图所示,工人师傅用250N的拉力,使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍,