阶段专题3 机械效率的综合计算 课时提高练（含答案） 2024-2025学年人教版初中物理八年级下册

阶段专题3 机械效率的综合计算 1 杠杆类 1.如图所示,小明在“探究利用杠杆做功”的实践活动中,杠杆一端O固定,重物挂在杠杆中点A处,摩擦忽略不计。在杠杆另一端B处用手竖直提起杠杆,使物体缓慢匀速升高。(g取10 N/kg) (1)若不计杠杆自重,把重20 N的物体甲匀速提起0.1 m,求拉力F做的功; (2)若杠杆是一根自重为5 N、材料均匀的硬棒,匀速提起另一重物乙时杠杆的机械效率为80%,现将重物提升的高度h为0.1 m,求拉力F'的大小。 2 滑轮类 2.如图,用滑轮组将重为120 N的重物匀速提升2 m时,绳端的拉力为50 N,动滑轮的质量为2 kg。求:(g取10 N/kg) (1)提升重物做的有用功; (2)滑轮组的机械效率; (3)克服摩擦和绳重所做的功。 3.如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物,在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处,用时10 s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30 W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B,拉力F乙为80 N。求: (1)甲工人做的功; (2)该滑轮组的机械效率。 4.工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材,质量为1.8×103 kg的石材放在水平地面上,在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的,滑轮组的机械效率为75%,滑轮组和绳子的自重不计。求:(g取10 N/kg) (1)石材受到的阻力; (2)在石材移动了10 s的过程中,工人做的有用功; (3)在石材移动了10 s的过程中,工人作用在绳子自由端的拉力F。 3 斜面类 5.斜面底端放着重为200 N的物块。现用力将其由底端匀速拉到斜面顶端,如图所示。已知平行于斜面的拉力为120 N,物体移动的距离为2 m,升高的高度为1 m。求: (1)斜面的机械效率(结果保留一位小数); (2)此过程所做的额外功。 6.晓冬学习了物理后,对机械效率很感兴趣,因此他做了如图所示的实验。沿斜面匀速拉动一个质量为1 kg的木块,所得实验数据如表,求:(g取10 N/kg) 实验次数 木块质量/kg 斜面高度/m 沿斜面的拉力/N 斜面长/cm 1 1 0.3 6.7 100 2 1 0.5 8.4 100 (1)第一次实验拉力所做的功; (2)哪次实验的机械效率更高; (3)第二次实验中木块所受的摩擦力。 4 交通、工程类 7.如图甲所示,一辆装满物资的运输车总重为10 t,沿ABCD路线行驶至D处。AB段长100 m,BC段长600 m,B点与C点的高度差为168 m。在整个运输过程中,运输车的输出功率与时间的关系如图乙所示,速度与时间的关系如图丙所示。汽车在t0=0时经过A处,t1时刻经过B处,t2时刻经过C处。求:(g取10 N/kg) (1)t1的大小; (2)运输车从C点到D点过程中的牵引力; (3)运输车从B点到C点做功的机械效率。 8.某工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌地进行架桥机钢梁吊装等施工作业。 (1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。 (2)图3为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为5×105 kg,体积为200 m3,架桥机滑轮组的总拉力为4×105 N,自由端移动距离为25 m,将箱梁提升1 m。求:(g取10 N/kg) ①箱梁的密度; ②架桥机在此过程中做的有用功; ③架桥机在此过程中的机械效率。 【参考答案】 1.【解】(1)若不计杠杆自重,拉力所做的功等于直接提升物体所做的功: W=W有=Gh=20 N×0.1 m=2 J (2)重物挂在杠杆中点A处,物体重力的力臂、杠杆重力的力臂为动力臂的一半,由杠杆平衡条件可知,动力F'的大小为F'=,杠杆的机械效率为80%,则η====,则物体的重力为G=G杆=×5 N=20 N; 则拉力的大小为F'===12.5 N 2.【解】(1)用滑轮组将重为120 N的重物匀速提升2 m时,做的有用功: W有=Gh=120 N×2 m=240 J (2)由图知,该滑轮组承担物重的绳子股数n=3, 绳子自由端移动的距离s=3h 拉力做的总功: W=Fs=F×3h=50 N×3×2 m=300 J 滑轮组的机械效率: η===0.8=80% (3)提升物体过程中做的额外功: W额外=W总-W有=300 J-240 J ... ...