培优专题八 功、功率和机械效率计算 类型一 徒手做功类 1. 跨学科·体育 如图所示，质量为50 kg的晓明在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1 min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，g取10 N/kg，则 他在 1 min 内克服重力做的总功 W 和相应的功率 P 约为 （ ） A． W=4 500 J，P=75 W B． W=4 500 J，P=7.5 W C． W=3 600 J，P=60 W D． W=360 J，P=6 W 2. 如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力 F 的作用，其 F-t 和 v-t 的图像分别如图乙、丙所示，由图像可知，0～3 s内物体处于 _____ 状态，0～3 s内推力对物体做功为 _____ J，t＝5 s时，物体受到的摩擦力是 _____ N。 类型二 杠杆类 3. 如图所示，在竖直向下拉力 F 的作用下，杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息。 物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度 h/m 所用时间 t/s 40 0.8 0.4 0.4 5 （1）若不计杠杆自重和摩擦，杠杆水平静止时，拉力 F 为 _____ N。 （2）实际做的额外功为 4 J，该杠杆的机械效率为 _____，拉力的功率为 ____ W。 4. 物理学与工程实践 如图甲所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓（duì）图。水流冲击水轮转动，水轮边缘 带有若干均匀间隔的木板。每当水轮边缘的木板转动到碓尾上方时，会将其下压一定距离（每次下压的距离相同），并通过杠杆将碓头的石杵举起后自由落下，不断舂米。舂米的杠杆如图乙所示。水轮一小时可使质量为2 000 kg的水升高4 m，每分钟水对水轮平均做功为4 000 J。水轮机一小时所做的有用功为 _____ J，水轮机旋转一小时提升水的机械效率为 _____（百分号前保留一位小数）。若考虑木杆的自重，并忽略摩擦力。将石杵向左移动时，杠杆的机械效率将 _____（选填“变大”或“变小”或“不变”）。（g取10 N/kg） 类型三 滑轮组类 5. 如图所示，重100 N的物体 A 在F=10 N的拉力作用下，3 s内沿水平地面匀速直线运动了1.5 m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为90%，下列说法正确的是 （ ） A． 绳自由端移动的速度为0.5 m/s B． 在此过程中所做的额外功为15 J C． 物体 A 与地面间的滑动摩擦力为18 N D． 此过程中拉力做的总功为50 J 6. 如图所示，物体 A 重为 100 N，物体 B 重为 30 N，此时物体 A 恰好向右做匀速直线运动，物体 A 受到的滑动摩擦力为其重力大小的，不计绳重和摩擦，下 列说法正确的是 （ ） A． 物体A受到绳子的拉力为 15 N B． 若将物体B的重力增加一倍，则物体 A 受到的摩擦力为 35 N C． 若要提升物体 B，动滑轮拉物体 B 的 机械效率为 75% D． 若将 A 以 0.1 m/s 的速度水平向左匀速拉动，拉力的功率为 2 W 7. 如图所示，工作人员正在用电动滑轮吊起神舟飞船。现使 2×104 N 重的飞船部件在 10 s 内匀速提升 2 m，则电动滑轮做的有用功为 _____ J，电动滑轮的机械效率为 80%，电动滑轮的功率为_____ W。用该电动滑轮提升 1 t 的物体时，机械效率 _____（选填“大于”“小于”或“等于”）80%。（g取10 N/kg） 8. 如图是“宜宾港”的一座龙门吊起重机在一次作业中起重某构件的示意图，起重机通过上方的电动机牵引绳子自由端来控制构件的升降，在此作业中，电动机牵引绳子自由端的拉力为12 500 N，动滑轮及其附属结构装置的总重力为8 000 N，构件的质量为8.4 t，构件在1 min内上升15 m，求此次作业中：（g取10 N/kg） （1）构件所受的重力。 （2）电动机牵引绳子自由端的功率。 （3）滑轮组的机械效率。 （4）电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功。 类型四 斜面类 9. ［25·秦皇岛模拟］ 如图所示是道路救援车对故障车辆拖移时的模型，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为4 000 N，在 ... ...
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