1、微專題五功、功率、機(jī)械效率的綜合計(jì)算專題概述簡(jiǎn)單機(jī)械的功 、功率、機(jī)械效率的綜合計(jì)算包括利用滑輪組豎直提升物體、水平移動(dòng)物體、利用杠桿提升物體和利用斜面提升物體等，是中考命題必考題型方法指導(dǎo)1.利用滑輪組豎直提升物體分三種情況：(1)理想情況：不計(jì)動(dòng)滑輪重力、不計(jì)繩重和繩與滑輪之間的摩擦，即W額0，F(xiàn)，1，GhFs.(2)半理想情況：考慮動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪之間的摩擦，即W額G動(dòng)h，F(xiàn)，.(3)實(shí)際情況：考慮動(dòng)滑輪的重力、繩重和繩與滑輪之間的摩擦(題目沒有說明，表明要考慮)，即，F(xiàn).2.利用滑輪組水平移動(dòng)物體，此時(shí)克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，與物重、滑輪重?zé)o關(guān)W有fs物，W

2、總FsnFs物，.3.利用杠桿提升物體分兩種情況：(1)理想情況：不考慮機(jī)械自重和摩擦，人對(duì)杠桿所做的功Fs等于杠桿對(duì)重物所做的功Gh，即FsGh.(2)非理想情況：考慮機(jī)械自重和摩擦，W有Gh，W總Fs，.4.利用斜面提升物體分兩種情況：(1)理想情況：不考慮機(jī)械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功Gh，即FsGh.(2)非理想情況：考慮機(jī)械自重及摩擦，W有Gh，W總Fs，W額fs，.分類練習(xí)類型1利用滑輪組豎直提升物體1.(2019，樂山)小夏利用如圖所示的滑輪組，將重量為280 N的物體勻速提升了2 m已知他自身的重量為500 N，對(duì)繩子施加的拉力F200 N，兩腳

3、與地面接觸的總面積S400 cm2.求此過程中：(1)小夏對(duì)地面的壓強(qiáng)；(2)拉力F做的功；(3)該滑輪組的機(jī)械效率解：(1)人對(duì)地面的壓力：F壓GF500 N200 N300 N人對(duì)地面的壓強(qiáng)：p7.5×103 Pa(2)繩自由端向下移動(dòng)的距離：s2h2×2 m4 m拉力F做的功：W總Fs200 N×4 m800 J(3)對(duì)重物做的有用功：W有Gh280 N×2 m560 J滑輪組的機(jī)械效率：×100%×100%70%2.(2019，連云港)如圖甲所示，拉力F通過滑輪組，將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處. 圖乙是拉力

4、F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力， g取10 N/kg，求：(1)金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小；(2)金屬塊的密度；(3)如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對(duì)地面的壓強(qiáng)大小解：(1)在t2t3時(shí)間內(nèi)，2F2GG2×108 N216 N在0t1時(shí)間內(nèi)，2F1F浮GF浮G2F1216 N136 N80 N(2)據(jù)F浮水gV排得V排 8×103 m3由G金gV得，金2.7×103 kg/m3(3)Va3a m0.2 mSa20.2×0.2 m20.04 m2p5 400 Pa5.4×103 Pa類型2利

5、用滑輪組水平移動(dòng)物體3.(2019，眉山)在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡(jiǎn)化為如圖所示的滑輪組為了盡快疏通道路，交警指揮拖車只用了30 s時(shí)間，將水平路面上質(zhì)量是1.5 t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場(chǎng)若故障車被拖離的速度是5 m/s，繩子自由端的拉力F是500 N，地面對(duì)故障車的摩擦力為車重力的0.08倍求：(1)拉力F在30 s內(nèi)所做的功；(2)整個(gè)裝置的機(jī)械效率解：(1)故障車在30 s內(nèi)通過的路程s車vt5 m/s×30 s150 m繩的段數(shù)n3，繩子自由端移動(dòng)的距離s繩3s車3×150 m450 m拉力F所做的功WFs繩500 N×450 m2.25&#

6、215;105 J(2)f0.08G0.08mg0.08×1 500 kg×10 N/kg1 200 N機(jī)械效率80%類型3利用杠桿提升物體4.(2019，貴港)如圖所示，是考古工作隊(duì)在貴港羅泊灣碼頭用起重機(jī)沿豎直方向勻速向上打撈一個(gè)體積為0.5 m3、質(zhì)量為1.2 t的圓柱體文物的情景B為起重機(jī)的配重，OA為起重機(jī)的起重臂，AB25 m，OB5 m，若在整個(gè)打撈過程中，文物始終保持0.3 m/s的速度不變(江水的密度為1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，起重機(jī)橫梁重力和滑輪重力及摩擦均不計(jì))求：(1)文物從開始上升直到剛露出江面的過程中受到的浮力大小

7、(2)在整個(gè)打撈文物的過程中，起重機(jī)的拉力做功的最小功率(3)為了使起重機(jī)不翻倒，起重機(jī)的配重B的質(zhì)量至少是多少？解：(1)根據(jù)阿基米德原理得F浮gV排水gV物1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m35.0×103 N(2)在整個(gè)打撈文物的過程中，由于文物的速度保持不變，文件受到三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)得F拉F浮G物因?yàn)镚物保持不變，當(dāng)F浮最大，即文物完全浸沒在水中時(shí)，F(xiàn)拉最小，而v物不變，根據(jù)知此時(shí)拉力做功的功率最小文物的重力為G物m物g1.2×103 kg×10 N/kg1.2×104 N而最大浮力為F浮

8、5.0×103 N則最小拉力為F拉G物F浮1.2×104 N5.0×103 N7×103 N最小功率為PF拉v物7×103 N×0.3 m/s2.1×103 W(3)當(dāng)文物離開水面后，起重機(jī)的拉力最大，此時(shí)有F拉G物1.2×104 N又當(dāng)配重重力的力臂與拉力力臂互換時(shí)，配重的質(zhì)量最小，此時(shí)OB5 m，OA20 m根據(jù)杠桿的平衡條件得mBg·OBF拉·OA即配重的最小質(zhì)量為mB4.8×103 kg類型4利用斜面移動(dòng)物體5.(2019，荊州)為了發(fā)展文化旅游事業(yè)，荊州市正在興建華強(qiáng)方特文化

9、主題園，建成后將通過最新的VR技術(shù)展示包括楚文化和三國(guó)文化在內(nèi)的五千年華夏文明，園區(qū)建設(shè)中需把重1 200 N的木箱A搬到高h(yuǎn)2 m，長(zhǎng)L10 m的斜面頂端如圖所示，工人站在斜面頂端，沿斜面向上用時(shí)50 s將木箱 A勻速直線從斜面底端拉到斜面頂端，已知拉力F的功率為 80 W求：(1)拉力F的大小；(2)該斜面的機(jī)械效率是多少；(3)木箱A在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大解：(1)由P得，拉力所做的功：W總Pt80 W×50 s4×103 J，由WFL得，拉力F的大小：F400 N.(2)克服物重做功：W有Gh1200 N×2 m2.4×103

10、J，則斜面的機(jī)械效率：×100%×100%60%.(3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦做功：W額W總W有4×103 J2.4×103 J1.6×103 J，由W額fL得，木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力：f160 N類型5利用組合機(jī)械移動(dòng)物體6.(2019，南充)如圖，杠桿在水平位置平衡，物體M1重為500 N，OAOB23，每個(gè)滑輪重為20 N，滑輪組的機(jī)械效率為80%，在拉力F的作用下，物體M2以0.5 m/s速度勻速上升了5 m(杠桿與繩的自重、摩擦均不計(jì))求：(1)物體M2的重力；(2)拉力F的功率；(3)物體M1對(duì)水平面的壓力解

11、：(1)因杠桿與繩的自重、摩擦均不計(jì)，故克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，則滑輪組的機(jī)械效率：即：80%解得物體M2的重力：G80 N(2)由圖知，繩子的有效段數(shù)為2，繩的自重、摩擦均不計(jì)，則作用在繩子自由端的拉力：F50 N物體M2以0.5 m/s速度勻速上升了h，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s2h，由v可得繩子自由端的速度為：v繩2v2×0.5 m/s1 m/s；拉力F的功率：PFv繩50 N×1 m/s50 W；(3)B端對(duì)定滑輪向上的拉力：FB3FG定3×50 N20 N170 N，定滑輪對(duì)杠桿B端的拉力為：FBFB170 N，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FA

12、5;OAFB×OB，故繩子對(duì)杠桿A端的拉力為：FA×FB×170 N255 N，則繩子對(duì)M1向上的拉力為FAFA255 N，地面對(duì)M1的支持力：F支G1FA500 N255 N245 N；物體M1對(duì)水平面的壓力：F壓F支245 N7.(2019，桂林)小段用如圖所示裝置，使用一根杠桿AB和滑輪的組合將一合金塊從水中提起，滑環(huán)C可在光滑的滑桿上自由滑動(dòng)已知合金密度1.1×104 kg/m3，所用拉力F為500 N，且始終豎直向下；O為支點(diǎn)，且AO4OB；動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75%.若杠桿質(zhì)量、杠桿與支點(diǎn)間摩擦不計(jì)，整個(gè)過程中合金塊始終未露出水面求：(1)當(dāng)拉力F向下移動(dòng)距離為1.2 m時(shí)，拉力F對(duì)杠桿所做的功？此時(shí)繩子對(duì)杠桿B點(diǎn)的拉力？(2)合金塊的體積？解：(1)由題意知，拉力豎直向下為F500 N，其向下做的功為WFs500 N×1.2 m600 J在