技能訓(xùn)練四-功-功率-機(jī)械效率的綜合計(jì)算.doc

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1、技能訓(xùn)練四　功　功率　機(jī)械效率的綜合計(jì)算一、計(jì)算所用公式1．總功的計(jì)算方法：(1)定義法：W總＝Fs；(2)W總＝W有＋W額；(3)公式法：W總＝或W總＝。2．有用功的計(jì)算方法：(1)定義法：W有＝Gh；(2)W有＝W總－W額；(3)公式法：W有＝W總·η。3．額外功的計(jì)算方法：(1)定義法：W額＝G額h，W額＝f額·s；(2)W額＝W總－W有；(3)公式法：W額＝W總·(1－η)。4．機(jī)械效率：η＝，η＝，η＝，η＝。二、分清使用時(shí)不同的狀態(tài)1．利用滑輪組豎直提升重物的三種情況：(1)理想情況：不計(jì)動(dòng)滑輪重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，即W額＝0。F＝G物/n，η＝1，Gh＝Fs(

2、2)半理想情況：計(jì)動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，即W額＝G動(dòng)·h。F＝(G物＋G動(dòng))/n，η＝G物/(G物＋G動(dòng))(3)實(shí)際情況：計(jì)動(dòng)滑輪的重力，繩重和繩與滑輪間的摩擦(題目不說明，表明要考慮)。η＝G物/Fn，F(xiàn)＝G物/nη2．利用滑輪組水平拉物體，此時(shí)克服物體受到的摩擦力做功為有用功，與物重、滑輪重?zé)o關(guān)；將上述公式中的G物換成f就行了。理想情況：W有＝fs，F(xiàn)＝f/n實(shí)際情況：η＝f/Fn，F(xiàn)＝f/nη3．使用斜面提升物體時(shí)，克服物體重力做功為有用功，拉力F做的是總功，克服摩擦做的是額外功。W有＝Gh，W總＝FL，W額＝fL；η＝或η＝1．(2015，考感)如圖所示，是

3、一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體重G＝6×103N，汽車重G車＝3×104N，汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力F＝2.2×103N，汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：(1)將物體從井底拉至井口的過程中，汽車?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做了多少功？(2)滑輪組的機(jī)械效率為多少？(保留一位小數(shù))(3)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為3m/s，則將物體由井底拉至井口需要多長時(shí)間？(4)汽車牽引力為多少？牽引力的功率為多少？解：(1)n＝3，s＝3h＝3×12m＝36m，W＝Fs＝2.2×103N×36m＝7.92×104J(2)η＝＝＝≈90.9%(3)v物＝v車＝×3m/s＝1m/

4、s，t＝＝＝12s　(4)F牽＝F＋f＝F＋0.1G車＝2.2×103N＋0.1×3×104N＝5.2×103N，P＝F牽·v車＝5.2×103N×3m/s＝1.56×104W2．(2015，陜西)如圖所示，工人沿斜面把一箱貨物從底端拉進(jìn)車廂。貨物移動(dòng)的距離s與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。在此期間，工人拉這箱貨物沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力為594N。此斜面的長為5m，高為1m，這箱貨物重為1500N。(1)0～5s內(nèi)，這箱貨物處于________狀態(tài)，工人所做的功為________J。(2)5～30s內(nèi)，這箱貨物運(yùn)動(dòng)的速度是多少？拉力做功的功率是多大？(3)該斜面的機(jī)械效率是多少？解：(1)靜止

5、　0　(2)這箱貨物運(yùn)動(dòng)的速度v＝＝＝0.2m/s，拉力做的功W＝Fs＝594N×5m＝2970J，拉力做功的功率P＝＝＝118.8W　(3)對(duì)這箱貨物做的有用功W有＝Gh＝1500N×1m＝1500J，拉力做的總功W總＝W＝2970J，斜面的機(jī)械效率η＝＝≈50.5%3．(2015，遂寧)某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組(物體與動(dòng)滑輪用繩子a連接)勻速拉動(dòng)放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動(dòng)的距離均為2m。通過實(shí)驗(yàn)繪出了該滑輪組機(jī)械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象如圖乙。(不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦)求：(

6、1)動(dòng)滑輪重力；(2)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%，物體以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率；(3)一個(gè)重500N的同學(xué)利用該滑輪組，想獨(dú)自用豎直向下的力拉斷繩子b，請(qǐng)你通過計(jì)算分析他能否實(shí)現(xiàn)。解：(1)由圖乙可知，當(dāng)f1＝200N時(shí)，η1＝50%，W總1＝W有＋W額＝f1s＋G動(dòng)s，η＝＝＝＝50%，G動(dòng)＝200N　(2)當(dāng)η　2＝80%時(shí)，η　2＝＝80%，f2＝800N，W有2＝f2s＝800N×2m＝1600J，當(dāng)t＝＝＝10s，P有＝＝＝160W　(3)由圖乙可知，當(dāng)f3＝1600N時(shí)，繩子剛好被拉斷，繩b最大拉力F3＝(G物＋G動(dòng))＝(200N＋1600N)＝6

7、00N＞G人，故不會(huì)拉斷繩子b。4．(2015，綿陽)我國南宋遠(yuǎn)洋商貿(mào)船“南海一號(hào)”于2007年成功打撈出水，為復(fù)原我國海上絲綢之路歷史提供了極珍貴的實(shí)物資料，采用沉井包裹沉船的整體打撈方式，在世界水下考古也是一大創(chuàng)新。某同學(xué)為了體驗(yàn)“南海一號(hào)”的打撈過程，特利用滑輪組從水下打撈一重物。如圖所示，用一個(gè)底面積S＝0.05m2，高h(yuǎn)＝0.2m的長方體形狀的重物模擬“南海一號(hào)”，該同學(xué)站在岸邊拉動(dòng)繩子的自由端，使重物從水底開始向上運(yùn)動(dòng)。假定重物一直