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注:以上两道题是同一类题,做此类题最好把滑轮图旋转过来,并标上数据,方便计算 如图所示,物体重为100 N,若不计任何摩擦及绳重,则不考虑动滑轮重时,匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时,拉力F的大小为________N,拉力做的功为________J,机械效率为________.若考虑动滑轮重且动滑轮重8 N时,则匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时,拉力F大小为________N,拉力做的功为________J,机械效率为________.
KEY: 50 50 100% 54 54 93%
F 如图所示,某矿产工人用200 N的水平拉力,抓紧绳子的一端,沿水平方向向右运动,在10 s内将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m,若不计一切摩擦.求: (1)矿工在10 s内所做的功和他做功的功率; (2)动滑轮的重量;
(3)滑轮组的机械效率. (g=10 N/kg) 解:(1)W总=Fs=2Fh=1600 J F 所以P总=W总/t=160 W. (2)因 F=(G物+G滑)/2 所以G滑=2F- G物=80 N. (3)W有=G物h=1280 J η=W有/W总=80%.
用如图所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重)
(1)滑轮组的机械效率 (2)拉力的功率
F (3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。 解:①动滑轮上绳子股数n=3
??W有W总?Gh480N??80% Fnh200N?3G ②拉力的功率
P?
WF?nh
??F?nv?200N?3?0.3m/s?180Wtt③由题意nF=G+G动 则 G动=nF-G=3×200N-480N=120N 提起600N的物体时的拉力
F?/G/?G动n/?600N?120N?240N
3拉力F=做的功 ///W=Fnh=240N×3×2m=1440J - 22 -
一保洁工人,要清洗一高楼的外墙,他使用了如图所示的装置进行升降,已知工人的质量为60kg,保洁器材的质量为20kg,人对绳的拉力为300N,吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m,求: (1)此过程中的有用功 (2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。 KEY:这里不给出答案,不懂问物理老师
功率
单位时间内所做的功的快慢叫做功率
P(功率) 瓦特( w )
W W(功) 焦耳( J) P = t = Fv T(时间)秒(s)
3
v(速度) 米每秒( m/s ) 1kW=10 W 注:两个W不要混淆
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③ 功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
判断功率的大小
①时间一定,比较时间 ②时间一定,比较功率 ③用公式 W 计算比较
P = t
P甲>P乙 直线此图(功率) 机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功 功与功率的区别:
功率的(快慢)与效率的高低无关
首先排除有语病的说法 功率是做工的快慢,不能说大小(没有大小之分)
一个滑轮组经改进后体改可机械效率,用它把同一物体匀速提升同样高度,改进后与改进前相比:有用功不变,总共减少
经典例题:
—个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比较
A.做的有用功减少了 B.总功不变,有用功增加了 C.总功不变,额外功减少了 D.有用功不变,总功减少了
如图是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象,由图可知,甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比是 A.P甲
P乙 C.P甲=P乙 D.无法确定
甲、乙两台拖拉机,甲所做的功是乙的2倍,而乙做功所用的时间是甲的1/4,则甲、乙的功率之比为
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A.8∶1 B.1∶8 C.1∶2 D.2∶1
用500 N的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8 m时,可将滑轮组悬挂的重为1500 N的物体匀速提高2 m,则额外功占总功的百分比是
A.25% B.75% C.15% D.85%
物体在相同的力F作用沿力F的方向移动了距离S,试比较在图示的三种情况中力F对物体做功的多少
A.w1=w2=w3 B.w1>w2>w1 C.w1 如图,将同物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同速度,匀速拉到顶点A,施加的力分别为F1和F2,拉力作功为W1和W2,拉力功率分别为P1和P2,则 A.F1<F2 W1=W2 P1<P2 B.F1<F2 W1>W2 P1>P2 C.F1<F2 W1<W2 P1<P2 D.F1<F2 W1=W2 P1>P2 体重相同的甲、乙两人,匀速地从同一楼上到五楼,甲的速度大于乙的速度,则 A.甲做的功多 B.乙做的功多 C.甲的功率大 D.乙的功率大 如图所示,物体重100 N,当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为50 N,用滑轮组使物体沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动20 s.若绳重、滑轮重及滑轮轴的摩擦均可忽略,则水平拉力F的大小为________N,拉力做的功F ________J,功率为________W.如果滑轮组的机械效率为80%,则拉力做功的功率________W. KEY:50 200 10 12.5 (按照上面所教的步骤进行解题比较容易) 如图所示,重为60 N的物体A,在20 N的拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧秤的示数为_____ N,物体A受到的摩擦力Ff=_____ N,拉力在5 s内做的功W=_____ J.拉力的功率P=_____ W.(不计滑轮重,不计绳与滑轮之间的摩擦,不计绳重) KEY: 10 10 5 1 7.750 75% 甲、乙、丙三位同学分别将质量不同的物体匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表: 同学 甲 乙 丙 质量(kg) 4 8 升高高度(m) 1.5 1 时间(s) 2 4 KEY:D B C A A A C 10 0.5 5 (1)根据上表可知,做功最多的是________同学,做功最快的是________同学. (2)为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一栏项目,这个项目的含义是______________, - 24 - 并将此栏有关数据补充完整.为此物理学引入了一个物理量叫________. KEY:乙 甲 单位时间内物体做的功 30 20 10 功率 如图是甲、乙两个同学进行搬物爬楼比赛,已知他们每次搬的重物都一样,从图中信息可知,甲同学做的功________(填“大于”“小于”或“等于”)乙同学做的功,甲同学的功率________(填“大于”“小于”或“等于”)乙同学的功率;若两个同学运动相同时间,则________同学做的功多。 KEY:等于 大于 甲 00:4000:4500:0000:00 如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求:(1)拉力F;(2)拉力做功的功率;(3)动滑轮的机械效率. KEY:这里不给出答案,不懂问物理老师 功、功率、机械效率说法专题 1.关于功率,下列说法中正确的是 A.功率越大,做功越多 B.功率越大越省力 C.功率越大,效率越大 D.功率越大,做功越快 2.关于功率,以下说法正确的是(多选) A.机械做功多,它的功率就一定大 B.机械做功快,它的功率就一定大 C.机械做功时间短,它的功率就一定大 D.做相同的功,所用时间少,功率就一定大 3.关于机械效率,下列说法正确的是 A.有用功越大,机械的机械效率就越高 B.额外功越大,机械的机械效率就越低 C.总功越大,机械的机械效率就越低 D.有用功与总功的比值越大,机械的机械效率就越高 4.采取下列措施,可以提高机械效率的是 A.有用功一定,增大总功 B.总功一定,增大额外功 C.有用功一定,减小额外功 D.额外功一定,减小总功 5.关于功和功率的关系,下列说法错误的是 A.机械功率的大小与做功的多少无关 B.在相等的时间内功率越大,做的功越多? 6.机械功原理告诉我们,在使用任何机械时 A.任何机械都能省力,但不省功 B.任何机械都可以省力,也可以省功? C.省力的机械必定费距离 D.省距离的机械可以省功 7.下列机械效率的说法正确的是 A.机械效率可以提高到100% B.机械效率总小于1 C.功率大的机械机械效率高 D.机械效率越高,有用功就越多 8.关于功率的说法中正确的是 A.功率越大,表示做功越快 B.功率越大,表示做功越多 C.物体做功用的时间越长,功率越大 D.物体做功用的时间越短,功率越大 9.机械效率越高,表示 A.做的功越多 B.做的有用功越多 C.越省力 D.有用功与总功的比值越大 10. 关于机械效率下列说法中正确的是 A. 机械效率η应当小于100%。 B. 机械效率η可以等于100%。 C. 机械效率η可以大于100%。 D. 以上说法都不对 - 25 - C.做相同的功,用的时间越多,功率越小 D.做功越多,功率越大 注:首先排除有语病的说法 功率的(快慢)与效率的高低无关 功率是做工的快慢,不能说大小(没有大小之分) 动能和势能 定义:物体由于运动而具有的能量 动能 物体速度越大、质量越大,决定其大小的因素: 机 动能就越大 械 定义:物体由于被举高而具有的能量。 重力 能 物体质量越大、举得越高,势能 决定其大小的因素: 势能就越大 势能 定义:发生形变的物体具有的能量。 弹性 物体弹性形变越大、弹性势能 决定其大小的因素: 势能就越大 机械能:动能和势能统称为机械能 弹性势能 转化 一定条件下,动能和重力势能之间可以相互转换 动能 势能 一定条件下,动能和弹性势能之间可以相互转换 转化 重力势能 动能与弹性势能间的转化规律: ①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能; ②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。 动能与势能转化问题的分析: ⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能) 大小的因素——看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。 ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。 ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。 实验:影响动能大小的因素 影响动能的三个因素:速度、质量、阻力 例1.研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意图。(1)实验中,是通 过观察比较 来判断小球动能的大小。(2)某同学实验时,让质量不同的两个小 球从斜面的同一高度滚下,撞击木块A。他这样做的目的是想研究小球动能的大小与 的关系,他让小球从斜面的同一高度滚下的目的是 。(3)下表是某同学记录的用甲、乙两球进行实验时的数据。分析表中数据可知:甲球的动能 (填“大于”、“小于”或“等于”);在质量和速度两个物理量中,对动能 影响较大的是 。 小球 小球质量 小球碰撞物体A时的速度 物体A被推动的距离 KEY:D BD D C D C B A D A