广东省2020年中考物理二轮复习 第2板块 专题训练 专题3 计算题 二 简单机械计算专项课件

第二板块专题训练专题三计算题二、简单机械计算专项学习目标：1．知道常见的两种简单机械。2．会计算简单机械的效率。学习活动：活动一：滑轮组拉力F与物体的重力G物的关系1．理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦。2．半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦。3．实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明的要考虑)。活动二：功率的计算P＝W/t＝Fv；W＝Fs＝Pt；W/tFvFsPt活动三：机械效率的公式1．利用滑轮组竖直匀速拉物体：物体重力G，绳端拉力F，物体上升高度h物，线段数为n，绳自由端移动的距离为s绳。有用功：W＝Gh；总功：W＝Fs；额外功：W＝W－W;机械效率：η＝＝。W有用＝Gh物W总＝Fs绳W额外＝W总－W有用η＝W有用W总＝GnF2．利用滑轮组水平匀速拉物体：物体水平方向移动的距离s物，线段数为n，绳自由端移动的距离为s绳，物体受到的摩擦力为f，绳端拉力为F。有用功：W＝fs；总功：W＝Fs；额外功：W＝W－W；机械效率：η＝。W有用＝fs物W总＝Fs绳W额＝W总－W有用η＝W有用W总3．利用斜面沿斜面匀速拉物体：斜面顶端高度为h，斜面长度为L，物体的重力为G，物体受到沿斜面向上的拉力为F，斜面对物体的摩擦力为f，斜面与水平面的夹角为α。有用功：W＝Gh；总功：W＝FL；额外功：W＝W－W；机械效率：η＝。W有用＝GhW总＝FLW额外＝W总－W有用η＝W有用W总活动四：基础练兵1．(2019·宿迁)如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg、底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N(g＝10N/kg)。求：(1)提升前物块对水平地面的压强；解：质量为90kg的物体的重力：G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N。对地面的压力：F＝G＝900N，提升前物块对水平地面的压强：p＝FS＝900N200×10－4m2＝4.5×104Pa；答：提升前物块对水平地面的压强为4.5×104Pa；(2)工人拉力做功的功率；解：由图知，绳子的有效段数n＝3，则绳子自由端移动的距离为：s＝3h＝3×5m＝15m，工人拉力做功的功率：P＝Wt＝Fst＝400N×15m30s＝200W；答：工人拉力做功的功率为200W；(3)滑轮组提升该物块的机械效率。解：滑轮组提升该物块的机械效率：η＝W有W总＝GhFs＝900N×5m400N×15m×100%＝75%。答：滑轮组提升该物块的机械效率为75%。2．(2018·荆门)一辆质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。其v－t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：(1)整个过程中发动机做的功；解：由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t＝15s＋25s＝40s，由P＝W/t，可得，整个过程中发动机做的功：W＝Pt＝80×103W×40s＝3.2×106J；答：整个过程中发动机做的功为3.2×106J；(2)汽车的最大速度v最大；解：汽车的重力：G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，由题意和图象可知，15～40s汽车的速度最大且做匀速直线运动，根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×2×104N＝4000N，由P＝Wt＝Fst＝Fv可得，汽车的最大速度：v最大＝PF＝80000W4000N＝20m/s；答：汽车的最大速度为20m/s；(3)全程中汽车的平均速度v。解：s2＝ν最大t2＝20m/s×25s＝500m，由图象可知，滑行100m用的时间t3＝10s，则全程中汽车的平均速度：v＝s总t总＝s1＋s2＋s3t1＋t2＋t3＝200m＋500m＋100m15s＋25s＋10s＝16m/s。答：全程中汽车的平均速度为16m/s。3．(2018·越秀区二模)图甲中用100N的拉力F1水平拉动重为250N的物体A在水平路面匀速移动了1m。改用滑轮组拉动A在同一路面同样匀速移动了1m，拉力F2的大小为40N(如图乙)，求此过程中滑轮组的：(1)有用功多大？解：使用滑轮组时做的有用功等于图甲中拉力做的功：W有用＝F1s物＝100N×1m＝100J；答：有用功为100J；(2)总功多大？解：由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3s物＝3×1m＝3m，拉力做的总功：W总＝F2s＝40N×3m＝120J；答：总功为120J；(3)额外功为多少？解：拉力做的额外功：W额＝W总－W有用＝120J－100J＝20J；答：额外功为20J；(4)机械效率为多少？(小数点后保留一位有效数字)解：滑轮组的机械效率：η＝W有用W总＝100J120J×100%＝83.3%。答：机械效率为83.3%。4．(2019·潍坊)一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：(1)做的有用功；解：汽车在泥泞路段受到的阻力：f＝0.1mg＝0.1×1.5×103kg×10N/kg＝1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉＝f＝1.5×103N；所做有用功：W有＝F拉s车＝1.5×103N×8m＝1.2×104J，答：做的有用功为1.2×104J；(2)作用在绳子自由端的拉力。解：由图可知n＝3，则绳子移动的距离：s绳＝3s车＝3×8m＝24m，由η＝W有用W总，可得总功W总＝W有用η＝1.2×104J80%＝1.5×104J，由W总＝Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力：F＝W总s绳＝1.5×104J24m＝625N。答：作用在绳子自由端的拉力为625N。5．(2019·荆州)为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端，如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W。求：(1)拉力F的大小；解：拉力所做的功W总＝Pt＝80W×50s＝4×103J拉力F＝W总/L＝4×103J/10m＝400N(2)该斜面的机械效率是多少；解：克服物重做功W有＝Gh＝1200N×2m＝2.4×103J斜面的机械效率η＝W有/W总＝2.4×103J/4×103J＝60%(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大？解：木箱A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功W额＝W总－W有＝4×103J－2.4×103J＝1.6×103J木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力f＝W额/L＝1.6×103J/10m＝160N6．(2019·攀枝花)如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功；解：t时间内汽车对绳的拉力所做的功：W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；答：t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×106J；(2)汽车对绳的拉力大小；解：10s内货物移动的距离：s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s物＝3×20m＝60m，由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小：F＝Ws＝1.2×106J60m＝20000N；答：汽车对绳的拉力大小为20000N；(3)斜面的机械效率。解：不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，斜面的机械效率：η＝W有用W总＝GhF拉s物＝9×104N×10m60000N×20m＝75%。答：斜面的机械效率为75%。