八年级物理下册 专题八 功 功率 机械效率综合计算课件 （新版）新人教版

专题八功、功率、机械效率综合计算1．关于杠杆的计算(1)确定杠杆支点的位置。(2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。(3)确定每个力的力臂。(4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。2．关于滑轮的计算(1)滑轮组的省力情况：使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。(2)滑轮组由几股绳子承担物重：有几股绳与动滑轮相连，承担物重的绳子的股数n就是几，而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是：s＝nh。3．斜面的机械效率有用功额外功总功机械效率W有用＝GhW额外＝W总－W有用；W额外＝flW总＝Fl；W总＝Gh＋fl(f为摩擦力)η＝GhFl×100%η＝GhGh＋fl×100%类型一关于杠杆的计算1．(导学号36784301)“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为80kg，g＝10N/kg。(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。运动方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J3151165.512601764(2)根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是____N。(3)人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了____J的功。40032类型二关于滑轮的计算2．(导学号36784302)(兰州中考)如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是()A．η＝G3FB．η＝G＋ρVg3FC．W有＝GhD．P有＝（G－ρVg）htD3．(导学号36784303)(襄阳中考)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g＝10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是_________________。(2)若工人在1min内将货物匀速向上提升了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。(3)求动滑轮受到的重力。(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？物重(或动滑轮重)解：(2)由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6m＝18m，拉力做的功：W＝Fs＝400N×18m＝7200J，拉力的功率：P＝Wt＝7200J60s＝120W。(3)由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝W有W总＝Gh（G＋G动）h＝GG＋G动＝300N300N＋G动＝60%，解得：G动＝200N。(4)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，由F＝1n(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600N－200N＝1600N，则滑轮组的最大机械效率：η大＝G大G大＋G动×100%＝1600N1600N＋200N×100%≈88.9%。类型三关于斜面的计算4．(导学号36784304)(绥化中考)在斜面上将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端(如图所示)，所用时间为4s，斜面长s＝1m，高h＝0.2m，该斜面的机械效率为80%。(g＝10N/kg)求：(1)物体受到的重力。(2)拉力所做的有用功。(3)拉力所做的总功和总功率。(4)物体在斜面上受到的摩擦力。解：(1)物体重力：G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N。(2)拉力所做的有用功：W有用＝Gh＝4N×0.2m＝0.8J。(3)由η＝W有用W总＝80%得拉力做的总功：W总＝W有用80%＝0.8J80%＝1J，拉力做功功率：P＝W总t＝1J4s＝0.25W。(4)因为W总＝W有用＋W额外，所以额外功W额＝W总－W有用＝1J－0.8J＝0.2J，由W额外＝fs得摩擦力：f＝W额外s＝0.2J1m＝0.2N。类型四综合提升5．(随州中考)同一物体(质量为m)先用滑轮组(如图甲)匀速提升，后沿斜面(如图乙)匀速拉升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为34mg，斜面长AB＝2h，则这两次提升物体的机械效率比较()A．η甲＞η乙B．η甲＜η乙C．η甲＝η乙D．条件不足，无法比较C6．(导学号36784305)(广西中考)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD＝1∶2，A的体积为0.02m3，A重为400N，B重为150N，动滑轮重100N，不计绳重与摩擦(ρ水＝1.0×103kg/m3)。求：(1)A的密度。(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率。(3)水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力。(4)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力。解：(1)长方体A的质量：m＝Gg＝400N10N/kg＝40kg，所以长方体A的密度：ρ＝mV＝40kg0.02m3＝2×103kg/m3。(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时，n＝3，根据η＝W有W总×100%可得：机械效率η＝Gh（G动＋G物）h×100%＝400N（100N＋400N）×100%＝80%。(3)因V排＝VA，根据F＝ρgV排，可得A受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝200N。(4)水位上涨过程中，因要求电子秤所受最大压力，即A浸没水中，受到的浮力最大F浮＝200N，n＝3，根据力的平衡有：FC＝G动＋GA－FA浮3，FC＝100N＋400N－200N3＝100N，根据F1L1＝F2L2可得：FCL1＝FDL2，100N×OC＝OD×FD，解得：FD＝100N×OCOD＝100N2＝50N，对B物体受力平衡，所以电子秤受到B物体对它的最大压力：F压＝FN＝GB－FD＝150N－50N＝100N。