《简单机械和功》计算复习导学案.doc

<课题>《简单机械和功的计算》 NO： 班级 小组 姓名
§《简单机械和功》的计算
预习案
1.W有用＝
2.W总＝
3.机械效率η＝
复习案
例1.粗糙斜面高为h，长为l，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到顶端的过程，拉力做功为W，则拉力大小为多少；物体受摩擦力大小为多少？

例2． .某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示，图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组有动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为v1，滑轮组的机械效率为ηA；小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为v2，滑轮组的机械效率为ηB。拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别为乙图中的①、②所示。已知v1=3v2物体A的体积VA，物体B的体积VB，且3VA=2VB，物体A的密度为ρA，物体B的密度为ρB，且8ρA=7ρB。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，求：机械效率ηA与ηB之差。

例3.（2011年河南）在新农村建设中，为将一批建材运到10m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦，求：
（1）每次提升建材时的有用功、额外功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）为了加快施工速度，张师傅建议用电动机作动力代替人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起4箱建材，建材匀速上升速度0.4m/s。仓库里现有两台电动机，型号分别为“220V 0.8kW”、
“220V 3kW”请你通过计算说明应选择那台电动机才能使配置更 第46题
为合理。

例4.（2011年兰州）如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用＿＿＿＿N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g＝10N/kg）

例5. 随着城市建设进程的加快，绵阳城内出现子许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分．某电梯公寓的电梯某次在竖直向上，运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600kg，g=10N/kg．求：
①电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少？拉力F1做了多少功？
②电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值．已知在加速阶段，电动机的拉力F2做了11520J的功；求加速阶段电动机拉力F2的大小？
③电梯开始向上运动后经过64s，电动机的拉力的平均功率是多大
如图所示，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为多少？

训练案
1.用1个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为60%，则下列选项错误的是（ ）
A.拉力大小一定是125 N B.有用功一定是150J
C.总功一定是250J D.动滑轮中一定是100N
2.小明沿水平方向用力推静止在水平地面上的桌子，但没有推动，此时他对桌子的推力 ___________桌子所受到的阻力(填“大于”、“小于”或“等于”)，此过程中小明 (填“有”或“没有”)做功。
3.在水平地面上，工人用100 N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；工人对木箱做功为 J；箱子运动的平均速度为 m/s。
4.某同学质量是40kg，在2011年体育中考“1min跳绳”测试中，她每次起跳的高度约5cm，测试成绩是150次，1min内该同学克服自身重力做功约为______J,平均功率约为________W。

5.现有一重为3000 N的包装箱，工人师傅想把它搬到1.2 m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200 N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车。求：
（1）该斜面的机械效率；
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力.
6.某工地上，一架起重机将质量为2 t的货物以0.1 m/s的速度匀速提升10 m后又水平匀速移动5 m，求：
（1）在整个过程中，起重机对货物做的功；
（2）在货物上升的过程中，起重机对货物做功的功率。（g取10 N/kg）

7.如图所示，工人用定滑轮提升重为180 N的物体，所用拉力为200 N，在5 s内物体升高的高度为2 m。在此过程中，求：
（1）有用功；
（2）总功的功率；
（3）定滑轮的机械效率。
8.如图所示，用动滑轮沿竖直方向提升重物，10s内使物体匀速上升2m。已知物体重400 N，动滑轮重100N，不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力做的功；
（2）拉力的功率；
（3）动滑轮的机械效率；

9.用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

10.在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。求在此过程中：
（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率。

第43题
11. 15.（2011宁德）为打造环三中心城市，宁德市政府投入巨资，对市区南北主干道进行改造。施工中，一工人利用如图所示的滑轮组，在15s内将480N的中午匀速拉升到3m高处，所用的拉力为300N。求
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率；

11.（2011上海）某物体在50N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，10秒内前进6m。求此过程中拉力做的功W和功率P。

13.（2011天津）如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如表所示。求：
（1）手的拉力所做的有用功；
（2）手的拉力做的总功。
钩码重G/N
手的拉力F/N
钩码上升高度h/m
手移动距离s/m
100
60
0.3
0.6

第49题
14.（2011大连）水平地面上有一个重为4000N的箱子，箱子的底面积为4m2。现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图8所示。钢丝绳上的拉力为2500N。试求：
（1）起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少?
（2）起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
（3）钢丝绳上拉力的功率是多少?
第50题

15.如图所示，用滑轮组提升质量为120kg、底面积为50cm2的长方体物块。
（1）物块未提之前静止在地面上，则物块对地面的压强是多少？（g=10N/kg）
（2）在拉力F的作用下，物块竖直匀速上升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，则拉力F做了多少功？（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦）
（3）若仍用此滑轮组提升重力为1500N的物体，则滑轮组的机械效率为多少？

16. 随着城市建设进程的加快，绵阳城内出现子许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分．某电梯公寓的电梯某次在竖直向上，运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600kg，g=10N/kg．求：
①电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少？拉力F1做了多少功？
②电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值．已知在加速阶段，电动机的拉力F2做了11520J的功；求加速阶段电动机拉力F2的大小？
③电梯开始向上运动后经过64s，电动机的拉力的平均功率是多大某建筑工地用如图所示的简易滑轮组将重4000N的砖块运到离地4m高的砌墙处，已知每个滑轮重100N，滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计．若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N，求：
（1）提升一次砖的最大重力；
（2）提升一次砖时滑轮组的最大机械效率；
（3）若全部完成提砖任务，工人利用此滑轮组至少做多少额外功．
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