微专题三功、功率、机械效率的计算(分值：55分建议时间：60分钟)1．(7分)(2017潍坊)如图所示,斜面长s＝1.5m,高h＝0.3m.建筑工人将重G＝500N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F＝150N.忽略绳子重力．求：(1)该过程拉力F做的功；(2)该装置的机械效率；(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小．解：(1)该过程拉力F做的功W总＝Fs＝150N×1.5s＝225J(2)有用功W有＝Gh＝500N×0.3s＝150J该装置的机械效率η＝×100%＝×100%＝66.7%(3)额外功W额＝W总－W有＝225J－150J＝75J货物箱在斜面上受的摩擦力大小f摩＝＝＝50N2．(8分)(2017安顺)小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60kg,在F＝50N的拉力作用下,货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：(1)货箱的重力是多少？(2)拉力F的功率是多少？(3)货箱运动了1min,克服摩擦所做的功是多少？(4)此滑轮组的机械效率是多少？解：(1)G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N(2)v绳＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/sP＝Fv绳＝50N×0.3m/s＝15W(3)s物＝v物t＝0.1m/s×60s＝6mW＝fs物＝0.2Gs物＝0.2×600N×6m＝720J(4)W总＝Fs绳＝F·3s物＝50N×3×6m＝900Jη＝×100%＝×100%＝80%3．(7分)(2017重庆A卷)图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙．轻质杠杆的支点O距左端l1＝0.5m,距右端l2＝0.2m.在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20N.求：(1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿？(2)正方体B的密度为多少千克每立方米？(3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多少牛顿？解：(1)A的重力：GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20NA受力平衡,绳子对A的拉力大小等于A受到的重力：F1＝GA＝20N(2)由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：杠杆右端所受的拉力大小F2＝＝＝50NB受力平衡：GB＝F支＋F2＝20N＋50N＝70NB的质量为：mB＝＝＝7kgB的密度为：ρ＝＝＝7×103kg/m3(3)B受到的地面对它的支持力最大为：F′支＝F压＝pS＝4×103Pa×(0.1m)2＝40NB受力平衡：F′2＝GB－F′支＝70N－40N＝30NA的重力最小值为：G最小＝F最小＝＝＝12N4．(7分)(2017大庆)如图所示,在水平地面上放着物体A,A与地面的接触面积为0.14m2,对地面的压强为3000Pa,用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g＝10N/kg)求：(1)物体A的质量mA和动滑轮的质量m.(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,人拉力做的功是多少？解：(1)A对地面的压力：F压＝pS＝3000Pa×0.14m2＝420N,物体A的重力：GA＝F＝420N,物体A的质量：mA＝＝＝42kgη＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝84%,解得G轮＝80N,动滑轮的质量：m＝＝＝8kg(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s,则物体A上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m由图可知n＝2,则拉力端移动距离s＝2h＝2×1m＝2m,不计绳重和摩擦,则绳端的拉力：F＝(GA＋G轮)＝×(420N＋80N)＝250N人拉力做的功：W总＝Fs＝250N×2m＝500J5．(8分)(2017襄阳)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像如图乙,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_动滑轮受到的重力(或物重)_．(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了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？解：(2)由图可知n＝3W＝Fs＝3Fh＝7200JP＝＝120W(3)由图像可知：当G＝300N时,η＝60%F＝＝η＝＝解得：G动＝200N(4)工人对绳子自由端的最大拉力为F＝G人＝m人g＝600N能够提升货物的最大重力为G物＝3F－G动＝1600N机械效率的最大值η＝＝＝＝88.9%6．(9分)(2016呼和浩特)近年来,人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车,期望更加节能环保、安全而高效,并取得了长足的进步,对于某成熟品牌的电动汽车,已知其质量恒为m,在水平路面上行进过程中所受阻力恒定(不计空气阻力)．(1)该汽车匀速爬上...
