功、功率和机械效率的综合计算类型一功、功率、机械效率1．对物理概念的理解是学好物理的关键．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是()A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B．做功多的机械，功率一定大C．功率大的机械，做功一定快D．做功快的机械，机械效率一定高类型二用滑轮装置竖直提升物体2．如图2所示，用甲、乙两种装置，将物体在相同时间内匀速提升相同高度，已知物体重均为50N，滑轮重均为10N，不计绳重和摩擦．甲、乙两装置所用的拉力分别是F1和F2，拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的功率分别为P1和P2，装置的机械效率分别是η1和η2，则F1________F2，W1________W2，P1________P2，η1________η2.(均选填“＞”“＜”或“＝”)图23．用如图3所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中做的有用功为________J，总功为________J，滑轮组机械效率为________，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有________和________(选填序号)图34．质量为60kg的工人用如图4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所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计．(g取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？图4类型三用滑轮装置水平拉物体5．图5甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离．图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2.使用动滑轮的过程中()图5A．总功为W总＝F2sB．有用功为W有＝GsC．机械效率为η＝Gs2F2sD．额外功为W额＝2F2s－F1s6．场馆建设工地上的工人用如图6所示的滑轮组将重3000N的物体M以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动4m，拉力F的大小为400N，物体M与地面间的滑动摩擦力大小是物体M重力的0.2，求：(1)物体M与地面间的滑动摩擦力大小是多少．(2)该滑轮组的机械效率是多少．(3)拉力F做功的功率是多少．图6类型四用斜面拉物体7．如图7所示，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用F＝600N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000N．求：(1)把木箱由B处推到A处，用时30s，推力的功率是多少．(2)这个过程中，斜面的机械效率是多少．(结果保留一位小数)(3)木箱在斜面上受到的摩擦力是多少．图71．C2．＞<<＞3．17020085%①③4．(1)物重(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有用W总×100%＝Gh（G＋G动）h×100%＝GG＋G动×100%＝300N300N＋G动×100%＝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%.5．D6．(1)物体M与地面间的滑动摩擦力：f＝0.2G＝0.2×3000N＝600N.(2)滑轮组的机械效率：η＝W有用W总×100%＝fsFns×100%＝fnF×100%＝600N2×400N×100%＝75%.(3)拉力做的功：W＝F×2s＝400N×2×4m＝3200J，由速度公式v＝st变形可得t＝sv＝4m0.4m/s＝10s；拉力的功率：P＝Wt＝3200J10s＝320W.7．(1)F＝600N，s＝3m，推力做的总功：W总＝Fs＝600N×3m＝1800J，t＝30s，推力的功率：P＝W总t＝1800J30s＝60W.(2)G＝1000N，h＝1.5m，克服重力做的有用功：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，斜面的机械效率：η＝W有用W总×100%＝1500J1800J×100%≈83.3%.(3)小明做的额外功：W额外＝W总－W有用＝1800J－1500J＝300J，摩擦力的大小：f＝W额外s＝300J3m＝100N.
