初中物理简单机械-功和能(典型例题解析教师)VIP免费

功和功率典型例题解析例1如图1—6—2（a）是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点挂一重10N的物体，则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平平衡状态．问：（1）若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡?（图中每个格距离相等）（2）若在C点用20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡?精析F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡．解（1）力F作用于B点时，杠杆平衡：G·AO＝F·OB当力F作用于C点时：G·AO＝10N×AO=10N×2OB（a）`（b）图1—6—2F·OC＝20N×20BF·OC＞G·AO∴杠杆不能平衡，C端下沉．（2）根据上面的讨论，若C点用力为20N，但方向不限的话，我们可以采取减小力臂的方法，使杠杆重新平衡．如图1—6—2（b）．当F斜着用力时，力臂减小为l2．若此时F＝20N，l2＝OB大小，则杠杆可以再次平衡．答案不能平衡，可能平衡例2（南京市中考试题）利用图1—6—8中的滑轮组提升重物A（物体A重1600N），滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为________N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率．（选填“变大”、“变小”或“不变”）图1—6—8精析考查力、功和机械效率之间的关系．解已知：G＝1600N，机械效率η＝80%设提升时，物体上升h．根据图，拉力上升高度为S＝4hη＝＝F＝＝＝500N分析物重对机械效率的影响η＝＝＝＝若h、W额不变，G增大，η提高．答案500N，变大例3（黄冈中考试题）如图1—6—9所示，物体M放在水平桌面上，现通过一动滑轮（质量和摩擦不计）拉着M向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N．若在M上加放一物块m可保持M向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力，则F′（）图1—6—9A．M运动时受到向左的摩擦力B．加放m前，M受到10N的摩擦力C．加放m前，M受到20N的摩擦力D．加放m后，力F′，保持10N不变精析此题考查学生对平拉滑轮组的受力分析，并考查学生对滑动摩擦力随压力增大而增大的知识点．未加m之前，拉力F与弹簧测力计的示数相同，也为10N．用动滑轮匀速拉重物，F＝，f＝2F＝20N．f方向向右．C选项是正确的．加放m后，F′＝，由于M对地面压力增大，所以摩擦力增大，F′也增大，F′＞10N．答案C例4在下述情况中，若物体重100N，则力对物体做了多功?（1）物体沿着光滑的水平面匀速前进了1m，求推力对物体做的功．（2）物体沿水平面匀速前进了10m，摩擦力是20N，求拉力做的功．（3）物体沿光滑斜面滑下，斜面高1m，长2m，如图l—6—10所示，求重力对物体做的功．（4）如图1—6—10，物体从斜面上滑下，求支持力对物体做的功．图1—6—10精析初中阶段研究力做功，主要指下列几种情况：第一种：力和物体运动方向一致，称为力对物体做功．第二种：力和物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功．如向上抛出某个物体，重力方向向下，物体运动方向向上，可以称为克服重力做了功．第三种：当某个力和运动方向垂直，则这个力对物体做的功为零．解（1）水平面光滑，认为摩擦力为零．物体匀速前进，推力也为零．这时W＝0．（2）物体匀速直线运动，推力F＝f（摩擦力）＝20N，s＝10m，所以：W＝20N×10m＝200J．（3）物体沿重力方向移动的距离为h，重力做的功W＝Gh＝100N×1m＝100J．（4）如图1—4—10，物体沿斜面运动，支持力方向与运动方向垂直，物体沿支持力方向没有移动，W＝0．答案（1）W＝0（2）W＝200J（3）W＝100J（4）W＝0例5（北京市西城区中考试题）图1—6—11所示滑轮组匀速提升物体．已知物重G＝240N，拉力F＝100N，该滑轮组的机械效率是________．图1—6—11精析此题主要考查是否会计算滑轮组的有用功、总功和机械效率．解有用功：W有＝Gh＝240N·hh为物体被提升的高度．总功：W总＝F·s＝F·3h＝100N·3hs为拉力移动的距离．注意：有3根绳子连在动滑轮上，则s＝3h机械效率：η＝＝＝＝80%错解有的学生忽略了距离关系，认为总功：W总＝F·h＝100N·h．按照这个分析，求得η＞100%，结果与实际情况不符． W总＝W有＋W额，由于额处功的存在，W有一定小于W总，η一定＜100%．答案80%例11（北京市石景山区试题）用动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，绳端的作用力是250N，则有用功的功率是________W...