中考物理复习计划专题22斜面的机械效率可编辑修改word版文档格式.docx
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15.(2015•揭阳)小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上,如图所示.他站在斜面上,沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.求:
(1)小明同学拉木箱的功率是多大?
(2)该斜面的机械效率是多少?
(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?
16.(2015•贵州)如图所示,现将重为5N的物体A沿长1.2m,高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端,在此过程中,F的大小恒为3N,所有时间是12s,求:
(1)物体A从底端到顶端的平均速度
(2)物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
(3)求此斜面的机械效率.(保留一位小数)
17.(2015•荆州)在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上,工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力).求:
(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?
(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?
(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?
18.
利用如图所示的斜面装置用时10s可以把重为600N的物体匀速拉到斜面顶端,斜面长为5m,高为2m,实际拉力为300N.求:
(1)拉力做功的功率;
(2)该斜面装置的机械效率;
(3)若沿斜面方向的拉力为F,物重为G,斜面长为L,高为H,请利用总功、有用功和额外功的关系推导出摩擦力f的表达式,并由表达式判断说明,拉力F和摩擦力f不是一对平衡力.
19.如图所示,小明将重300N的木箱沿长5m、高2m的斜面匀速从底端拉上顶端,拉力大小恒为150N.求:
(1)拉力所做的功.
(2)斜面的机械效率.
20.图示,斜面长S=10m,用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B
的过程中,物体克服摩擦力做了100J的功,求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功.
21.如图为江铃陆风X7越野车,该车以其卓越的性能深受消费者喜爱,成为江西品牌的骄傲.当汽车静止在水平路面时四个轮胎与地面总接触面积为0.2m2,载人时人与车的总质量为2000kg,当越野车匀速爬上一高10m、长16m的陡坡时,机械效率为50%(g取10N/kg).求:
(1)越野车载人时受到的重力
(2)越野车载人时静止在水平路面上对水平路面的压强
(3)越野车爬坡时的牵引力.
22.如图所示,斜面的长s为10m,高h为5m.用沿斜面向上的推力F,将一个重力为G=100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B过程中,物体克服摩擦力f做了100J的功.求:
(1)在此过程中,所做的有用功大小;
(2)斜面的机械效率大小.
23.为方便老人出行,我市一些公共场所设计了专用通道(如图斜面).若小林的爷爷和轮椅共重700N,某次出行时,小林在5s内将爷爷和轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,小林沿斜面所用的推力为150N,请你求解下列问题:
(1)推力的功率是多少?
(2)此过程中斜面的机械效率是多少?
(3)轮椅受到斜面的摩擦力是多少?
(轮椅内部部件间的摩擦忽略不计)
24.
倾角为30°
的斜面和一个定滑轮构成了一个简单机械.如图,轻绳均平行于斜面、用力拉动重为G1=6N的物体匀速上滑时,忽略一切阻力,该机械的效率为75%,这一过程中物块升高了0.20m.请完成下列问题.
(1)该过程力F做的有用功多大;
(2)滑轮的重力G2大小是多少;
(3)力F多大.
25.
工人师傅要将质量100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里,他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示,(g=10N/kg)求:
(1)工人所做的有用功,总功;
(2)斜面的机械效率
(3)物体和斜面之间的摩擦力是
26.斜面是一种简单机械,盘山公路近似处理为斜面.如图所示,一辆客车在盘山公路上匀速行驶,客车质量为7000kg,向上行驶过程中牵引力保持2×
104N不变,以1.2×
105W的功率行驶5.4km到了高为500m的山顶,耗时15min,求:
(1)汽车的行驶速度;
(2)盘山公路的“机械”效率;
(3)已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%,汽油热值q=4.6×
107J/kg,客车从山脚到山顶消耗了多少kg的汽油?
27.如图所示,利用这个滑轮装置将重为100N的物体从斜面的低端匀速拉到,某位置所用的时间为5s,在此过程中,绳端拉力为60N,物体沿斜面移动的距离为5m,上升的高度为2m,求:
(1)拉力做的功是多少?
(2)拉力的功率是到少?
(3)该装置的机械效率是多少?
28.如图所示,现某人用小车将它从斜面底端匀速推上斜面顶端,已知木箱重400N,人对车的推力F=75N,斜面长L=4m,斜面高h=0.5m,求:
(1)对木箱所做的有用功;
(2)这种情况下的机械效率.
29.在建设工地上,工人把重1000N的物体沿着长s=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为250N(不计空气阻力).求:
30.
如图所示,工人将底面积为0.25m2的一箱货物装到卡车上,需要用木板搭建一个斜面.卡车车厢底部离地的高度为1.2m,所用木板长5m.工人沿着斜面匀速将重为1000N的货物推上车,用时1min,若该斜面的机械效率为40%,求:
(1)这箱货物平放在水平面上时,对水平面的压强有多大?
(2)工人沿斜面的推力是多少牛?
(3)工人推力所做的功率是多少瓦?
(4)货物受到斜面的摩擦力是多少牛?
三、计算题(共1题;
共15分)
31.(2014•梧州)一卡车车厢底板距地面1.5m高,小军把3m长的钢板AB搭在车厢底板上,构成一个斜面,如图所示,他沿着斜面方向用500N的力,把一个木箱由B处推到A处,已知木箱重为800N,推木箱的时间是50s,在这一过程中,求:
(1)小军做的功;
(2)小军做功的功率;
(3)斜面的机械效率.
答案解析部分
一、填空题
1.【答案】400N;
80%;
100N
【解析】【解答】解:
(1)斜面很光滑,故利用功的原理得,人做的有用功等于用斜面所做的功:
W有
=Gh=mgh=120kg×
10N/kg×
1m=1200J;
Fs=mgh=1200J,
解得:
F=
=400N;
(2)人所做的总功:
W总=Fs=500N×
3m=1500J;
斜面的机械效率:
η=
×
100%=
×
100%=80%;
(3)W总=W有+W额
即:
Fs=Gh+fs
所以f=
=
=100N;
答:
(1)人做有用功为1200J;
(2)斜面的机械效率为80%;
(3)摩擦力为100N.
【分析】
(1)人做的有用功是将物体沿斜面推上小车,即将物体升高了h,故有用功为人克服重力做功,利用功的原理由W=mgh=Fs,可求得施加的推力;
(2)利用已求得的有用功和总功,由机械效率公式可求得斜面的机械效率;
(4)人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功,则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力.
2.【答案】30;
省力
(1)克服物体重力所做的功为有用功,则有用功:
W有=Gh=10N×
3m=30J;
(2)拉力做的总功:
W总=Fs=7.5N×
5m=37.5J;
100%=80%.(3)由功的原理可知,在高度相同时,斜面越长越省力.故答案为:
30;
省力.
(1)克服物体重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算拉力所做的有用功;
(2)拉力所做的功是总功,利用W=Fs计算拉力所做的功;
机械效率等于有用功与总功的比值;
(3)由功的原理知,斜面越长越省力.
3.【答案】0.8;
80%
拉力的功率为:
P===Fv=8N×
0.1m/s=0.8W;
100%=
100%=×
100%=80%.故答案为:
0.8;
80%.
(1)根据公式P===Fv计算F的功率;
(2)根据公式η=
100%计算其机械效率.
4.【答案】2;
(1)有用功:
W有用=Gh=5N×
0.4m=2J;
(2)总功:
W总=Fs=2.5N×
1m=2.5J,该斜面的机械效率:
100%=80%.
故答案为:
2;
(1)根据W=Gh求出有用功;
(2)根据W=Fs求出总功,根据η=
100%求出机械效率.
本题主要考查的是学生对有用功、总功和机械效率计算公式的理解和掌握,基础性题目.
5.【答案】斜面;
10
①倾斜放置的木板是一种简单机械,称做斜面;
②斜面的机械效率为η=
③W=Fs,所以木板对小铁块的摩擦力为f==
=
=10N.
斜面;
10.
【分析】①一端高,一端低,用来提高物体的倾斜放置的装置叫斜面;
②已知物重和斜面高度,可以得到有用功;
已知拉力和斜面长度,可以得到总功;
已知有用功和总功,可以得到斜面的机械效率;
③已知有用功和总功,可以得到额外功;
已知额外功和斜面长度,利用功的变形公式得到摩擦力.
6.【答案】18;
由题,重物拉上高台对做的有用功:
W有=Gh=45N×
0.4m=18J;
斜面机械效率:
η=
,所以:
60%=
,
f=10N.
18;
【分析】在斜面上匀速拉动物体,那么克服物体重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功;
而总功是有用功、额外功之和.机械效率是有用功与总功的百分比.
7.【答案】62.5;
0.675
有用功:
W有用=Gh=4.5N×
0.3m=1.35J;
总功:
W总=2.16J,斜面的效率:
η=×
100%=
100%=62.5%;
额外功:
W额=W总﹣W有用=2.16J﹣1.35J=0.81J,
因为W额=fs,
所以摩擦力大小:
f=
==0.675N.故答案为:
62.5%;
0.675.
(1)已知物体重力和提升的高度,根据公式W=Gh可求有用功;
已知总功,根据η=可求
得机械效率;
(2)求出额外功,利用W额=fs求摩擦力.
8.【答案】6;
【解析】【分析】
(1)弹簧测力计读数:
首先确定每一个大格和每一个小格的读数,然后读数.
(2)知道物体的重力、升高的距离求出有用功,知道拉力和斜面的长度求出总功,根据机械效率公式求出机械效率.
【解答】解:
(1)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数为6N,弹簧测力计显示拉力大小,所以拉力大小为6N.
(2)h=20cm=0.2m,s=50cm=0.5m,
W有=Gh=12N×
0.2m=2.4J,
W总=Fs=6N×
0.5m=3J,
机械的效率是:
η==
=80%.故答案为:
6;
9.【答案】120;
60%
①由题知,斜面长s=3m,斜面高h=0.9m,物体重G=600N,推力F=300N;
有用功:
W有用=Gh=600N×
0.9m=540J,
推力做的总功:
Fs=300N×
3m=900J,
W额外=W总﹣W有用=900J﹣540J=360J,由W额外=fs得摩擦力:
f=
=120N;
②斜面的机械效率:
100%=60%.
120;
60%.
【分析】把物体匀速推到斜面顶端,提升重物做的功是有用功,克服摩擦力所做的功是额外功,推力做的功是总功,斜面的机械效率是有用功跟总功的比值.本题考查了使用斜面时摩擦力和机械效率的计算,区分使用斜面时有用功、额外功和总功是解题的关键.
10.【答案】4;
75%
【解析】【解答】由题意可知:
木块的重力G=50N,斜面的高度h=0.3m,所用的拉力F=20N,斜面的长度L=1m,所用的时间t=5s,则拉力所做的功W总=FL=20N×
1m=20J,拉力的功率P=W总/t=20J/5s=4W;
所做的
有用功W有=Gh=50N×
0.3m=15J,斜面的机械效率
【分析】斜面的功、功率及机械效率的相关计算二、综合题
。
11.【答案】
(1)解:
物体重力:
G=mg=0.4kg×
10N/kg=4N;
(2)解:
使用斜面做的有用功:
W有用=Gh=4N×
0.2m=0.8J;
(3)解:
由η==80%得拉力做的总功:
W总=
=1J,
拉力做功功率:
P===0.25W;
(4)解:
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=fs得摩擦力:
=
=0.2N.
(1)知道物体质量,利用G=mg求其重力;
(2)知道斜面高,利用W=Gh求使用斜面做的有用功;
(3)知道斜面效率,利用η=
求拉力做的总功,再利用P=求总功率;
(4)克服摩擦力做的功是额外功,根据W总=W有用+W额外计算出额外功W额,再根据W额外=fS计算出摩擦力.
12.【答案】
该过程拉力F做的功:
W总=Fs=150N×
1.5m=225J;
答:
该过程拉力F做的功为225J;
W有=Gh=500N×
0.3m=150J,
该装置的机械效率:
η=
100%≈66.7%;
该装置的机械效率为66.7%;
W额=W总﹣W有=225J﹣150J=75J,由W额=fs可得,货物箱在斜面上受的摩擦力大小:
=50N.
货物箱在斜面上受的摩擦力大小为50N.
(1)利用W=Fs计算该过程拉力F做的功;
(2)利用W有=Gh求出有用功,再利用η=
计算该装置的机械效率;
(3)利用W额=W总﹣W有求出额外功,然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小.
13.【答案】
(1)工人做的总功W总=Fs=240N×
6m=1440J
(2)工人利用斜面做功的功率是P=
=288W
(3)由η=
得:
有用功W有用=W总η=1440J×
50%=720J;
由W有用=Gh得:
G=
=360N.
(1)已知拉力的大小和斜面的长度,根据公式W=Fs可求工人推车做的总功;
(2)根据公式P=
可求工人做功的功率;
(3)已知机械效率,根据η=
求出有用功,根据公式W=Gh可求车的重力.14.【答案】
(1)静止;
(2)货物运行的时间t=30s﹣5s=25s,货物在这25s内通过的路程是s=5m,则货物的速度:
v=
=
=0.2m/s,
拉力做功W总=Fs=594N×
5m=2970J;
则功率P===118.8W;
(3)有用功W有用=Gh=1500N×
1m=1500J;
则机械效率η=×
100%≈50.5%.
(1)由图象可知,货物在0至5s时,通过的路程为0,这表明货物在0至5s时处于静止状态;
则根据W=Fs可知工人所做的功为0;
(1)货物在0至5s时,通过的路程为0,则货物处于静止状态,根据W=Fs可知工人所做的功为零;
(2)从图象中找出货物运行的时间以及在这段时间内通过的路程,然后利用速度公式即可算出速度;
根据W=Fs求出总功,利用P=
求功率,
(3)根据W=Gh求出有用功,利用η=即可求出机械效率.
15.【答案】
(1)因为F=600N,v=0.2m/s,
所以小明同学拉木箱的功率为:
P==
=Fv=600N×
0.2m/s=120W;
(2)因为G=1000N,h=5m,
所以做的有用功为:
W有用=Gh=1000N×
5m=5000J,做的总功W总=Fs=600N×
10m=6000J
则机械效率为:
100%≈83.3%.
(3)额外功为:
W额外=W总﹣W有用=6000J﹣5000J=1000J,而W额外=fL,则摩擦力的大小为:
f=
==100N.
(1)已知斜面的长和拉力的大小,可以利用公式W=FS计算出拉力做的总功,又知道物体的运动速度,可利用公式t=
计算出运动时间,最后再利用公式P=
计算出功率的大小.
(2)知道物体的重力和提升的高度,可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功;
再利用公式η=
计算出斜面的机械效率.
(3)而有用功加上额外功(克服摩擦做功)等于总功,据此求出额外功,再利用公式W额外=fL的公式变形计算出摩擦力大小.
16.【答案】
(1)物体A从底端到顶端的平均速度:
v=
=0.1m/s.
(2)拉力做的总功W总=Fs=3N×
1.2m=3.6J,
则拉力的功率P=
==0.3W.
(3)拉力做的有用功W有=Gh=5N×
0.6m=3J,
则此斜面的机械效率η=×
(1)根据v=
求出平均速度;
(2)根据W=Fs求出拉力做的总功,利用P=
求出功率;
(3)根据W=Gh求出有用功,利用η=×
100%求出机械效率
17.【答案】
知道沿斜面的拉力是300N,斜面的长度是5m,故W总=Fs=FL=300N×
5m=1500J;
拉力做功15
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