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1、技能训练四功功率机械效率的综合计算一、计算公式1总功的计算方法：(1)定义法：W总Fs；(2)W总W有W额；(3)公式法：W总或W总。2有用功的计算方法：(1)定义法：W有Gh；(2)W有W总W额；(3)公式法：W有W总。3额外功的计算方法：(1)定义法：W额G额h，W额f额s；(2)W额W总W有；(3)公式法：W额W总(1)。4机械效率：，。二、分清使用时不同的状态1利用滑轮组竖直提升重物的三种情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额0。FG物/n，1，GhFs(2)半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额G动h。F(G物G动)/n，G物
2、/(G物G动)(3)实际情况：计动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮间的摩擦(题目不说明，表明要考虑)。G物/Fn，FG物/n2利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物换成f就行了。理想情况：W有fs，Ff/n实际情况：f/Fn，Ff/n3使用斜面提升物体时，克服物体重力做功为有用功，拉力F做的功是总功，克服摩擦做的功是额外功。W有Gh，W总FL，W额fL，或1(2016，贺州)如图所示，叉车在10 s内将质量为2 t的平桂大理石沿竖直方向匀速提升了1 m，发动机所做的功是5104 J，求：(1)大理石在10 s内被提升的平均速度是多少m/s?
3、(2)叉车支持力对大理石做的功是多少J?(3)叉车提升大理石的功率是多少W?(4)叉车提升大理石的机械效率是多少？解：(1)货物的平均速度v0.1 m/s；(2)货物的重力Gmg2103 kg10 N/kg2104 N，根据二力平衡可知，叉车对货物的支持力FG2104 N，叉车的支持力做的功WFh2104 N1 m2104 J；(3)叉车提升货物的功率P2103 W；(4)叉车发动机做的总功W总5104 J，叉车的机械效率100%100%40%2(2016，南宁)如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m。当
4、物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：(1)物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力。(2)动滑轮的重力。(3)若物体质量为10 kg，以0.1 m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。解：(1)f0.1G0.1mg0.12 kg10 N/kg2 N(2)W有fs2 N1 m2 J，W额G动hG动1 m，由得50%，解得G动2 N(3)当m10 kg时，拉物体前进的力F0.1G总0.110 kg10 N/kg10 N，F(FG动)(10 N2 N)4 N，PFvF3v物4 N30.1 m/s1.2 W3(2016，攀枝花)配重M单独置于水平地面上
5、静止时，对水平地面压强为3105 Pa，将配重M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150 N，动滑轮重90 N，杠杆AB的支点为O，OAOB53，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1105 Pa。(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10 N/kg)(1)求滑轮组的机械效率。(2)配重M的质量是多少千克？(3)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？解：(1)70%(2)绳子末端拉力F人(G物G动)(210 N90 N)150 N，杠
6、杆A端受到定滑轮拉力FAG定3F人150 N3150 N600 N，根据杠杆的平衡条件FAOAFBOB，M对B端拉力FBFA600 N1 000 N，设配重M的质量为m、与地面的接触面积为S，M放在水平地面时，由p得1105 Pa，3105 Pa，以上两式联解得m150 kg(3)当M对地面的压力刚好为零时，则GMOBFA大OA，FA大GM150 kg10 N/kg900 N，由FA大G定3F人大有900 N150 N3F人大，F人大250 N4(2016，南充)某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物G1150 N时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高
7、台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2270 N时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2。两次物体匀速上升的速度均为0.5 m/s，人的重力G人500 N，且p1p21415。求：(1)若人的双脚与高台的总接触面积为4102 m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强。(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率。(3)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。解：(1)p人1.25104 Pa(2)PG1v150 N0.5 m/s75 W(3)人对绳拉力F(GG动)，人对高台的压力F压G人(GG动)，对高台压强p，第一次提G1150 N时，p1，同理第二次提G2270 N时，
8、p2，且p1p21415，三式综合联解得G动30 N，则第二次提重物时，滑轮组效率290%5(2016，玉林)在一底面积为4 m2的圆柱形深井底部，有一体积为2 m3，密度为10103 kg/m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6 m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30 s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5103 Pa(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10 N/kg)。求：(1)物体的重力；(2)物体浸没在水中时受到的浮力；(3)牵引车行驶了30 s后，物体被提升的高度；(4)物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；(5
9、)牵引车行驶了30 s时，牵引车对绳子的拉力。解：(1)G物物V物g10103 kg/m32 m310 N/kg2105 N(2)F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2 m32104 N(3)牵引车通过的路程svt0.6 m/s30 s18 m，物体提升的高度h9 m(4)物体露出水面前，由平衡条件得FLG物F浮2105 N2104 N1.8105 N，v物v0.6 m/s0.3 m/s；物体受到的绳子拉力的功率PFLv物1.8105 N0.3 m/s5.4104 W(5)由pgh得水面下降的深度h0.25 m；此时物体露出水面的体积VhS0.25 m4 m21 m3；物体浸在水面下的体积V排V物V2 m31 m31 m3；物体受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg1 m31104 N；牵引车对绳子的拉力F(G物F浮)(2105 N1104 N)9.5104 N4
