专题训练六：简单机械功、功率和机械效率的计算.doc

专题训练六：简单机械机械效率计算 一、合理推导机械效率公式，巧解滑轮组类型题 　　根据定义：η=W有/W总 　　（1）当用滑轮组提升重物时，W有=G物h；W总=Fs：η=W有/W总=G物h/Fs。 　　（2）当滑轮组的绕线方式确定（即n已知）时，S=nh：η=W有/W总=G物h/Fs=G物/nF。 　　（3）当忽略滑轮组的绳重和摩擦阻力时，W有=G物h；W额=G动h；W总=G物h+G动h；η=W有/W总= G物h/（G物h+G动h）= G物/（G物+G动）。 　　因此，解答滑轮组机械效率类试题时，应该分清具体情况，使用不同推导公式解题。 　　例1（2006广东省）用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速拉升20cm，所用的拉力F=5N，所做的有用功为 J，机械效率为 ，当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为 。（忽略绳重和摩擦阻力） 　　解析：（1）用滑轮组提升重物时，W有= G物1h=12N×0．2m=2．4J。本题中滑轮组的连线方式已经确定，n=3；η1=W有/W总=G物1h/Fs=G物1/nF=（12N/3×5N）×100%=80%。 　　（2）本题忽略滑轮组绳重和摩擦阻力：η1=W有/W总=G物1h/（G物1h+G动h）=G物1/（G物1+ G动）；G动=G物1/η1-G物1=12N/0．8-12N=3N；η2=G物2/（G物2+G动）=（18N/（18N+3N））×100%=85．71%。 　　答案：2．4J；80%；85．71%。 　　二、合理推导功率公式，巧解恒力做功类型题 　　根据定义：P=W/t。当物体在某一恒力作用下，做匀速运动时：P=W/t=FS/t=FS/t=Fv。 　　1．应用于简单计算 　　例2（2005苏州市）随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家中，已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油（1L＝10-3m3），汽油的密度为0．71×103kg/m3、热值为4．6×l07J／kg。则： 　　（1）10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_________J。 　　（2）该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg。 　　（3）当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它受到的阻力等于 N。 　　解析：（1）Q=mq=10kg×4．6×l07J／kg =4．6×l08J。 　　（2）m=ρV=0．71×103kg/m3×8×10-3m3=5．68kg。 　　（3）P=W/t=FS/t=Fv；F=P/v =5×l04W/20m/s=2．5×l03N；汽车做匀速直线运动，f=F=2．5×l03N。 　　答案：（1）4．6×l08J；（2）5．68kg；（3）2．5×l03N。 　　2．应用于估算类型题 1．781 额定功率(kW) 90 最高车速(km／h) 185 轿车总质量(t) 1．4 与地面接触总面积(cm2) 700 (1)该轿车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大?(计算中g取10 N／kg) (2)“五·一”假期，刘刚随爸爸驾驶轿车外出旅游，从公路交通牌上看到，轿车在一段平直的路段上行驶了10 km，轿车速度计的指针一直指在如图2-3-25所示的位置．请计算轿车行驶这段路程所用的时间． 与人运动有关的功和功率估算题 江苏沛县张街中学　张振楼 　　著名美国物理学家费米，身在基地用一把碎纸片从头顶撒落下来，估算出了远离基地试爆的第一枚原子弹的爆炸力，一时传为佳话，誉为神奇。费米的估算显示了他对这个估算问题实质的深刻理解和灵活简单的处理方法。中考估算试题，主要考查同学们的生活经验及认识周围物理现象的能力。估算题对结果不要求精确，只要求合理。由于估算题大多来源于生活，联系实际，比如我们这里学习的功和功率，我们的一举一动，走路、跑步、跳绳、上楼梯、做引体向上，都要做功，都可以估算这些活动的功和功率。从这样一些简单例子入手，关注生活、生产中的问题，能使我们学到的物理知识成为解决实际问题的利器，而不再感到物理高深莫测。 　　 　　二、估测引体向上的最大功率 　　例2　小云想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率，如图1所示，他使用尺量出握拳时手臂的长度，并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表，请在空格处补上相应的数据。 臂长L/m 体重G/N 拉上去的次数 克服重力所做的功W/J 时间t/s 功率P/W 0．6 500 5 12 　　解析：试题没有单纯考概念的表述形式或公式，而是创设一个具体情境考查知识的灵活应用。从图中可以