功率与效率的应用.docxVIP

功率与效率的应用 功率与效率的应用 功率与效率的应用 1. 如图，工人用滑轮组中，吊起质量为40Kg 的箱子，工人施加的拉力为250N ，箱子匀速竖直提高了2米，不计绳重和摩擦，（取g=10N/kg）． 求：（1）箱子的重力 （2）工人做的有用功 （3）滑轮组的机械效率． （4）工人所做总功的功率 解答：（1）箱子的重力为：G=mg=40Kg×10N/Kg=400N； （2）工人做的有用功为：W 有=Gh=400N×2m=800J； （3）由图可知箱子重有两股绳子承担，所以S=h=4m．W 总=Fs=250N×4m=1000J， 滑轮组的机械效率为： （4）工人所做的总功率为：有公式v ＝s/t P＝FS 得： P＝250×2÷10＝50J 2. 小跳同学每次放学回家要背着沉重的书包爬上约15m 高的楼，累得气喘吁吁。小跳同学和书包总重600N ，爬楼用时3min 。 求：(1)小跳背书包爬楼克服重力所做的功； (2)小跳爬楼克服重力做功的功率。 答案：（1）w=Gh=600N x15m=9000J (2)P=W/t=9000J/180s=50W 3. 上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N 的水平牵引力，5min 内匀速直线行驶了9000m 求：（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？ （2）汽车牵引力所受到的功和功率是多少？ 解：（1）汽车在不平路面上做匀速直线运动，牵引力和摩擦阻力平衡，大小相等． 即阻力是2400N ． （2）由做功公式W=FS得W=2400N×9000m=2.16×107 J．汽车的功率由公式P= =7.2×104W． 故答案为：1。2400 2。2.16×107、7.2×104． 4. 古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10米，所受重力为3000N 的均匀杆OA ，可以绕转轴O 点在竖直平面内转动，在O 点正上方10m 处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A 相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓缓向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1 吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用时间为0.5分钟（忽略绳子重，滑轮半径和摩擦）则：（1）F1：F2= -------- （2）士兵对吊桥所做功的平均功率为-----W 答案：1. 杆即将离开水平位置时， 绳子与桥面成45度角， 绳子的力分解为垂直和水平方向； 当桥面如图时， 桥面和绳子的夹角为60度，力的分解如图； 则F1：F2=√2/2 2. 忽略绳子重力，滑轮半径和摩擦， 则绳子对吊桥所做的功转化为桥的势能3000N*2.5m=7500J 所以平均功率7500/（0.5*60）=250W 5. “龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示．现用此装置将地面上一个重为3×104N、与地面的接触面积为1.2m2的重物匀速吊到3m 的高处，滑轮组钢索自由端的拉力为1×104N．请解答以下问题： (1)重物被吊起前对地面的压强是多大？ (2)提升重物过程中滑轮组的机械效率是多少？ (3)若再用此装置提升2×104N的重物时，它的机械效率将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）． 6. 如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×102kg ，底面积为0.5m 的货物G 匀速提起（g=10N/kg）。求 （1）起吊前，当货物静止与水平地面时，它对地面的压强是多少？ （2）若把货物匀速提起12m ，用了40s 货物上升的速度是多少？ （3）起重机对货物做功的功率是多少？ （4）若OA=12m，OB=4m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配质量m0为多少kg 的物体？ 解：（1）静止于水平地面：F=G=mg=4×102kg×10N/kg=4×103N，P=F/S=4×103N/0.5m2=8×103Pa (2）v=s/t=12m/40s=0.3m/s； （3）W=Fs=4×103N×12m=4.8×104J，P=W/t=4.8×104J/40s=1.2×103W (4)由杠杆平衡条件：OA×mg=OB×m0g，m0=OAm/OB=12m×4×102kg/4m=1.2×103kg 7. 甲、乙两人分别用不同的方法把重100 N的物体A 从地面匀速提到三楼. （1）甲用下图所示的方法，直接用绳把物体提到三楼，判断该过程绳对物体A 的拉力F 是否做功时，有两种